刚性转子动平衡的许用不平衡量分析

              

    摘要：具有一定转速的转子，由于材料组织的不均匀、零件外形误差、装配误差以及结构形状局部不对称等原因，使通过转子重心的主惯性轴与旋转轴线不重合，旋转时产生不平衡离心力，引起机器的振动，甚至损坏元件。动平衡是改善转子质量分布，以保证转子在旋转因不平衡而引起的振动或振动力减少到允许范围内的工艺过程。综合考虑技术可能性和经济合理性，从而确定合理的许用不平衡量。

关键词：刚性转子；许用不平衡量；校正半径；平衡机；宣化正力平衡机有限公司

玉米作为我国第二大粮食作物，针对玉米茎杆切碎还田装置主轴进行分析研究，确定合理的主轴动平衡的许用不平衡量，严格控制动平衡，对减轻振动和减小噪音起到明显作用，并且能够得到良好的切碎效果，使用户满意。

 

1确定切碎器主轴须做动平衡或静平衡实验

根据切碎器主轴尺寸b/D［1］（b—转子厚度、D—转子直径）和转速n（r/min），斜线以上的刚性转子必须动平衡，得知切碎器主轴必须做动平衡实验。

 

2确定许用不平衡质量

    根据茎杆切碎还田机 产品质量分等（JB/T51235-1999）中规定：切碎器主轴（含刀座）应进行动平衡，其平衡精度应符合GB/T9239中规定的G6.3级［3］。

2．1 许用不平衡度eper［2］与转子质量m的关系：

    一般说来，转子质量越大其许用不平衡量也越大，因此可用下式：

                    eper= Uper/m                       (1)

所定义的许用不平衡度eper来表示许用不平衡量Uper与转子质量m的关系。

2．2许用不平衡度eper与平衡品质等级G（mm/s）和角转速ω(rad/s)的关系：

    经验表明，许用不平衡度与转子最高工作角速度ω成反比，即：      

    eper·ω=const                       (2)

这一关系的理论基础在于几何形状相似的转子在相等的圆周速度下，由于剩余不平衡离心力的作用，转子及其轴承受到的应力相同。因此，规定平衡品质等级G由许用不平衡度eper（μm）与转子最高工作角速度ω(rad/s)之积用1000除所得的值（mm/s）来表示：

                    G= eper·ω/1000                   （3）

其中平衡品质的等级规定为11级（见表2）

    表2平衡品质等级表           mm/s

平衡品质等级	平衡品质等级值
G0.4	≤0.4
G1	≤1
G2.5	≤2.5
G6.3	≤6.3
G16	≤16
G40	≤40
G100	≤100
G250	≤250
G630	≤630
G1600	≤1600
G4000	≤4000

2．3角速度ω与转速n的关系：

              ω=2π·n/60                         (4)

2．4转子许用不平衡量Uper:

转子许用不平衡量Uper为：

             Uper=eper·m                          (5)

式中：m─转子质量，KG；

        eper─许用不平衡度，g·mm/ KG；

        Uper─许用不平衡量，g·mm。

2．5确定切碎器转子为双面平衡：

    由于切碎器转子校正平面间距小于支撑间距，如图（3）所示，且满足：

a.质心位于支承间距的中间三分之一以内；

b.校正平面间距大于支承间距的三分之一而小于支承间距；

c.校正平面与转子质心基本等距；

    这类转子每个校正平面应取许用不平衡量Uper的一半，即：

              UperⅠ= UperⅡ= Uper­/2               (6)

2．6校正平面的许用不平衡质量M：

    由于转子许用不平衡量Uper与不平衡质量M和校正半径R关系：

     Uper= M·R                       （7）

得到作用到校正平面的不平衡质量为：      

MⅠ= MⅡ= UperⅠ/R= UperⅡ/R         （8）    

 

参考文献

1《机械设计手册》第三版、第1卷 转动件的动平衡

2中华人民共和国国家标准GB9239-88

3甩刀式秸秆切碎还田机标准JB/T51235-1999

4《YYW-300型动平衡机操作手册》宣化正力平衡机有限公司