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摘要：離心通風(fēng)器的實測不平衡量值的分布范圍為10～110g•mm之間，遠(yuǎn)大于圖樣規(guī)定值，且離散度較大。對其影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析，確定影響離心通風(fēng)器動平衡值大的因素為平衡工裝的精度及平衡工藝。對離心通風(fēng)器的平衡工裝及工藝進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的工藝能夠保證零件平衡結(jié)果的穩(wěn)定，且重復(fù)性較好。

關(guān)鍵詞：離心通風(fēng)器;動平衡;離散度大;工藝優(yōu)化

0引言

在對多臺到壽及返廠修理的某型號機(jī)匣的離心通風(fēng)器進(jìn)行動平衡量復(fù)測時，發(fā)現(xiàn)動不平衡量值遠(yuǎn)大于圖樣要求值,同時對廠內(nèi)數(shù)件（包括未交庫、交庫未裝機(jī)、裝配進(jìn)行工廠試車后狀態(tài)的新品）離心通風(fēng)器進(jìn)行了動平衡量測量，同樣存在動不平衡量與圖樣要求值差異較大情況，且其量值與到壽、返修的離心通風(fēng)器基本相當(dāng)，出現(xiàn)不平衡量超出了規(guī)定值8g•mm的現(xiàn)象，實測不平衡量的分布范圍為10～110g•mm之間，離散度較大。急需確定導(dǎo)致離心通風(fēng)器出現(xiàn)上述問題的原因，并制定相應(yīng)的解決措施。

1原因分析

為盡快查找離心通風(fēng)器出現(xiàn)動不平衡量大且離散度大的原因，對其加工工藝進(jìn)行了深入研究，對其實際工作狀態(tài)進(jìn)行模擬分析，經(jīng)過對離心通風(fēng)器進(jìn)行高溫、熒光、鉻酸陽極化和消除應(yīng)力等試驗驗證后，離心通風(fēng)器葉輪的動平衡量變化值均較小，最大16g•mm，可以確定離心通風(fēng)器的加工過程對動不平衡量影響較小，去重后也不存在因殘余應(yīng)力大而變形的問題。通過試驗，基本找到了可能影響葉輪動平衡的幾個因素：平衡工裝的精度、翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償、重復(fù)裝配、離心通風(fēng)器與平衡工裝間的配合間隙、零件安裝角度變化、工裝調(diào)整墊安裝角度的變化、光標(biāo)的變動[1]。

1.1動平衡芯軸

離心通風(fēng)器在動平衡機(jī)上安裝位置簡圖.將離心通風(fēng)器按實際要求裝配至平衡芯軸，動平衡設(shè)備調(diào)整至動平衡時狀態(tài)。在離心通風(fēng)器邊緣增加一定重量，檢查動平衡量實際變化值，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)用芯軸正常進(jìn)行平衡時，在增加1.05g重量后，動不平衡量測量增加量0.75g，誤差為0.3g，換算為不平衡量為18.37g•mm，平衡芯軸本身的誤差可達(dá)18.37g•mm。將離心通風(fēng)器從平衡芯軸上分解下來后，重新進(jìn)行裝配，并保證零件間相對位置不變，重新測量數(shù)據(jù)分析，得出重復(fù)裝配誤差為0.32g，即19.68g•mm，且不平衡點(diǎn)角度變化較大。經(jīng)測量，離心通風(fēng)器與平衡芯軸間的配合間隙為0.1mm，將離心通風(fēng)器分別向心軸對稱方向擠壓至一側(cè)后,再次進(jìn)行動平衡測量，得出零件與工裝配合間隙導(dǎo)致平衡誤差為0.104g，即6.4g•mm，角度變化較小。通過上述工藝試驗，證明了動平衡工裝精度對零件動平衡量有一定影響，可達(dá)20g•mm左右，能夠與最初對零件反復(fù)測量中出現(xiàn)的誤差對應(yīng)。

1.2動平衡工藝

動平衡過程中，離心通風(fēng)器安裝角度變化、工裝調(diào)整墊安裝角度變化、測量光標(biāo)的變動均會影響零件的最終動平衡值。

1.2.1離心通風(fēng)器安裝角度

對離心通風(fēng)器進(jìn)行動平衡補(bǔ)償，消除工裝系統(tǒng)不平衡量后，將離心通風(fēng)器翻轉(zhuǎn)不同角度進(jìn)行測量，查看不平衡量的變化值。在進(jìn)行動平衡補(bǔ)償消除工裝系統(tǒng)不平衡量后，對離心通風(fēng)器角度進(jìn)行變化，在轉(zhuǎn)動180°后，不平衡量變化值達(dá)到了17.2g•mm，角度與離心通風(fēng)器的翻轉(zhuǎn)角度基本一致。

1.2.2工裝調(diào)整墊安裝角度

選取合格零件，在進(jìn)行正常動平衡補(bǔ)償后，僅翻轉(zhuǎn)調(diào)整墊的角度，查看動不平衡量的變化值。在進(jìn)行動平衡補(bǔ)償消除工裝系統(tǒng)不平衡量后，對調(diào)整墊角度進(jìn)行變化，在轉(zhuǎn)動180°后，總不平衡量變化值達(dá)到了19.18g•mm，角度與調(diào)整墊的翻轉(zhuǎn)角度也相差較多。

