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一种快速静平衡砂轮的方法

2019-03-11 00:00460
磨床工作时，常常由于砂轮的不平衡而造成振动，特别是高速旋转的砂轮，如果不设法消除这种现象，就会影响被磨削工件的表面质量和机床的寿命。因此，在磨削加工中必须对砂轮进行静平衡。
目前现场静平衡操作的方法都为试凑法，即采用调节砂轮盘上的平衡块逐步试凑砂轮的平衡。这种方法，不仅砂轮静平衡操作的时间长，而且其静平衡的精度也不高，还与操作者的熟练程度有关。
本文介绍一种快速静平衡砂轮的新方法，通过现场应用，与试凑法相比，砂轮静平衡所花费的辅助时间大大缩短，而且砂轮静平衡的精度也得到提高。既提高了工作效率和被加工零件的表面质量，又使静平衡的操作时间与操作者的经验无关。
本方法的静平衡工具与试凑法相同、其平衡操作是在平衡架上进行，见图1，平衡架由两个立柱和底座组成，每个立柱上均有一个圆柱支承(或梭形刀口)，被平衡的砂轮装在砂轮盘上，通过心轴放到圆柱支承上进行平衡。所不同的是在砂轮盘平衡块槽的内圆周端面上刻有角度标线(可以用高度尺在分度盘上画出)，如图2所示。采用三块等重量的平衡块进行平衡，其体操作过程如下：

1 找出重心位置

找出砂轮在圆柱支承上的重心位置。见图3，当砂轮在圆柱支承上静止时，则其重心处于Y轴上，且在X轴的下方，离原点O的距离为r，并设其重量为x。砂轮相对Y轴(以原点O为中心)的力距是平衡的；而相对X轴的力矩(图3逆时针转90°看)是平衡的，且其不平衡力矩为x与r的乘积。
图1
图2
图3
图4
图5
当在X轴上方的平衡槽中装上两块配重平衡块，且每块平衡块与Y轴的夹角都为q，见图4。若使2GRcosq=xr，则砂轮既相对X轴平衡，又相对Y轴平衡，于是砂轮整体平衡。式中：G——平衡块的重量，R——平衡槽的半径。

2 确定砂轮不平衡力矩xr的值

在与图3 重心相隔90°处装上一块测试平衡块，此时砂轮将顺时针旋转角度a，在新的位置处于平衡，见图5。因为Y轴的左右处于平衡，故有：xrsina=RGcosa，由此可求得砂轮不平衡力矩：
xr=RGctga
附表 q-a角度对应值表(度)aqaqaqaq2711.104154.895569.506978.932819.894256.275670.297079.512925.574357.585771.057180.093030.004458.825871.797280.653133.684560.005972.527381.213236.854661.636073.227481.763339.654762.216173.917582.303442.164893.246274.587682.843544.435964.246375.247783.373646.515065.196475.897883.903748.435166.126576.527984.423850.125267.006677.148084.843951.875367.876777.75  4053.425468.696878.35  

3 确定两配重平衡块安装角度q的值

由式：2GRcosq=xr和xr=RGctga得：cosq=ctga/2，则有：q=arcos(ctga/2)
将上式中q与a角度的对应值算出(见附表), 并列表置于砂轮静平衡现场，以便于操作。
由于在砂轮盘的端面刻有角度标线，故a的角度可以从刻度标线上读出，再根据a的值从表中查出q的值，然后便可按图4安装上两配重平衡块(图5中的测试平衡块可作为两配重平衡块的安装基准，即逆时针转90°为两配重平衡块的基准，在安装好配重平衡块后必须卸去测试平衡块)，于是砂轮便获得静平衡。

4 实例

当图5中读得a=32°，则由上表查得q=36.85°，便可在图4中的Y轴左右两端且分别与Y轴相隔36.85°处各装上一块配重平衡块，则砂轮的静平衡操作完成。
值得说明的是；当a<27°时，是由于平衡块重量不足造成的，只要加大每块平衡块的重量即可。平衡块的重量与安装该种砂轮型号的不均质技术指标砂轮孔的精度及平衡块安装半径等有关。平衡块重量可按下式确定：
G=tg30°W/R(g)
W——砂轮及砂轮盘的重量之和
采用以上静平衡方法，现场操作时间约3min , 据对MM -7120平面磨床和M1432-A 型万能外圆磨床砂轮静平衡后的检测，其不平衡力矩为1Nmm左右。
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