3-51 气浮式高精度双面立式动平衡测量

陶继忠 殷国富 汪法根

  双面立式动平衡测量与校正是产品装配的重要一环，其中动平衡量静偶分离解算是其核心技术。通常采用摆架硬支承测力式结构，虽然可以达到很高精度，但要进一步提高精度，将面临以下问题：滚动球轴承的制造装配误差及磨损会影响精度、摆架刚度限制了力传感器的信号幅值、摆架结构使测量存在盲区、皮带张力和电机转速的波动构成同频或近频干扰等。因此，为了满足特定要求探索气悬浮方法的测量原理（见图1）、关键技术和实现方法。气体静压球面轴承使工件平稳悬浮，由于空气的粘滞系数极低，工件的倾覆力矩也极小，因此工件质心、球面轴承球心和地心成一条线。过球面轴承球心和地心的直线视为理想轴线。如果工件存在静不平衡或偶不平衡，则工装主轴将偏离该条理想轴线。已知工件质量、球面轴承球心与工件质心、位移传感器的距离，通过测量工装回转轴的偏移和角度即可得到工件质心的偏移大小和方位，进而计算出动不平衡量。

  关键技术：气体静压球面支承的稳定性、精密恒压控制系统、球面内气压场测量与仿真、非接触微位移传感器、数据处理、不平衡量的分离解算。应用气体静压球面支承技术，具有摩擦力小、无污染、噪声小、工作稳定、非接触、结构简单等特点，避免摆架硬支承测力式结构面临的问题，探索一条提高动平衡测量精度的新途径；用软件进行动平衡分离解算，一方面减少干扰进入的环节，另一方面增加数据处理的灵活性，易于维护和调整。