工件主轴动平衡校正方法步骤

一、前期准备：构建精准校正基底

工件状态评估

通过目视检查与接触式探伤仪双重验证，确认主轴表面无裂纹、腐蚀或异物附着

采用三坐标测量机检测轴颈圆度误差，确保径向跳动≤0.02mm

记录原始装配参数（如轴承预紧力、联轴器偏心量）建立基准数据库

设备适配性调试

根据ISO 1940-1标准选择平衡精度等级（G6.3至G0.4级）

校验动平衡机传感器灵敏度，确保振动幅值测量误差＜±0.5μm

配置专用卡盘时，需进行刚性系数测试（建议≥100N/μm）

二、动态检测：捕捉不平衡量特征

多维振动采集

在主轴两端对称安装加速度传感器（频率响应范围5-5000Hz）

采用频谱分析法提取1×、2×工频谐波成分，识别共振峰位置

记录转速-振幅曲线，确定临界转速区间（±10%范围）

矢量合成计算

应用傅里叶变换将时域信号转换为频域不平衡量

通过矢量合成公式计算剩余不平衡量：

e_r = sqrt{e_x^2 + e_y^2 + 2e_xe_ycos( heta_x- heta_y)}e

r

​

=

e

x

2

​

+e

y

2

​

+2e

x

​

e

y

​

cos(θ

x

​

−θ

y

​

)

​

生成三维不平衡分布云图，标注最大振幅相位角

三、校正实施：动态补偿策略

配重方案优化

建立有限元模型模拟惯性力矩分布

采用遗传算法优化配重块参数（质量±0.1g，角度±0.5°）

对比单面/双面平衡法适用性，优先选择双面法（效率提升40%）

精准施重工序

使用激光定位仪确定校正平面（公差±0.05mm）

通过电火花加工实现微米级配重去除（单次精度0.001mm）

实施渐进式补偿：首次施加80%理论值，逐步逼近平衡阈值

四、效果验证：闭环质量控制

多维度复测体系

重复转速阶梯测试（500r/min增量），绘制振幅衰减曲线

采用相位跟踪法验证补偿效果（相位差＜±3°）

进行200小时疲劳试验，监测温升对平衡状态的影响

数据追溯管理

建立平衡历史档案（含环境温湿度、润滑油型号等参数）

应用ARIMA模型预测下次校正周期（误差率＜15%）

生成ISO 10816-3标准符合性报告

五、维护优化：系统性改进路径

根因分析技术

通过频谱包络解调识别轴承早期故障特征频率

应用小波变换提取非平稳振动信号中的冲击成分

建立FMEA模型评估不平衡对齿轮箱的耦合影响

智能校正升级

部署边缘计算节点实现实时平衡补偿

开发数字孪生系统模拟不同转速下的动态响应

集成机器学习算法（如XGBoost）优化配重策略

技术要点提示：当检测到振幅随转速呈非线性增长时，需优先排查轴系对中误差（建议使用激光对中仪校正，径向偏差≤0.05mm，角向偏差≤0.01mm）。对于高速精密主轴（＞10000r/min），推荐采用磁悬浮动平衡机，其无接触测量特性可将检测精度提升至0.1g·mm级别。