柴油发电机静不平衡和动平衡的检验
对于柴油发电机高速旋转的零件如曲轴、飞轮、传动轴、皮带轮毂等在装配前应进行平衡试验,检查其静平衡与动平衡。零件不平衡将给零件本身和轴承造成附加载荷,使其在柴油发电机工作中发生振动,从而加速零件的磨损和损伤。所以零件和组合件在进行总装前要进行平衡试验,以提高修理质量和延长总成的使用寿命。零件和组合件的平衡分为静平衡和动平衡两种。产生不平衡的原因是零件的尺寸不精确、制造质量不均匀、由于装配中的误差,使零件的旋转中心或轴线发生偏移。如零件的静不平衡是由于零件的重心离开了零件的旋转轴线而产生的,长形零件弯曲,质量沿长度分布不均匀而引启动不平衡。
静不平衡和动平衡示意图
一、静不平衡
零件的静不平衡状态。o—o线是圆盘的旋转轴线,圆盘的重心为b,重心与旋转轴线的距离为0。假如把圆盘按图中所示的方式支撑在轴承上,它是不能随时静止的(除重心在b'的位置可以静止)。由于力矩q∶r的作用随时都有自行转动的趋势,我们称这种现象为静不平衡状态。当静不平衡零件旋转时,由于物体的重心离开它的旋转轴线,因而产生离心力。离心力f的大小可按下式计算∶
式中∶q——旋转圆盘的重量,kg;
r————重心距旋转中心的偏移量,cm;
n——圆盘的转速,r/min;
w——圆盘的角速度。
即离心力f的大小与转速的平方成正比。因此零件高速旋转时,离心力是很危险的。
零件静平衡的检验是在一个专门的检验台架上进行的。将装在被检验零件上的心轴平置在两导轨上。如心轴滚动一两圈,且始终停止在一个静止点,则对应于心轴的最下方是重心偏离的位置方向,表示这一零件具有静不平衡。一般消除不平衡重量的方法有∶在不平衡重量相对称的一边附加一重量;另一种方法是在不平衡重量一侧去掉一部分金属;
二、动不平衡
动不平衡,指作旋转运动的零、部件,由于形状误差(比方说内外圆不同轴,圆柱不圆、母线不直,端面与轴线不垂直等)、内部组织不均匀等原因造成在柴油发电机旋转时产生振动,产生不良影响的现象。动不平衡是围绕旋转轴的质量不均匀分布。 当质心(惯性轴)与旋转中心(几何轴)不对齐时,旋转质量块或转子被称为不平衡体。 不平衡导致转子给旋转结构振动的摆动运动特性。
经过静平衡检验的零件,还可能是动不平衡的。如处于静平衡状态的旋转运动零件,可能产生动不平衡。因此,整个轴的重心一定位于旋转轴线上,这样的轴放在静平衡台上检查,一定是平衡的。当动不平衡零件旋转时,由于零件沿长度方向上的质量不均匀而产生的离心力,就是动不平衡零件旋转时所产生的附加力。由于这个附加力的作用,不仅会减弱零件的强度,而且会使轴承负荷增加引起振动。柴油发电机上的曲轴和传动轴等高转速的运动要件,在柴油发电机修理时,都应该进行动不平衡检验。
三、零件平衡的方法
下面介绍几种主要零件在柴油发电机修理中取得平衡的方法。
1、曲轴
曲轴一般都有平衡重,有的柴油发电机曲轴的平衡重与柴油发电机曲轴制成一体。有的柴油发电机曲轴平衡重则用螺栓紧固在曲轴上。进行平衡时,可在曲轴平衡重或轴臂上用钻孔或铣面的方法取得平衡。在修理和拆装柴油发电机时,不要随便拆下曲轴的平衡重。
2、飞轮
柴油发电机飞轮一般都进行静平衡。当进行平衡时,可在飞轮上或圆柱面上钻孔以取得平衡。
3、曲轴、飞轮及离合器总成
在曲轴、飞轮及离合器总成分别进行平衡检验后,再将它们装合在一起进行动平衡试验。当其平衡度超过一定限度时应将总成拆散,分别重新进行平衡试验,直到总成的不平衡度在允许的限度以内时,再进行动平衡检验。如不平衡,取得平衡的方法是在飞轮上取下金属或在离合器壳上加装平衡片。一般曲轴、飞轮及离合器上都做有记号表明它们的装配关系。在修理拆装过程中应注意按记号装配。
5、传动轴总成
在修理过程中,传动轴总成都进行动平衡试验。取得其平衡的主要方法是在传动轴轴管两端焊接平衡片或在十字轴轴承盖上加装平衡片。
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