馮慧奇，隋松梅

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

二次鋼球鏡板式靜平衡試驗(yàn)工藝研究

馮慧奇，隋松梅

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

指出了大型轉(zhuǎn)動(dòng)部件靜平衡工序的系統(tǒng)誤差過(guò)大，并用兩次試驗(yàn)數(shù)據(jù)給出了驗(yàn)證。提出了在靜平衡工具及被測(cè)工件上增加4個(gè)測(cè)量孔，指出了在靜平衡試驗(yàn)工序中利用這4個(gè)測(cè)量孔來(lái)校正被試工件與靜平衡工具套筒的對(duì)中精度可以減小靜平衡試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)誤差，可提高轉(zhuǎn)輪靜平衡的試驗(yàn)精度，可提高靜平衡裝置的通用性。

靜平衡；二次靜平衡試驗(yàn)；殘余不平衡力矩

0 引言

靜平衡工藝研究的轉(zhuǎn)輪直徑5 152 mm，高度2 792 mm，質(zhì)量55 036 kg，靜平衡裝置質(zhì)量3 306 kg，轉(zhuǎn)輪允許殘余不平衡力矩不大于140 N·m。目的是通過(guò)采取工藝措施來(lái)保證靜平衡裝置滿足靜平衡試驗(yàn)的技術(shù)要求。

1 轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置

圖1 轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置示意圖

轉(zhuǎn)輪平衡靜平衡裝置包括平衡底座、過(guò)渡法蘭、平衡套筒、絲杠、擋板、鋼球、鏡板等幾部分(見(jiàn)圖1)。其中過(guò)渡法蘭為新制工裝工具，其余部分為原有工裝工具。只特制了過(guò)渡法蘭，而采用原有工裝工具與其配用，大大節(jié)省了工裝成本。由于過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、平衡套筒為間隙配合，因此在進(jìn)行轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)時(shí)有必要驗(yàn)證靜平衡的精度。

2 試驗(yàn)過(guò)程

2.1 第一次靜平衡試驗(yàn)

按照轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)工藝守則進(jìn)行試驗(yàn)，在轉(zhuǎn)輪下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛0.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.090 cm。根據(jù)轉(zhuǎn)輪平衡的經(jīng)驗(yàn)公式：H=(PR-μG)R/Gh計(jì)算，其中：G為被平衡物的總質(zhì)量(轉(zhuǎn)輪+平衡工具，不包括底座質(zhì)量)，kg；P為 配重物的質(zhì)量(在半徑R處)，kg;R為配重物所在半徑，cm；μ為動(dòng)摩擦系數(shù)μ=0.001～0.002，一般取0.0015；H為在所加重物半徑R處產(chǎn)生的下降值，cm；h為平衡工具的球心到轉(zhuǎn)輪重心的距離，cm。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，h=5.7 cm，符合經(jīng)驗(yàn)公式中“G=50 000～100 000 kg時(shí)，h=5～8 cm”的取值范圍，可不再對(duì)h值調(diào)整。取h=5～8，經(jīng)過(guò)計(jì)算，在半徑2 576 mm處掛0.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值H為0.063～0.102 cm，靈敏度為合格。根據(jù)轉(zhuǎn)輪的殘余不平衡力矩140 N·m，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛不超過(guò)5.4 kg的重物則轉(zhuǎn)輪平衡為合格。

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)輪配重，在配重腔配重110 kg，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛2.4 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.092 cm，靈敏度合格，2.4 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。將配重位置和懸掛重物的位置做標(biāo)記。

2.2 第二次靜平衡試驗(yàn)

轉(zhuǎn)輪放下后靜止不動(dòng)，拆開(kāi)過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪的把合螺栓。將過(guò)渡法蘭、平衡套筒、絲杠、擋板、鋼球把合在一起成為一個(gè)整體。用吊車起吊平衡套筒，旋轉(zhuǎn)180°，進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)。在配重腔配重160 kg，其中配重位置與第一次配重位置逆時(shí)針圓周方向偏差約1 500 mm。

經(jīng)過(guò)對(duì)靜平衡裝置圖紙分析，過(guò)渡法蘭與平衡套筒的間隙配合尺寸為φ725H7/f7(間隙為0.08～0.24 mm)，過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪的間隙配合尺寸為φ1110H8/f7(間隙為0.098～0.368 mm)。采用極限值計(jì)算，轉(zhuǎn)輪中心相對(duì)于靜平衡裝置中心的最大偏差Δ=0.24+0.368=0.608 mm。那么，就間隙值而言，轉(zhuǎn)輪的不平衡力矩為GΔ=58 342 kg×10 N/ kg×0.608 mm×0.001=354.7 N·m>140 N·m。

通過(guò)上述分析和計(jì)算，可見(jiàn)靜平衡裝置平衡系統(tǒng)的誤差較大，精度不能滿足靜平衡試驗(yàn)要求。

2.3 過(guò)渡法蘭加工測(cè)量孔

轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置的過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒配合間隙較大。如果間隙調(diào)整不均勻，容易造成平衡工具與轉(zhuǎn)輪偏心，以致平衡系統(tǒng)誤差較大。為保證過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒同心，減小平衡裝置的系統(tǒng)誤差，在過(guò)渡法蘭上與轉(zhuǎn)輪和套筒止口節(jié)圓上，每隔90°鉆4個(gè)φ200測(cè)量孔。裝配時(shí)可有效地調(diào)整過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒之間的間隙，保證平衡工具與轉(zhuǎn)輪同心。

2.4 第三次靜平衡試驗(yàn)

過(guò)渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒的間隙，通過(guò)測(cè)量孔的間隙測(cè)量，要求對(duì)點(diǎn)一致，誤差不超過(guò)0.02 mm，保證了過(guò)渡法蘭和轉(zhuǎn)輪的同心要求。轉(zhuǎn)輪的不平衡力矩為GΔ′=58 342 kg×10 N/kg×0.02 mm×0.001=11.67 N·m<140 N·m，可見(jiàn)靜平衡裝置的系統(tǒng)誤差不影響轉(zhuǎn)輪的殘余不平衡力矩。

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)輪配重，在配重腔配重136 kg，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛2.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.089cm，靈敏度合格，2.8 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。保留配重物，取掉懸掛重物并標(biāo)記懸掛重物的位置。

2.5 第四次靜平衡試驗(yàn)

在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛3.2 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.092 cm，靈敏度合格，3.2 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。將懸掛重物的位置做標(biāo)記，與第三次靜平衡試驗(yàn)懸掛重物標(biāo)記位置逆時(shí)針偏差約90 mm。

表1 靜平衡數(shù)據(jù)比較

通過(guò)表1的數(shù)據(jù)比較，兩次靜平衡試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致，靈敏度和殘余平衡力矩均合格，說(shuō)明靜平衡等級(jí)滿足ISO 1940/1—1986(E)G6.3級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置的結(jié)構(gòu)分析，優(yōu)化了靜平衡裝置，消除了靜平衡裝置的系統(tǒng)誤差，擴(kuò)大了靜平衡裝置的通用性。經(jīng)過(guò)兩次靜平衡試驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論，可以證明該種結(jié)構(gòu)的靜平衡裝置可滿足靜平衡試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗(yàn)可不再旋轉(zhuǎn)角度做二次靜平衡試驗(yàn)。此次靜平衡試驗(yàn)工藝研究對(duì)液壓式球軸承、三支點(diǎn)靜平衡等靜平衡方式也有借鑒意義。