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输送机链轮组件的动平衡技术研究

文章出处:输送机设备网 点击次数: 发布日期:2015-3-12 17:55:16
摘要:输送机链轮组件的故障40%与振动有关,本文从动平衡自动校正理论入手,分析了针对输送机链轮组件的动平衡原理与动平衡校正方法。提出了一种动平衡自动校正一体化系统总体设计方案。

  动平衡是旋转类产品生产、制造过程中必须解决的一个基本的共性问题,其优劣程度直接决定产品的工作性能、使用寿命,对产品的质量产生巨大的影响。据国内外统计资料表明,输送机链轮组件的故障40%与振动有关,而这些振动多数是由链轮的动不平衡所造成。
动平衡校正分为平衡称量(测量)和动平衡去重(加工)两个基本过程,即在完成不平衡量和相位测量的基础上,采用一定的加工方式完成不平衡量的消除。一些工业发达国家,由于先进的测量技术和数控加工一体化的动平衡校正策略,即通过动平衡的自动测量,然后将测量结果以一定的通讯方式传输给数控加工设备,控制其完成对工件的铣削,达到动平衡自动校正的目的。在20世纪80年代就出现了包括上料、测量、加工、质量评价和分筛等多工位组成的动平衡校正一体化设备,在校正效率、校正精度和校正质量稳定性等方面取得了长足的进展,成为动平衡校正技术和输送机的发展主流及方向。
1、链轮组件动平衡校正理论
在生产过程中,由于材料密度分布不均匀、加工毛坯的缺陷、加工误差、装配误差和设计误差等众多原因都会使工件质量分布不均匀而形成一定的偏心,导致在旋转时因受到惯性的作用产生离心力。
链轮组件不平衡具有4中基本类型:静不平衡、力偶不平衡、动不平衡和准静不平衡。链轮组件存在静不平衡时,不平衡只是作用在链轮组件的径向平面上,并具有以下特点:
(1)只要当链轮组件的中心惯性轴线相对于旋转轴线平行位移时,链轮组件就会存在静不平衡;
(2)链轮组件存在静不平衡时,其旋转轴线与中心主惯性线是平行的;
(3)链轮组件仅存在静不平衡的情况下,当其旋转时,在链轮组件上只存在通过重心的不平衡质量m所产生的离心力,及静不平衡力,而不平衡力偶为零;
(4)存在静不平衡质量mr时,在静止状态,链轮组件的重心相对旋转轴向的偏移量为e;
(5)不平衡在静止状态时可以观察到,并可在重心平面内与不平衡量反方向上加一单个重物或在同方向上减去一质量进行校正。
2、链轮组件传动平衡校正的实现
图1为动平衡自动校正系统框图,主要由动平衡测量模块、动平衡加工模块以及用于工件切换的机械手等组成。

链轮组件动平衡自动校正原理框图

图1  动平衡自动校正原理框图

  系统的测控单元由基于工控机系统和PLC控制模块组合而成。工件切换机械手通过PLC控制模块实现。此机械手具有上下移动、水平面内180°旋转、对工件的夹紧和放松及推料进退功能,在PLC控制下可实现手动、自动等多种工作方式。系统通电后,通过旋转按钮选择手动或自动,若是手动则执行手动成型,否则执行自动程序。PLC控制模块主要用于系统中开关量的检测盒开关型控制信号的发布,通过串口通讯实现与测量模块及加工模块的信息交换,获取系统一些工作的状态信息,完成对三相异步主轴电机、气缸和气动马达等的开、关控制,实现对加工刀具的驱动、测量模块与加工模块之间的工件切换、压紧和定位等多种操作,从而对整个系统进行协调控制。
本文从动平衡自动校正理论入手,分析了针对输送机链轮组件的动平衡原理与动平衡校正方法。提出了一种动平衡自动校正一体化系统总体设计方案,并对方案中具体单元模块进行了分析与规划。

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