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半自动四缸曲轴平衡去重机的研究

徐华勇  
【摘要】:近年来,随着旋转机械的发展,动平衡技术得到越来越广泛的应用,尤其是在发动机曲轴上,提出了更高的要求。曲轴是活塞式发动机中一个重要的零件,由于种种原因,曲轴旋转时总存在不平衡的惯性力。曲轴的不平衡,破坏了发动机的平稳运转,产生振动和噪声,加剧磨损,从而影响发动机的工作和使用寿命。因此对曲轴进行动平衡研究具有重要的理论和实际意义。 本文针对四缸曲轴的动平衡问题,首先对有关动平衡的基本原理做了较深入的研究,包括一般回转体的动平衡理论、双面平衡的力学原理、四缸曲轴的动平衡理论等,并建立了一个实用的去重模型,推导出了去重用的公式。提出了一种新的四缸曲轴平衡解算方法,使用该方法,有效的降低了去重量,缩短了去重时间,提高了生产效率。其次,对动平衡机机械设计的中心问题——振动系统的设计做了详细论述。对通用动平衡机的振动模型作了分析,得出了平衡机振动幅值与不平衡量之间的关系。 在以上理论研究的基础上,提出了“半自动四缸曲轴平衡去重机”的设计方案,并做了大量的实践工作,使该机实现了自动测量和自动去重的功能。本机由测量系统和去重系统两部分组成。测量系统根据位于测量面上的传感器得到的信号,给出被测工件的不平衡量的大小和相位。通过四缸曲轴平衡方法,将其分解到曲轴的四个平衡块上。而去重系统则按照从测量系统得到的信息进行去重操作,使工件的不平衡量达到设计要求。同时介绍了测量和去重系统的工作原理和硬件构成,对上、下位机软件系统的设计思路也进行了论述。 通过实验证明,本文所研究的平衡去重机操作简便,平衡精度高,并具有较高的去重效率,完全能够满足生产实际的要求,具有较好的实用价值和广阔的市场前景。


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