平衡机的机械系统主要由两大系统组成:驱动系统(它驱动被测转子(工件)达到所需的平衡转速)和摆架系统(它支承被平衡工件,并使之在不平衡力作用下产生振动).下面是平衡机机械结构的设计事项:
一、驱动系统:包括电机、传动装置(变速装置)、制动装置、传动方式(联轴节)等.主轴的一端安装角度盘,用来指示工件不平衡相位.另外主轴上还装有光电传感器,用来产生基准信号.为了使被平衡工件达到所需的转速,首先确定电动机拖动功率及传递的转矩,按传动元件的尺寸参数,结合被平衡工件的规格、类型,及平衡精度要求,设计装卸夹具,确定工件与主轴联接方式.
总之,驱动系统要保证被平衡工件在测量过程中有稳定的转速;避免驱动系统零部件在测量过程中,对工件振动特性产生不良影响.
二、摆架系统:包括轴承(滚轮)、摆架、弹性元件等.轴承与摆架连成一体,通过弹性元件与支承架联接,工件安装在两支承架之间与摆架组成振动系统,旋转时,由于工件不平衡,在离心力作用下被迫振动,通过传感器将摆架的振动量转换为电讯号,输入测量回路.
在摆架系统的结构设计中,首先要选择适当的支承方式确定框架的结构形式,以及与之相适应的元件.且又要保证平衡工件要求在平衡机的重量范围内,摆架应有一定足够尺寸的刚度.同时,鉴于要确保平衡机有较高的灵敏度,又要求摆架重量适当.所以摆架系统设计是平衡机结构设计中最关键的一个环节.
三、自由度不平衡转子振动系统计算是平衡机机械结构设计中心问题,为了是平衡振动系统有较好相频和幅频特性,以保证平衡测量的稳定性和精度.
振动系统应满足两个基本要求:在激振力可能达到的范围内,激振力与位移的关系是线性的.振动系统固有频率与平衡转速对应的转动频率ω必须符合规定:ω<0.3 .
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