第六章 机械的平衡设计与实验.ppt

第一节 机械平衡的目的及内容 惯性力的危害 第一节 机械平衡的目的及内容 第一节 机械平衡的目的及内容 二、机械平衡的内容 刚性转子的平衡 挠性转子的平衡 1、 刚性转子的平衡 刚性转子：工作转速低于一阶临界转速，变形可 以忽略不计的转子。 1、 刚性转子的平衡 1. 刚性转子的平衡 2 挠性转子的平衡 挠性转子：在高速运转(n ≥0.7 nc1）过程中，转子本身会发生明显的弯曲变形，产生动挠度，从而使其惯性力显著增大，称这类发生弹性变形的转子为挠性转子。 （二）机构的平衡 对于作往复移动的构件和作平面复合运动的构件，质心处的加速度大小与方向随构件的运动而变化，不能用在构件上加减配重的方法来平衡惯性力，只能就整个机构进行研究。 一 刚性转子的静平衡计算 忽略转子的宽度，转子上的不平衡质量产生的惯性力可以认为集中在一个平衡面内，刚性转子的静平衡计算又称单面平衡计算。 平衡原理是转子上各不平衡质量所产生的离心惯性力与所加配重（或所减配重）所产生的离心惯性力的合力为零。 加在转子上平衡质量所在方位角为： 对静不平衡的转子进行静平衡计算，不论转子有多少个不平衡质量，都只需要在同一个平衡面内增加或去除一个平衡质量即可获得平衡，故转子的静平衡又称作单面平衡。 把惯性力F1、F2、 F3平行分解到两个选定的平衡 基面? 、??，可有下式： 在 ? 面则有： ??面的平衡方程如下 解方程得： 一 刚性转子的静平衡实验 对于宽径比b/d≤0.2的刚性转子，可进行静平衡实验 静平衡实验的原理是重心居下的道理。将一个具有偏心质量的圆盘状转子放在静平衡支架上，偏心重对其转动中心会产生一个重力矩Gl，并驱动转子转动，直到重心位于正下方才会停止。 二 刚性转子的动平衡实验 对于宽径比b/d≥0.2的刚性转子，需进行动平衡实验。刚性转子的动平衡实验要在动平衡机上进行。 根据动平衡机的支承转子支架的刚度大小，可把动平衡机分为软支承动平衡机和硬支承动平衡机。 动平衡机的工作原理 三 现场平衡 现场平衡就是通过直接测量机器中转子支架的振动，来确定转子不平衡量的大小和方位，进而确定应加平衡质量的大小和方位。 第四节 转子的许用不平衡量 转子的许用不平衡量有两种表示方法，即质径积表示法和偏心距表示法。 转子的许用不平衡质径积以[mr]表示，转子质心距离回转轴线的许用偏心距以[e]表示。两者的关系为 第四节 转子的许用不平衡量 偏心距是一个与转子质量无关的绝对量，而质径积是与转子质量有关的相对量。 通常，对于具体给定的转子，用许用不平衡质径积较好，因为它直观，便于平衡操作，缺点是不能反映转子和平衡机的平衡精度。 而为了便于比较，在衡量转子平衡的优劣或衡量平衡的精度时，用许用偏心距较好。 第四节 转子的许用不平衡量 一个质量为10kg的转子和一个质量为50kg的转子，许用不平衡量均为8 g mm，如两者的剩余不平衡量均为5 g mm，很明显，质量大的转子平衡精度高。 第四节 转子的许用不平衡量 第四节 转子的许用不平衡量 图示转子质量m=100kg，工作转速为n=3000 r/min，a=200 mm ，b=300 mm，平衡精度为A6.3。求两个平衡面上的许用质径积。 许用质径积为：m [e] = 100 kg×0.02 mm = 2kg mm I平面的许用质径积为： [mr]Ⅰ=m [e] = 2× = 1.2 kg mm II平面的许用质径积为： [mr]Ⅱ=m [e] =2× =0.8 kg mm 一 平面机构惯性力的平衡条件 为机构中各构件的质量和 为机构总质心处的加速度 为机构中各构件的总惯性力矩 二 平面机构惯性力的完全平衡 （一） 设置对称机构，使机构总惯性力为零 （二） 利用平衡质量实现惯性力的完全平衡 （一） 设置对称机构，使机构总惯性力为零 一次镜像机构只能消除部分惯性力和惯性力偶矩 设置对称机构时要选择好镜像平面，使对称结构最少而达到平衡目的。 图示曲柄滑块机构，经两次镜像，整个机构惯性力也可以完全平衡。 1 质量代换 进行质量代换时必须满足以下几个条件： （1）代换点处的质量总和等于质心处质量，即代换前后质量不变； （2）代换前后的构件质心位置不变； （3）代换前后构件对质心轴的转动惯量不变。 代换点的质量 2 加平衡重实现机构惯性力的完全平衡 在运动构件的适当位置上安装平衡重，重新调整机构的质心位置，使质心落在机架上静止不动。 （一） 设置镜像机构或近似机构实现部分平衡 一次镜像机构只能消除部分惯性力和惯性力偶矩 安装平衡机构的部分惯性力平衡 （二）