8章节 回转件平衡.pptVIP

第8章 回转件的平衡;§8-1 回转件平衡的目的;不平衡离心力对机械的影响：不平衡离心力对机械正常运转产生不利的影响，尤其对高速机械的影响更为重要： 使各运动副中产生附加的动反力，从而加大了运动副中摩擦力，使运动副磨损加剧，导致机械效率下降。 使各构件的材料内部引起附加内应力，影响机械及各构件的使用寿命。 离心力的大小和方向一般呈周期性变化，从而会导致机械及其基础（机架）产生强迫振动（以上各惯性力即为干扰力），这会降低机械的运动精度，增大噪音，甚至产生共振，由此会带来更严重的后果。;§8-1 回转件平衡的目的;平衡的目的：对于高速回转件来说，必须使其离心力合力及合力偶为零，从而消除其所带来的不良影响。 平衡的类型： 静平衡：只要求惯性力平衡的平衡成为静平衡。 动平衡：同时要求惯性力和惯性力矩平衡的平衡成为动平衡。;§8-2 回转件的平衡计算;§8-2 回转件的平衡计算;平衡计算： 离心力是惯性力，所以上式可写成 meω2=mbrbω2+∑miriω2=0 在同一个转子上，转速ω相同，消去公因子ω2 ，可得 me=mbrb+∑miri=0 （8-2） 式中m、e 为回转件的总质量和总质心的向径，mb、rb为平衡质量及其质心的向径，mi、ri为原有各质量及其质心的向径。 质径积：上式中质量与向径的乘积mr称为质径积，它是向量，其大小同相应的离心力成正比，因此也具有离心力的性质。 ;静平衡方程的求解：由上可知，静平衡方程是一个矢量方程，所以可以用图解法和解析法进行求解。 解析法：向量方程向直角坐标系的两坐标轴投影，得到两个代数方程，然后联立这两个代数方程可解出平衡质量的质径积mbrb 和方位角θb。再根据实际需要或可能，在平衡质量mb和所在半径rb两者中选定一个后，即可确定另一个的值。 图解法：由理论力学可知，平衡的平面汇交力系各力矢量一定构成封闭矢量图，所以按照一定的比例，作出平衡力系的封闭图形，可以求解未知平衡矢量力。;例：如图所示，已知同一回转面内的不平衡质量m1、m2、m3 (kg)及其向径r1、r2 、r3 (m)，求应加的平衡质量mb及其向径rb 。;由于质径积向量封闭图上 mbrb的指向即为mb产生离心力Fb的方向，因此mb应放在如图所示的位置处(也可在mbrb所指方向的反方向去掉相同的质量)。;由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安装平衡质量，如图8-2a所示单缸曲轴便属于这类情况。此时可以另选两个回转平面分别安装平衡质量来使回转件达到平衡。;设在T′和T″面内分别装上平衡质量mb ′和mb″，其质心的向径分别为rb ′和rb ″，且mb ′和mb″ 都处于经过mb的质心且包含回转轴线的平面内，则且mb ′、mb″ 和mb 在回转时产生的离心力Fb ′、Fb″ 和Fb 成为三个互相平行的力。 欲使Fb ′和Fb″完全取代Fb，则必需满足平行力分解的关系式，即 Fb ′+Fb″=Fb Fb ′l′=Fb″l″ 以l= l′+l″代入，解以上二式得;若取rb ′=rb ″=rb ，则上式简化为; 二、动平衡： 适用情况：轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能近似地认为是位于同一回转面内，而应看作分布于垂直于轴线的许多互相平行的回转面内。 动平衡的条件： 惯性力矢量和为零，同时惯性力产生的力矩矢量和也为零，即： F=Fb+∑Fi=0 M=Mb+∑Mi=0;动平衡计算：;因为动平衡计算所得平衡质量块满足静平衡条件，故也是静平衡的。 注意： 动平衡的不平衡质量与所选两个校正平面的相对位置有关； 动平衡包含了静平衡的条件，故经动平衡的回转件一定也是静平衡的。但是，静平衡的回转件却不一定是动平衡的。 ;§8-3 回转件的平衡试验;一、静平衡试验法 静平衡试验的基本原理是基于这样一个普遍现象：任何物体在地球引力的作用下，其重心（也即质心）总是处于最低位置。;静不平衡的回转件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。利用静平衡架，找出不平衡质径积的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和位置，使质心移到回转轴线上以达到静平衡。这种方法称为静平衡试验法。;在判定了回转构件质心相对转轴的偏离方向后，在相反方向(即正上方)的某个适当位置，取适量的胶泥暂时代替平衡质量粘贴在构件上，重复上述过程。并逐步调整其大小或径向位置，直到该回转件在任意位置都能保持静止。这时所加的平衡质量与其向径的乘积即为该回转件达到静平衡需加的质径积。 最后根据回转构件的具体结构，按质径积的大