柴油發電機靜不平衡和動平衡的檢驗
對于柴油發電機高速旋轉的零件如曲軸、飛輪、傳動軸、皮帶輪轂等在裝配前應進行平衡試驗,檢查其靜平衡與動平衡。零件不平衡將給零件本身和軸承造成附加載荷,使其在柴油發電機工作中發生振動,從而加速零件的磨損和損傷。所以零件和組合件在進行總裝前要進行平衡試驗,以提高修理質量和延長總成的使用壽命。零件和組合件的平衡分為靜平衡和動平衡兩種。產生不平衡的原因是零件的尺寸不精確、制造質量不均勻、由于裝配中的誤差,使零件的旋轉中心或軸線發生偏移。如零件的靜不平衡是由于零件的重心離開了零件的旋轉軸線而產生的,長形零件彎曲,質量沿長度分布不均勻而引啟動不平衡。
靜不平衡和動平衡示意圖
一、靜不平衡
零件的靜不平衡狀態。o—o線是圓盤的旋轉軸線,圓盤的重心為b,重心與旋轉軸線的距離為0。假如把圓盤按圖中所示的方式支撐在軸承上,它是不能隨時靜止的(除重心在b'的位置可以靜止)。由于力矩q∶r的作用隨時都有自行轉動的趨勢,我們稱這種現象為靜不平衡狀態。當靜不平衡零件旋轉時,由于物體的重心離開它的旋轉軸線,因而產生離心力。離心力f的大小可按下式計算∶
式中∶q——旋轉圓盤的重量,kg;
r————重心距旋轉中心的偏移量,cm;
n——圓盤的轉速,r/min;
w——圓盤的角速度。
即離心力f的大小與轉速的平方成正比。因此零件高速旋轉時,離心力是很危險的。
零件靜平衡的檢驗是在一個專門的檢驗臺架上進行的。將裝在被檢驗零件上的心軸平置在兩導軌上。如心軸滾動一兩圈,且始終停止在一個靜止點,則對應于心軸的最下方是重心偏離的位置方向,表示這一零件具有靜不平衡。一般消除不平衡重量的方法有∶在不平衡重量相對稱的一邊附加一重量;另一種方法是在不平衡重量一側去掉一部分金屬;
二、動不平衡
動不平衡,指作旋轉運動的零、部件,由于形狀誤差(比方說內外圓不同軸,圓柱不圓、母線不直,端面與軸線不垂直等)、內部組織不均勻等原因造成在柴油發電機旋轉時產生振動,產生不良影響的現象。動不平衡是圍繞旋轉軸的質量不均勻分布。 當質心(慣性軸)與旋轉中心(幾何軸)不對齊時,旋轉質量塊或轉子被稱為不平衡體。 不平衡導致轉子給旋轉結構振動的擺動運動特性。
經過靜平衡檢驗的零件,還可能是動不平衡的。如處于靜平衡狀態的旋轉運動零件,可能產生動不平衡。因此,整個軸的重心一定位于旋轉軸線上,這樣的軸放在靜平衡臺上檢查,一定是平衡的。當動不平衡零件旋轉時,由于零件沿長度方向上的質量不均勻而產生的離心力,就是動不平衡零件旋轉時所產生的附加力。由于這個附加力的作用,不僅會減弱零件的強度,而且會使軸承負荷增加引起振動。柴油發電機上的曲軸和傳動軸等高轉速的運動要件,在柴油發電機修理時,都應該進行動不平衡檢驗。
三、零件平衡的方法
下面介紹幾種主要零件在柴油發電機修理中取得平衡的方法。
1、曲軸
曲軸一般都有平衡重,有的柴油發電機曲軸的平衡重與柴油發電機曲軸制成一體。有的柴油發電機曲軸平衡重則用螺栓緊固在曲軸上。進行平衡時,可在曲軸平衡重或軸臂上用鉆孔或銑面的方法取得平衡。在修理和拆裝柴油發電機時,不要隨便拆下曲軸的平衡重。
2、飛輪
柴油發電機飛輪一般都進行靜平衡。當進行平衡時,可在飛輪上或圓柱面上鉆孔以取得平衡。
3、曲軸、飛輪及離合器總成
在曲軸、飛輪及離合器總成分別進行平衡檢驗后,再將它們裝合在一起進行動平衡試驗。當其平衡度超過一定限度時應將總成拆散,分別重新進行平衡試驗,直到總成的不平衡度在允許的限度以內時,再進行動平衡檢驗。如不平衡,取得平衡的方法是在飛輪上取下金屬或在離合器殼上加裝平衡片。一般曲軸、飛輪及離合器上都做有記號表明它們的裝配關系。在修理拆裝過程中應注意按記號裝配。
5、傳動軸總成
在修理過程中,傳動軸總成都進行動平衡試驗。取得其平衡的主要方法是在傳動軸軸管兩端焊接平衡片或在十字軸軸承蓋上加裝平衡片。
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