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申克


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100多年來,平衡技術已經與卡爾•申克的名字緊密地聯繫在一起:1908年,位於達姆斯達特的公司製造出第一台平衡機。

平衡技術的100年

卡尔申克
卡尔申克

100多年來,平衡技術已經與卡爾•申克的名字緊密地聯繫在一起:1908年,位於達姆斯達特的公司製造出第一台平衡機。但是,這並不意味著平衡不是以前的人們關注的問題。實際上,即便是最早的蒸汽機轉子也必須平穩運行,平衡就已成為這一時期的關注重點。請看下列平衡發展史上的眾多重要里程碑:

早期的平衡

早期的平衡
早期的平衡

現在我們很難相信在工業化的早期汽輪機轉子的平衡需要花費3-4週艱苦的手工勞動。大約150年前,技術比較簡單,平衡工藝的結果也不精確。鍋爐會爆炸,高速運轉的飛輪會解體,造成了嚴重的危險。平衡質量低下也使軸承快速磨損。經驗豐富的工程師認識到了這些危險,開始尋求解決方案。
加拿大工程師H. Martison是首批從理論角度對平衡問題展開研究的人員之一。 1870年,他獲得了很可能是平衡機歷史上的首個專利。轉子各向同性安裝在萬向節軸傳動的軟盤簧上。漸漸地將一支粉筆靠近旋轉的轉子,你就能相當精確地確定不平衡的位置。但是,這種機器實際上是否有效,或者是否曾經大批量地生產過,沒有這方面的記錄。

...從軋輥平衡設備到平衡機– 申克登上歷史舞台

申克动平衡机
從軋輥平衡設備到平衡機– 申克登上歷史舞台

隨著技術的快速發展,轉子振動引起的問題變得日益明顯。工人們需要大量的技巧、經驗和大約3-4週的勞動使用碾軋方法在刀鋒上對轉子進行靜平衡。 1907年,Ing. FRANZ LAWACZECK博士在他的論文《平衡機的理論和設計》裡描述了一種可行的方案。
1908年,早就對當時的碾軋平衡開始研究的卡爾•申克與Lawaczeck締結了許可協議。 Lawaczeck原理一直到40年代都有效:轉子的一端為安裝在鐘擺上的固定軸承。另一端為向心撓性軸承。經過一個平面的初始校正後,再重新安裝轉子。 1915年,申克獲得了在全世界生產這種機器的許可證。
在這一時期,人們研製了許多新的光學和機械測量方法,大大提高了測量精度。 Lawaczeck模型能夠達到的平衡精度相當於0.001mm的重心位移–- 即便是在今天,這種平衡精度對很多應用場合也是綽綽有餘的。

從機械到電氣設備

申克动平衡机
從機械到電氣設備

1935年,一款享有美國專利的、配有電動振動傳感器和不平衡角頻閃確定技術的機器首開新型設計的先河。
1942年,申克獲得了“通過在示波器顯示屏上顯示的周期曲線運用不平衡角位置的確定來進行動平衡的方法和設備”的專利。這是首個適合大批量生產的平衡系統。由於其精度高,該系統在整個二戰期間都一直用來平衡海軍艦艇的迴轉穩定器。
在發展過程中,隨後使用的功率表方法抑制了不良的寄生振動。此時,由於應用了很多​​基礎部件,也就是功率表、振動傳感器和角標准信號發生器,人們就可以在一次測量中確定不平衡的位置和大小。不平衡量在2個指針式儀表上顯示。

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申克动平衡机
通用平衡機– 平衡工藝又向前邁進了一大步。

1953年,光點指示式矢量計引起了進一步的發展。將單個顯示器內的2個數值組合起來,並將測量值以光點的形式“儲存”在顯示屏上,極大地簡化了平衡工藝–- 不平衡現在變得非常直觀。即便是今天,矢量計也是現代測量儀器不可或缺的一部分-- 一種經過實踐驗證的用顯示屏在現代測量儀器上顯示不平衡位置和大小的方法。
隨著當時被稱為“工作機”的機器的發展– 現在被稱為通用平衡機– 平衡工藝又向前邁進了一大步。曲軸的“平衡線”確定了曲軸的不平衡度以及所需的校正鑽孔深度。一個簡單的運輸系統將曲軸從測量站傳送到鑽孔設備並返回。曲軸的不平衡測量、校正和試運行一共只需要2分鐘。

平衡新世紀的曙光

申克动平衡机
平衡新世紀的曙光

戰後經濟技術的快速發展也給平衡技術打上了烙印。一直到現在,汽車工業、航空航天技術、能源生產和電力工業以及機械工程以及其日益增長的需要都極大地推動了平衡技術持續向前發展。
50年代早期研製了一種全新的大批量生產曲軸的方法:曲軸鍛件或鑄件的質量定心法。這種新工藝使人們可以用定心孔來確定並標記曲軸鍛件或鑄件的實際慣性軸。
同樣還是在50年代早期,人們對電力的需求日益增加,結果建造了許多大型的發電廠,電力生產能力日益增強。為渦輪機和發電機研製的RI和DI系列平衡和超速試驗台使人們可以第一次系統地對總重達到80t的轉子的不平衡進行校正。
人們第一次使用平衡機配備的鑽孔設備進行質量校正。這些系統適合大批量生產的許多任務,並考慮了平衡的經濟性。因此,平衡的成本大幅降低,因為再也不需要將轉子從平衡機上拆下並再次安裝到鑽孔機上,而這項工作非常耗時。

申克硬支撑平衡机
1968年之後,硬支撐平衡機在工業上應用越來越普遍。

航空航天工業對平衡技術提出了新的挑戰。對高難度任務人們研製出許多創新型的解決方案,並不斷開拓新的領域。噴氣發動機的出現為平衡技術帶來新的發展:根據噴氣發動機製造商的要求,人們量身製造了一系列臥式和立式機。
此時航天工業又成為新的合作夥伴。為衛星和火箭研製出首批平衡機,以及慣性矩測量平台或重心稱重系統。
與此形成對照的是,在60年代早期,駕駛員面臨的問題卻更加務實一些:隨著汽車速度越來越快,出現了新型的輪胎,而不平衡卻成為新的挑戰。汽車製造商開始在生產過程中對輪胎進行平衡。另外,還需要專門的改進工作機。
60年代末,產品範圍擴展到一系列持證生產的MAN 旋轉試驗台。除了渦輪機和壓縮機盤以外,它們的主要應用區域是快速運轉的工具如拋光和研磨盤等的疲勞試驗。
1968年之後,硬支撐平衡機在工業上應用越來越普遍。儘管早期型號不能達到同樣的精度,但它們的速度越來越快,在日常運行中具有巨大的實際優勢。再也不需要專門對轉子進行校準了– 操作人員要做的事就是輸入基本的幾何尺寸,並開始平衡運行。只需要運行一周,機器就可以顯示不平衡的大小和角位置。這是一個巨大的優勢,在當時是革命性的。今天,大多數平衡機,除了用於專門用途的以外,都是按照這個原理運行的。

從電子到基於微處理器的測量裝置– 數字時代的開始

申克动平衡机
從電子到基於微處理器的測量裝置– 數字時代的開始

70年代,平衡機的機械基礎確定了自己的主要地位。平衡和診斷技術開始出現電子設備。 1971年,開始應用電子功率計測量原理;1974年,開始應用首批計算機控制的平衡系統。數字技術的出現引發了後來的巨大變化:80年代初期,微處理器開始出現在測量系統中。

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