動平衡儀的發展和介紹

動平衡儀的發展和介紹

動平衡儀發展迄今已經有一百多年的歷史。直到上世紀末40年代，所有的平衡工序都是在采用純機械的平衡設備上進行的。轉子的平衡轉速通常取振動系統的共振轉速，以使振幅zui大。在這種方式下測量轉子平衡，測量誤差較大，也不安全。 

隨著電子技術的發展和剛性轉子平衡理論的普及，五十年代后大部分平衡設備都采用了電子測量技術。平面分離電路技術的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。直到七十年代，硬支承平衡機的出現可以認為是平衡機發展*的一次飛躍。它采用靜態下的平衡尺寸設定，消除了傳統軟支承平衡機需頻繁的動態調整的不便，形成了*定標的平衡機。八十年代，壓電傳感器技術又給平衡機的發展帶來一次革命。采用這種技術的平衡機在不需要非常高速的平衡領域基本取代了軟支承平衡機。 

目前，隨著微機技術的運用，將平衡機又帶入一個嶄新的時代，平衡機在性能、精度、可操作性方面均有了顯著的提高。平衡機已經集光、電、 機各方面的技術于一身。并且在電動工具、機械制造、風機、電機、造紙、紡織、家用電器、冶金等領域得到越來越廣泛的應用。 

一個不平衡的轉子在其旋轉過程中對其支承結構和轉子本身產生一個壓力，并導致振動。因此，對轉子的 動平衡是十分必須的。平衡機就是對轉子在旋轉狀態下進行動平衡校驗，動平衡的作用是： 

● 提高轉子及其構成的產品質量 
● 減小噪聲 
● 減小振動 
● 提高支承部件（軸承）的試用壽命 
● 降低使用者的不舒適感 
● 降低產品的功耗 

動平衡儀從原理方面可以分為硬支承平衡機、軟支承平衡機、半硬支承平衡機。 

硬支承平衡機是平衡轉速遠低于參振系統共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“硬”狀態，因此轉子可以在接近實際軸承條件下進行平衡校正。具有操作簡便、安全性能好的特點。 

軟支承平衡機是平衡轉速大于參振系統共振頻率的平衡機。平衡校驗時，支承擺架相對處于“軟”狀態，因此轉子校驗平衡時。支承條件與實際軸承工作條件不同。具有測量精度高的特點。 

半硬支承平衡機是平衡轉速在0.3～0.5倍參振系統共振頻率之間的平衡機。同時具有有硬支承平衡機支承剛度高的特點，又有軟支承平衡機精度高的優點。平衡機從應用方面分可分為立式平衡機和臥式平衡機；平衡機和通用平衡機(含萬向節傳動平衡機)。臥式平衡機是被平衡轉子的旋轉軸在平衡機上呈水平狀態的平衡機。適用于有轉軸或可裝配工藝軸的轉子，如機床主軸、滾筒、風機、增壓器、電機轉子、汽輪機等等。 

立式平衡機是被平衡轉子的旋轉軸在平衡機上呈垂直狀態下的平衡機。適用于轉子本身不具轉軸的盤狀工件如離合器、齒輪、風扇、壓盤及其總成、制動盤、風葉、水泵葉輪、汽車飛輪、剎車轂、皮帶輪、砂輪等盤類零件。 

通用平衡機是指能對形狀和支承形式比較規則的轉子進行動平衡的平衡機。通用平衡機操作簡單，效率也較高。 

動平衡儀是能對支承形式和外觀與一般轉子不同的轉子進行平衡的平衡機，例如特別針對發動機的曲軸，汽車的傳動軸進行設計的平衡機，功能專一

目前，在定量地給出測量儀器可靠性的參數中存在一些不規范，不確定度評定中出現一些誤區而過于復雜，本文結合上近年來的規范性文件，提出一些看法供討論。 

1.測量準確度、測量儀器準確度都只是一個定性的概念。 

我國計量技術規范JJF1001-1998《通用計量術語及定義》按當前上公布的《計量學通用術語》（VIM）把它們的定義強調為一種定性概念。去年由計量導則聯合委員會（JCGM）公布的《VIM》第三版修訂稿中，仍維持這一觀點，并指明不能用一個數值來給出。 

也就是說，不能把準確度表示為例如：0.4％；16mg；≤16mg；±16mg等類。 

測量儀器計量性能的指標應按《JJF1001》。 

2.測量不確定度、測量儀器不確定度。 

測量不確定度的定義按1995年ISO等7個組織所公布的《測量不確定度表述導則》（GUM）以及我國計量技術規范JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》為： 

表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相的參數。 

也可以定義為： 

由測量結果給出的被測量估計值的可能誤差的量度，或表征被測量的真值所處范圍的評定。 

因此，它是： 

a) 測量結果可疑程度的定量表述； 
b) 只與測量結果相； 
c) 來源于為得到測量結果的各個操作環節。而“測量儀器不確定度”在JCGM04年VIM第三版修訂稿中*次以正式術語出現并定義為：由測量儀器校準確定的，測量儀器引起的不確定度分量。 

它是通過該測量儀器所得到的被測量的測量結果不確定度中的一個分量，往往是十分主要的一個。如果儀器的供應者提供了它，對使用者來說，在評定測量結果的不確定度時，就簡化了很多而且更為可靠。可惜，當前幾乎沒有一個廠家進行了評定并給出了這個參數。 

3.測量不確定度評定中簡化的一些途徑。 

a) 忽略諸多分量中那些對合成不確定度影響不到0.1的分量； 
b) 盡可能利用過去同類檢測中的檢測結果或不確定度評定結果； 
c) 盡可能利用技術規范中所給出的檢測方法的不確定度，例如：方法的重復性、重復性限、復現性限（再現性限）等； 
d) 沒有必要評定擴展不確定度Up時，可以只給出U，而不必去評定各分量的自由度； 
e) 只有在合成不確定度的有效自由度很小時，例如小于6，才有必要采用插入法來計算包含因子kp； 
f) 當出現輸入量估計值有可能相關時，可以估計為強相關的情況下，相關系數r可取＋1，或－1，弱相關情況下，可取＋0.5或－0.5； 
g) 當輸入量與輸出量間的函數關系呈現非線性時，可采用相對標準不確定度來合成而不必求偏導數； 
h) 很多情況下，可把不確定度的分量按系統效應與隨機效應分別評定后合成而使評定過程簡化； 
i) 如果要求有較大的自由度，一般不小于10就行了，不必太大。