第55章 动平衡难题的突破-《穿越59,开局获得签到系统》

  就在导轨精度问题解决后的第三天,安装队就完成了龙门刨铣床的机械总装,开始进行空载试运行测试。

  巨大的机床通电启动,伴随着电机低沉的轰鸣声,长达二十米的工作台开始缓慢移动。

  起初一切似乎都很顺利,但当主轴转速逐渐提升到额定工作转速时,刺耳的嗡嗡声开始响起,整个机床开始剧烈振动,操作台上的振幅指示表指针疯狂摆动,远远超出了安全范围。

  "停车!快停车!"张工急忙喊道,脸色凝重。

  机床停止运转后,振动逐渐平息,但现场所有人的心都沉了下去。

  张工抹了把额头的汗,对匆匆赶来的李科长和赵四说道,"主轴动平衡不行,高速运转时振动严重超标。这样根本没法工作,强行运行只会损坏设备。"

  李科长眉头紧锁:"走,去技术科开会!"

  技术科办公室里气氛凝重。

  张工详细汇报了试车情况:"主轴在800转/分以下运行平稳,但一旦超过1000转,振动就急剧增大,到1500转额定转速时,振幅达到0.15mm,远超0.05mm的设计允许值。"

  "厂里有没有动平衡设备?"总工程师问道。

  设备科的负责人摇头:"有一台老式的机械式动平衡机,但精度太低,只能用于小型转子。”

  “对这种大型主轴根本无能为力。苏联专家原本答应提供高精度动平衡仪,但,随着他们撤离,这事就黄了。"

  会议室陷入沉默。

  没有专家的帮助,要解决这种大型主轴的高速动平衡问题,只能靠自己硬着头皮上了。

  "赵明同志,你有什么想法?"厂长突然看向一直沉默的赵四。

  所有人的目光都集中到赵四身上。

  赵四抬起头,语气平静但自信:"厂长,各位领导,我正在研究这个问题。”

  “没有专用动平衡仪,我们可以尝试一种三点试重平衡法结合振动相位分析法的经验方法。"

  "三点试重平衡法?振动相位分析?"总工程师眼中闪过感兴趣的光芒,"详细说说!"

  赵四走到黑板前,开始画示意图:"首先,我们在主轴停止状态下,在主轴前端的平衡槽上,以120度间隔标记三个试重点A、B、C。"

  "然后,我们先在A点加一个已知质量的小试重块,启动主轴缓慢加速到产生明显振动的转速,测量并记录振动幅值和相位。"

  "停机后,移除A点试重,在B点加相同质量的试重,再次启动测量振动数据。同样方法测试C点。"

  "通过这三组数据,"赵四在黑板上写下几个公式。

  "我们可以建立方程组,计算出不平衡质量的大小和方位角。然后根据计算结果,在正确位置添加或去除配重,就能大幅降低振动。"

  他继续解释道:"为了更精确判断相位,我们可以制作一个简单的光电相位标记装置。在主轴一端贴反光片,用光电传感器检测旋转相位,配合振动传感器信号,就能准确判断不平衡质量的方位。"

  会议室里鸦雀无声,大家都在消化这个方法。

  "这,这能行吗?"设备科长迟疑道,"听起来太理论化了。"

  "理论上是可行的!"总工程师激动地一拍桌子,“赵明同志,你这个方法很有创意!”

  “大家或多或少都了解一些理论,但如何结合实际就需要创新了。"

  厂长沉吟片刻,最终拍板:"好!就按赵明同志的方案验证!"

  方案确定后,立即开始实施。

  赵四首先设计制作了简单的光电相位检测装置:一个支架上安装光电传感器,对面安装一个小灯泡,主轴端面贴上小块反光铝片。

  当主轴旋转时,反光片每经过一次,光电传感器就产生一个脉冲信号,作为相位参考。

  振动测量使用厂里现有的机械式振动仪,虽然精度不高,但足以判断振动趋势。

  最重要的试重块,赵四建议用不同厚度的紫铜片制作,可以精确控制质量,并且容易用胶暂时固定在平衡槽上。

  准备工作就绪后,第一次测试开始。

  所有技术人员都聚集在机床周围,紧张地注视着。赵四亲自操作测量设备,张工指挥机床启停。

  第一次在A点添加试重,主轴启动后,振动反而加剧了。记录下振动数据和相位。

  换到B点试重,振动略有减小。记录数据。

  换到C点试重,振动变化不明显。记录数据。

  三次测试后,赵四立即在临时搭建的计算桌上开始计算。

  他运用振动矢量合成原理,将三次测试的数据代入方程组,求解不平衡质量的大小和方位。

  "计算结果显示,不平衡质量约为350克,方位角在距C点25度方向。"赵四报出计算结果。

  按照这个结果,他们在计算出的方位添加了相应的配重块。

  第二次启动测试,所有人的心都提到了嗓子眼。

  主轴转速缓缓提升...800转...1000转...1200转...

  "振动减小了!"操作员惊喜地喊道。振幅指示表显示振动值已从0.15mm降到了0.08mm。

  "继续加速到1500转!"赵四命令道。

  转速继续提升,振动值略有增加,但最终稳定在0.10mm,比第一次测试有明显改善,但仍超出0.05mm的设计要求。

  "有进步,但还不够。"总工程师既欣慰又担忧。

  赵四点点头:"第一次平衡通常只能解决大部分不平衡。我们需要进行微调精平衡。"

  他指挥再次进行三点试重测试,但这次使用的试重质量更小,只有第一次的一半。

  经过又一轮测试和计算,赵四判断需要调整配重位置和微调质量。

  经过多次迭代调整后,进行了最终测试。

  当主轴转速平稳提升到1500转额定转速时,振幅指示表稳定在0.04mm的位置!

  "成功了!0.04mm!低于设计要求的0.05mm!"现场爆发出震天的欢呼声!

  机床运行平稳,噪音明显降低,只有正常的机械运转声。

  连续运行一小时后,振动值稳定在0.038-0.042mm之间,完全满足设计要求!