Principio de la máquina de prueba de equilibrio dinámico
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La máquina equilibradora es una máquina que mide la cantidad desequilibrada y la posición de un objeto giratorio (rotor).
Cuando cualquier rotor gira alrededor de su eje, se genera fuerza centrífuga debido a la distribución desigual de la masa con respecto al eje. Esta fuerza centrífuga desequilibrada provocará vibraciones, ruidos y un desgaste acelerado de los rodamientos, lo que afectará gravemente el rendimiento y la vida útil del producto. Las piezas giratorias, como rotores de motores, husillos de máquinas herramienta, cigüeñales de motores de combustión interna, rotores de turbinas de vapor, rotores de giroscopios y balanzas de reloj, deben equilibrarse durante el proceso de fabricación para poder funcionar sin problemas y con normalidad.
Corregir el desequilibrio del rotor en función de los datos medidos por la máquina equilibradora puede mejorar la distribución de masa del rotor con respecto al eje y reducir la vibración generada cuando el rotor gira o la fuerza de vibración que actúa sobre el rodamiento al permitido dentro del rango. Por tanto, las máquinas equilibradoras son equipos esenciales para reducir la vibración, mejorar el rendimiento y mejorar la calidad.
Normalmente, el equilibrado del rotor implica dos pasos: medición y corrección del desequilibrio. Las máquinas equilibradoras se utilizan principalmente para medir cantidades desequilibradas, mientras que la corrección de cantidades desequilibradas suele realizarse mediante perforadoras, fresadoras, máquinas de soldadura por puntos y otros equipos auxiliares, o mediante métodos manuales. Algunas máquinas equilibradoras incluyen un dispositivo de calibración como parte de la máquina equilibradora.
La máquina equilibradora por gravedad y la máquina equilibradora centrífuga son dos tipos típicos de máquinas equilibradoras. Las máquinas equilibradoras por gravedad generalmente se denominan máquinas equilibradoras estáticas. Se basa en la gravedad del propio rotor para medir el desequilibrio estático.
Como se muestra en la figura de la derecha, si el rotor colocado sobre dos carriles guía horizontales está desequilibrado, su momento de gravedad sobre el eje hace que el rotor ruede sobre los carriles guía hasta que el desequilibrio sea mínimo. posición.
El rotor equilibrado se coloca sobre una base soportada por cojinetes hidrostáticos, con un reflector incrustado debajo de la base. Cuando el rotor no está desequilibrado, el haz de luz emitido por la fuente luminosa es reflejado por este reflector y proyectado sobre el origen polar del indicador de desequilibrio. Si el rotor está desequilibrado, el soporte del rotor se inclinará debido al momento de gravedad desequilibrado y el reflector debajo del soporte también se inclinará y desviará el haz de luz reflejado, lo que provocará que el punto de luz proyectado por el haz de luz en el indicador de coordenadas polares se aleje. desde el origen. Según la posición coordinada de esta desviación del punto de luz, se puede obtener el tamaño y la posición del desequilibrio.
La máquina equilibradora por gravedad solo es adecuada para algunas piezas tipo disco con bajos requisitos de equilibrado. Para rotores con altos requisitos de equilibrado, generalmente se utilizan máquinas equilibradoras centrífugas de una o dos caras.
La máquina equilibradora centrífuga mide la cantidad de desequilibrio en función de la vibración del rodamiento causada por el rotor desequilibrado o la fuerza de vibración que actúa sobre el rodamiento cuando el rotor gira. Según el número de planos de calibración, se puede dividir en máquinas equilibradoras de una cara y máquinas equilibradoras de doble cara. Las máquinas equilibradoras de un solo lado sólo pueden medir el desequilibrio en un plano (desequilibrio estático). Aunque se mide mientras el rotor está girando, sigue siendo una máquina estáticamente equilibrada. Las máquinas equilibradoras de doble cara pueden medir el desequilibrio dinámico, el desequilibrio estático e incluso el desequilibrio respectivamente, y generalmente se denominan máquinas equilibradoras dinámicas.
Las máquinas equilibradoras centrífugas se pueden dividir en máquinas equilibradoras de soporte blando y máquinas equilibradoras de soporte duro según las diferentes características del soporte. La velocidad de equilibrio es mayor que la frecuencia natural del sistema de soporte del rotor, lo que se denomina máquina equilibradora de soporte blando. La rigidez del soporte de este tipo de máquina equilibradora es pequeña y la señal detectada por el sensor es proporcional al desplazamiento de vibración del soporte. La velocidad de equilibrio es inferior a la frecuencia natural del sistema rotor-soporte, lo que se denomina máquina equilibradora de soporte duro. La rigidez del soporte de este tipo de máquina equilibradora es grande y la señal detectada por el sensor es proporcional a la fuerza de vibración del soporte.
El rendimiento principal de la máquina equilibradora se expresa mediante dos indicadores integrales: el desequilibrio restante mínimo alcanzable y la tasa de reducción del desequilibrio. El primero es el desequilibrio residual mínimo que la máquina equilibradora puede alcanzar en el rotor, y es un índice para medir la capacidad de equilibrio más alta de la máquina equilibradora; el segundo es la relación entre el desequilibrio reducido después de la corrección y el desequilibrio inicial; un índice para medir la eficiencia del balanceo Generalmente expresado como porcentaje.
En la maquinaria moderna, debido a la amplia aplicación de los rotores flexibles, se han desarrollado máquinas equilibradoras de rotores flexibles. Este tipo de máquina equilibradora debe realizar una regulación continua de la velocidad dentro del rango de velocidad de trabajo del rotor, además de medir la vibración o la fuerza de vibración del soporte, también puede medir la deflexión del rotor; Las máquinas equilibradoras de rotores flexibles se instalan a veces en cámaras de protección de vacío y son adecuadas para equilibrar rotores como, por ejemplo, turbinas de vapor. Está equipado con enormes equipos auxiliares, como sistema de bomba de vacío, sistema de lubricación, sistema de desgasificación de aceite lubricante y sistema informático de procesamiento de datos.
De acuerdo con las necesidades de la producción en masa, los sectores industriales como la fabricación de automóviles y la fabricación de motores se han equipado con máquinas equilibradoras automáticas y líneas de equilibrado automáticas en los tiempos modernos, que pueden completar automáticamente la medición del equilibrio y la corrección del equilibrio de rotores específicos.