高速主轴在线动平衡技术综述.pdf

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1、综述现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2011年第12期高速主轴在线动平衡技术综述’白彩波，孙长敬(中国计量学院质量与安全工程学院，杭州310018)摘要：综述了目前常用的几种主轴动平衡技术和方法，着重阐述了各种采用平衡头技术的在线动平衡装置的原理、结构特点、国内外的研究和应用现状及其优缺点，同时介绍了几种在实际生产中得到广泛应用的采用平衡头技术的在线动平衡装置，并针对高速主轴动平衡的应用指出了主轴在线动平衡技术的发展方向及今后需要解决的问题。关键词：高速主轴；在线动平衡；平衡头；综述中图分

2、类号：THll3．1文献标志码：A文章编号：167l_3133(2011)12珈112—06Summaryforon-linebalancingofhighspeedspindleBAICai—bo，SUNChang-jing(CollegeofQuality&SafetyEngineering，ChinaJiliangUniversity，Hangzhou310018，China)Abstract：Summarizedseveralspindlebalancetechniquesandmethodsatpresent，expoun

3、dedseveralon—linebalancingdeviceswhichadoptedbalanceheadtechnologyabouttheirprinciple，structuralcharacteristics，domesticandforeignresearchandapplica-tionsituation，advantagesanddisadvantages．Meanwhile，severalon-linebalancedeviceswhichhavebeenusedwidelyinpracticalproduct

4、ionwereintroduced．Aimingattheapplicationofon-linebalancingtechnology．pointsoutitsdevelopmentdirectionofon—finebalancingtechnologyand80meproblemsneedtobesolvedinfurtherstudy．Keywords：highspc地dspindle；on-linebalancing；balancinghead；smnmaryO引言高速主轴是所有高速旋转加工机床中最为关键的部件之一。其性能

5、对整台机床的加工精度、可靠性等都有至关重要的影响。高速主轴在制造和装配过程中，不可避免地会因材质不均、加工和装配误差等导致其质心与旋转中心不一致。因此，主轴高速旋转时就会产生动不平衡现象。主轴旋转的不平衡是机床振动、噪声和轴承发热等现象造成的。主轴转速越高，不平衡引起的不利影响就越大。目前，已有多种消除主轴旋转动不平衡的技术和方法，有些已在实践中得到了广泛应用。1常用的主轴平衡技术1．1机上动平衡机上动平衡是在固定或可移动式的各种平衡机上进行的动平衡。采用此方法测试时系统所受干扰·浙江省大学生科技创新活动计划(新苗人才计划)项目(2

6、010R409043)112小，精度和效率高，特别适于在制造阶段消除主轴在加工和装配中的原始不平衡。目前机上动平衡技术在动平衡领域中发挥着相当重要的作用，汽轮机、航空发动机等的动平衡普遍采用这种技术。其缺陷一方面是平衡机的转速和主轴的工作转速不一致，平衡机的支承条件不同于主轴在实际工作条件下的支承条件，容易造成平衡精度的下降，且主轴转速越高，机上动平衡的差异越大；另一方面，主轴要拆下来才能进行机上动平衡，停机时间长，平衡速度慢，经济损失大。而且有些主轴，由于受到尺寸和重量上的限制，很难甚至无法在平衡机上平衡。1．2整机现场动平衡整机

7、现场动平衡是将组装完毕的旋转机械在现场安装状态下进行的动平衡⋯。整机现场动平衡直接在整机上进行，不需要动平衡机，只需一套价格低廉的测试系统，因而较为经济。此外，由于主轴是在实际工况下进行的动平衡，不需要再装配等工序，因白彩波，等：高速主轴在线动平衡技术综述2011年第12期此可获得较高的平衡精度。利用整机现场动平衡方法结合常规的检测手段，还可对旋转机械进行故障诊断。但是，现场动平衡过程较复杂，且须在较短的时间内完成，实施难度较大。1．3在线动平衡如前所述，机上动平衡和现场动平衡都需要停机作业。但是，即使停机后经过精密动平衡的旋转机械

8、也会由于热变形、磨损、外力、尘垢和物料的不均匀堆积等随机因素造成新的动不平衡。为实时消除主轴使用过程中的动不平衡，确保主轴高速平稳运行，必须采用在线动平衡技术旧引。在线动平衡是在主轴运行状态下，通过测试系统实时监控主轴，并随时消除主轴