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動平衡規範

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  • 技術專欄

技術專欄

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  • ISO1940
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  • 動平衡規範
  • 雙面動平衡
  • 單面動平衡
  • 三面動平衡
  • 動、靜平衡原理及平衡方法
  • 為什麼轉子要做動平衡,動平衡如何做?
  • 動平衡原理

動平衡規範

源由:

轉子因不平衡造成轉子偏心,轉動時的離心力對軸承造成了負載,進而對機械造成了危害。而理想轉子的偏心距必須為零,所以當轉子有偏心距過大時,轉子必須進行校正,完全的將轉子偏心距校正為零是無法達成的。

因此國際標準組織(ISO)針對平衡制定了11個級別,每個級別以2.5倍作為間距,G的數字越小表示平衡精密等級約高。平衡等級依照機械型態、大小,可以得到合格轉子的允許偏心距,單位為公克×毫米/公斤(g*mm/kg)。
 

ISO1940 平衡等級

 平衡等級 平衡品質上限值
mm/s
(eper*ω/1000)
轉子的種類一例
   G  4000 ≤4000 具有剛性支撐的奇數氣缸,如船用低速柴油發動機的曲軸傳動系統
   G  1600 ≤1600 剛性支撐的大型二衝程發動機曲軸傳動系統
   G  630 ≤630 剛性支撐的大型四衝程發動機曲軸傳動系統
彈性支撐的船用柴油機的曲軸傳動系統
   G  250 ≤250 剛性支撐的高速四缸柴油機的曲軸傳動系統
   G  100 ≤100 汽車、貨車鐵路車輛(汽油或柴油)的六缸或六缸以上的高速柴油發動機傳動系統
   G  40 ≤40 汽車車輪、輪轂、車輪整體、傳動軸
彈性支撐的六缸和多缸高速四衝程發動機曲軸傳動系統
   G  16 ≤16 特殊要求的傳動軸(螺旋槳軸,萬向軸)
粉碎機配件;農業機械配件;用於汽車,卡車和鐵路車輛的(汽油,柴油)發動機零件
特殊要求的六缸和多缸發動機曲軸傳動件
   G  6.3 ≤6.3 加工設備
船用主渦輪機(商用船)
高速分離機的鼓輪
紙捲、印刷輥輪
風扇;航空燃氣渦輪機的轉子部件;泵的葉輪
機床及一般機器零件;普通電機轉子
無特殊要求的中型和大型發動機(軸向中心高度至少為80 mm或以上的電機零件)
對振動較小或有隔振(主要是大規模生產的)小型電樞
具有特殊要求的傳動部件
   G  2.5 ≤2.5 燃氣和蒸汽渦輪、船用主渦輪機(用於商用船舶 )、剛性渦輪發電機轉子、磁鼓存储器和計算機磁盤
渦輪壓縮機、工具機主軸;特殊要求的中型和大型電機轉子
小型電樞(條件為G6.3和G1的除外)
渦輪驅動泵小電樞 、有特殊要求的發動機部件
   G   1 ≤1 錄音機和音響設備的旋轉部件
磨床輪軸
特殊要求的小型電樞
   G  0.4 ≤0.4 精密磨床的主軸
砂輪和電樞輪
電機轉子
陀螺儀
     
 

公式:

實際轉子在校正偏心距的作業時,是使用不平衡的允收質量來進行校正。所以不平衡的允收值,可根據牛頓第二運動定律來取數值,計算公式如下:

  1. 允許偏心距:
    eper = 精密等級 *1000/ ω(角速度(rad/s))
    單位:um

  2. 不平衡的允收值:
    轉子質量(M)* 允許偏心距(e)= 不平衡的允收質量(m)*轉子修正半徑(R)
    不平衡的允收質量(m)= 轉子質量(M)* 允許偏心距(e) /轉子修正半徑(R)
    單位:ug ;mg;g;kg…..

  3. 不平衡允收值以力矩表示:不平衡允收值一般會與修正半徑大小有關 , 所以一般常見力矩型態來表示,例如: g-cm 或g-mm ..等等。
    -> 不平衡允收值(力矩) = 轉子質量(M)* 允許偏心距(e)
                                 = 轉子質量(M)* (精密等級 *1000/ ω(角速度(rad/s)))
    單位:mg-mm;g-mm;g-cm…
     
    ω(角速度(rad/s)與轉速N(r.p.m)的關係式
    ω(角速度(rad/s)= 2 * PI * N / 60


  4. 單平面與雙平面允收值的計算有所不同,允收值會因平面數的變化而有所改變。
    à多平面允收值 = 單平面允收值 / 平面數
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