就在導軌精度問題解決後的第三天,安裝隊就完成了龍門刨銑床的機械總裝,開始進行空載試運行測試。
巨大的機床通電啟動,伴隨著電機低沉的轟鳴聲,長達二十米的工作台開始緩慢移動。
起初一切似乎都很順利,但當主軸轉速逐漸提升到額定工作轉速時,刺耳的嗡嗡聲開始響起,整個機床開始劇烈振動,操作台上的振幅指示表指針瘋狂擺動,遠遠超出了安全範圍。
"停車!快停車!"張工急忙喊道,臉色凝重。
機床停止運轉後,振動逐漸平息,但現場所有人的心都沉了下去。
張工抹了把額頭的汗,對匆匆趕來的李科長和趙四說道,"主軸動平衡不行,高速運轉時振動嚴重超標。這樣根本沒法工作,強行運行只會損壞設備。"
李科長眉頭緊鎖︰"走,去技術科開會!"
技術科辦公室里氣氛凝重。
張工詳細匯報了試車情況︰"主軸在800轉/分以下運行平穩,但一旦超過1000轉,振動就急劇增大,到1500轉額定轉速時,振幅達到0.15mm,遠超0.05mm的設計允許值。"
"廠里有沒有動平衡設備?"總工程師問道。
設備科的負責人搖頭︰"有一台老式的機械式動平衡機,但精度太低,只能用于小型轉子。”
“對這種大型主軸根本無能為力。甦聯專家原本答應提供高精度動平衡儀,但,隨著他們撤離,這事就黃了。"
會議室陷入沉默。
沒有專家的幫助,要解決這種大型主軸的高速動平衡問題,只能靠自己硬著頭皮上了。
"趙明同志,你有什麼想法?"廠長突然看向一直沉默的趙四。
所有人的目光都集中到趙四身上。
趙四抬起頭,語氣平靜但自信︰"廠長,各位領導,我正在研究這個問題。”
“沒有專用動平衡儀,我們可以嘗試一種三點試重平衡法結合振動相位分析法的經驗方法。"
"三點試重平衡法?振動相位分析?"總工程師眼中閃過感興趣的光芒,"詳細說說!"
趙四走到黑板前,開始畫示意圖︰"首先,我們在主軸停止狀態下,在主軸前端的平衡槽上,以120度間隔標記三個試重點A、B、C。"
"然後,我們先在A點加一個已知質量的小試重塊,啟動主軸緩慢加速到產生明顯振動的轉速,測量並記錄振動幅值和相位。"
"停機後,移除A點試重,在B點加相同質量的試重,再次啟動測量振動數據。同樣方法測試C點。"
"通過這三組數據,"趙四在黑板上寫下幾個公式。
"我們可以建立方程組,計算出不平衡質量的大小和方位角。然後根據計算結果,在正確位置添加或去除配重,就能大幅降低振動。"
他繼續解釋道︰"為了更精確判斷相位,我們可以制作一個簡單的光電相位標記裝置。在主軸一端貼反光片,用光電傳感器檢測旋轉相位,配合振動傳感器信號,就能準確判斷不平衡質量的方位。"
會議室里鴉雀無聲,大家都在消化這個方法。
"這,這能行嗎?"設備科長遲疑道,"听起來太理論化了。"
"理論上是可行的!"總工程師激動地一拍桌子,“趙明同志,你這個方法很有創意!”
“大家或多或少都了解一些理論,但如何結合實際就需要創新了。"
廠長沉吟片刻,最終拍板︰"好!就按趙明同志的方案驗證!"
方案確定後,立即開始實施。
趙四首先設計制作了簡單的光電相位檢測裝置︰一個支架上安裝光電傳感器,對面安裝一個小燈泡,主軸端面貼上小塊反光鋁片。
當主軸旋轉時,反光片每經過一次,光電傳感器就產生一個脈沖信號,作為相位參考。
振動測量使用廠里現有的機械式振動儀,雖然精度不高,但足以判斷振動趨勢。
最重要的試重塊,趙四建議用不同厚度的紫銅片制作,可以精確控制質量,並且容易用膠暫時固定在平衡槽上。
準備工作就緒後,第一次測試開始。
所有技術人員都聚集在機床周圍,緊張地注視著。趙四親自操作測量設備,張工指揮機床啟停。
第一次在A點添加試重,主軸啟動後,振動反而加劇了。記錄下振動數據和相位。
換到B點試重,振動略有減小。記錄數據。
換到C點試重,振動變化不明顯。記錄數據。
三次測試後,趙四立即在臨時搭建的計算桌上開始計算。
他運用振動矢量合成原理,將三次測試的數據代入方程組,求解不平衡質量的大小和方位。
"計算結果顯示,不平衡質量約為350克,方位角在距C點25度方向。"趙四報出計算結果。
按照這個結果,他們在計算出的方位添加了相應的配重塊。
第二次啟動測試,所有人的心都提到了嗓子眼。
主軸轉速緩緩提升...800轉...1000轉...1200轉...
"振動減小了!"操作員驚喜地喊道。振幅指示表顯示振動值已從0.15mm降到了0.08mm。
"繼續加速到1500轉!"趙四命令道。
轉速繼續提升,振動值略有增加,但最終穩定在0.10mm,比第一次測試有明顯改善,但仍超出0.05mm的設計要求。
"有進步,但還不夠。"總工程師既欣慰又擔憂。
趙四點點頭︰"第一次平衡通常只能解決大部分不平衡。我們需要進行微調精平衡。"
他指揮再次進行三點試重測試,但這次使用的試重質量更小,只有第一次的一半。
經過又一輪測試和計算,趙四判斷需要調整配重位置和微調質量。
經過多次迭代調整後,進行了最終測試。
當主軸轉速平穩提升到1500轉額定轉速時,振幅指示表穩定在0.04mm的位置!
&nm!低于設計要求的0.05mm!"現場爆發出震天的歡呼聲!
機床運行平穩,噪音明顯降低,只有正常的機械運轉聲。
連續運行一小時後,振動值穩定在0.0380.042mm之間,完全滿足設計要求!