1.2.3測量光標(biāo)

用合格葉輪正常進(jìn)行動平衡補(bǔ)償后，調(diào)整光標(biāo)位置，查看不平衡量的變化值，試驗結(jié)果顯示，動平衡過程中光標(biāo)變化后，對動平衡測量值影響較大，試驗中在變化90°時，不平衡量變化值達(dá)到了43.58g•mm，角度與調(diào)整墊的翻轉(zhuǎn)角度也相差較多。

2工藝優(yōu)化

2.1平衡工裝整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

對離心通風(fēng)器的動平衡工裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，平衡工裝分為初平衡工裝和終平衡工裝。將動平衡工裝與離心通風(fēng)器的配合尺寸按葉輪配合內(nèi)徑的尺寸分級，每0.005分一級，裝配時與離心通風(fēng)器精密選配。優(yōu)化設(shè)計后的工裝整體質(zhì)量減輕、精度提高，離心通風(fēng)器與工裝的總重量為0.9kg，滿足平衡機(jī)的承重范圍要求，保證了動平衡的準(zhǔn)確性。為保證離心通風(fēng)器的動平衡狀態(tài)與裝機(jī)狀態(tài)保持一致，離心通風(fēng)器裝配至芯軸后對螺母施加擰緊力矩，力矩大小與裝機(jī)狀態(tài)要求一致。在進(jìn)行動平衡操作過程中要保證平衡工裝的壓板與芯軸之間的裝配位置保持不變。

2.2工裝與零件的配合

通過對原有平衡工裝的芯軸外徑、離心通風(fēng)器與工裝芯軸配合處的內(nèi)徑進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)原有平衡工裝的芯軸外徑比離心通風(fēng)器的內(nèi)徑小了0.1mm，此間隙可產(chǎn)生的附加不平衡量為315.2×0.05=15.76g•mm，該值與實測的波動范圍吻合。為保證零件動平衡質(zhì)量，在進(jìn)行動平衡前，根據(jù)離心通風(fēng)器內(nèi)徑尺寸實際值對平衡工裝的芯軸進(jìn)行選配，保證離心通風(fēng)器與平衡的芯軸的配合不大于0.01mm。

2.3動平衡轉(zhuǎn)速確定

離心通風(fēng)器的工作轉(zhuǎn)速為9280r/min，按剛性轉(zhuǎn)子的低速平衡要求，其動平衡轉(zhuǎn)速應(yīng)在工作轉(zhuǎn)速的20%左右，即9280×20%=1856r/min。為保證離心通風(fēng)器在平衡機(jī)上以最穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行平衡工作，分別在1200r/min、1500r/min、1800r/min、2000r/min等4個轉(zhuǎn)速下進(jìn)行了試驗，試驗結(jié)論：4個轉(zhuǎn)速下零件的不平衡量差異在1～3g•mm之間，其中1500r/min轉(zhuǎn)速下的測量狀態(tài)比較穩(wěn)定。

2.4翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償

將光標(biāo)紙貼在平衡芯軸的軸端后用線號筆標(biāo)記光標(biāo)紙粘貼的位置，在整個動平衡操作過程中，應(yīng)保證光標(biāo)紙的粘貼位置不變，如操作過程中光標(biāo)紙脫落且找不到原始的粘貼位置，需重新進(jìn)行翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償；在整個操作過程中，光電頭只允許微動調(diào)整，不允許旋轉(zhuǎn)角度，如旋轉(zhuǎn)了角度需重新進(jìn)行翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償；每個離心通風(fēng)器進(jìn)行動平衡前均需進(jìn)行翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償操作，動平衡操作過程中如更改了平衡參數(shù)或調(diào)整了平衡機(jī)的擺架，均需重新進(jìn)行翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償操作。

3結(jié)語

本文通過試驗，確定了影響葉輪動平衡的因素：平衡工裝的精度、翻轉(zhuǎn)補(bǔ)償、重復(fù)裝配、離心通風(fēng)器與平衡工裝間的配合間隙、葉輪安裝角度變化、工裝調(diào)整墊安裝角度的變化、光標(biāo)的變動。通過對離心通風(fēng)器的動平衡工裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，對動平衡工藝及操作過程進(jìn)行完善，優(yōu)化后的動平衡工裝及完善后的動平衡工藝能夠滿足離心通風(fēng)器的動平衡技術(shù)要求，且平衡結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性較好。

［參考文獻(xiàn)］

[1]馬浩,賈慶軒,曲慶文,等.轉(zhuǎn)子動平衡理論分析[J].機(jī)械工程學(xué)報,2000,36(3):1-3.

[2]郎根峰,林京,廖與禾.全息動平衡相位補(bǔ)償方法[J].機(jī)械工程學(xué)報,2014,50(22):16-21.

作者:范慧芳 劉瑩 王育濤 單位:中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機(jī)有限公司