14刚性回转件的平衡.ppt

第十四章 刚性回转件的平衡 2.离心惯性力的不良影响 （1）在两端支承中引起除重力、外载荷以外的附加动压力，增大轴承的载荷，加速轴承的磨损。 （2）惯性力的大小和方向作周期性的变 化，引起机械振动，产生噪声。 4.机械在机座上的平衡 2.静平衡条件 3. 静平衡方法 3.动平衡的计算 14.3 回转件平衡试验法 14.3.1静平衡试验 14.3.2动平衡试验法 （2）许用不平衡量的表示方法 3. 静平衡方法 小结 14.1平衡的目的和分类 2.离心惯性力的不良影响 （1）产生附加动压力，增大轴承的载荷加速轴承损。 1.回转件不平衡的原因：结构不对称、制造不准确 或材质不均匀、使用中的变形。 （2）引起机械振动，产生噪声。 * [提要] 介绍刚性回转件不平衡原因及其危害，静 平衡和动平衡原理及应用场合，静平衡和动平衡 的计算及试验方法。 14.1平衡的目的和分类 14.2刚性转子的平衡计算 14.3回转件平衡试验法 回转件结构不对称、 材质不均匀、制造 不准确等原因使重 心不在转动轴线上， 引起离心惯性力。 p 14.1平衡的目的和分类 1. 离心惯性力： 离心惯性力为转子重力G=mg=10×9.8=98N的10倍。 b D m为质量； e为偏心距 ω为角速度 离心惯性力的大小 设：m=10kg, e=0.001m, n=3000r/min 3. 回转件（转子）的平衡 转子的平衡：调整转子的重量分布（使e≈0）， 完全或部分消除惯性力的不良影响。 刚性转子： 转子刚度大，离心力小，转子的变形可忽略。 如：电动机转子，机床主轴等等。 柔性转子： 转子刚度小，离心力大，转子的变形不可忽略。 如：航空发动机、汽轮机和发电机中的转子。 如果机构中包含有作往复运动或作平面运 动的构件，则此机构的平衡问题就不能用 对各个构件的平衡方法来解决，而必须对 整个机构进行平衡设计，使作用于机架上 的总惯性力和总惯性力矩得到平衡，这类 平衡称为机械在机座上的平衡。 曲柄滑块机构的动平衡三维动画.avi 14.2 刚性转子的平衡计算 12.2.1静平衡计算 1.静平衡： 转子宽度b与直径D之比b/D0.2，可认为重量 分布在同一回转平面内， 这类回转件的平衡 称为静平衡。 如：砂轮、带轮、飞轮等均为静平衡。 图14-1（a）所示：平面上有不平衡重量G1、G2、 G3，重心矢径为r1、r2、r3，当该构件以等角速 度ω回转时， 不平衡重量产生的惯性力为： P1、P2、P3构成平面汇交力系， 合力由多边形法则求得。 合力R≠0时转子不平衡。为平衡R，沿R作用线并 与R相反的方向，加一个平衡重量Gb，其重心矢径 为rb。则： 即： 静平衡条件： 同一回转平面内的各质量的重径积的矢 量和等于零。或ΣP=0 推广到有n个不平衡重量的场合： （14-1） Gi、ri分别为不平衡重量的大小和矢径 ， 称为重径积。 对不平衡重量， 可在同一回转平面内加 一重径积Gbrb使之平衡。 （1）图解法： 作重径积的封闭矢量多边形，解出Gbrb， 选定rb的大小，求出Gb（需安装的平衡重量）。 若在同一平面内安装平衡重量不便或不可能，则 可另选两个与轴线垂直的校正 平 面 T′和T〃， 在这两个校正平面内增加平衡重量，使转子得到 平衡。 根据平行力合成原理： 如图14-2所示单缸柴油机曲轴，则在两曲柄所在平 面增加平衡重量。（扇形配重） （14-2） （2）根据重力矩为零，测出校正重径积。 重力对回转轴的静力矩之和为零，转子可 停在任意位置时测出配重的重径积。 14.2.2 动平衡计算 1. 动平衡 回转件A、B两处有 不平衡重量G1和G2 且满足 故回转件重心位于 回转轴线上。按静 平衡的观点，回转 件处于平衡状态。 G2 G1 力偶矩M=PL 转动时，离心惯性力P1、P2构成一对惯性力偶， 引起机械振动。这类零件的平衡与否静态无法 判断，称为动平衡。 转子宽度b 与直径 D 之比b/D≥0.2， 重量分布在与轴线 垂直的不同平面内， 这类回转件的平衡 为动平衡。 多缸内燃机曲轴，机床主轴的等零部件的平衡 均为动平衡。 动不平衡的一般情况是既有不平衡的惯性力， 又有不平衡的力偶矩。动平衡的条件是： 转子转动时各重量产生的惯性力的合力等于零， 合力矩等于零。 即：ΣP=0 和 ΣM=0。 2.动平衡的条件 设：转子上有三个 不平衡重量G1、G2、 G3，其重心矢量分 别为r1、r2、r3。构 件回转时惯性力P1、 P2和P3不是平面汇 交力系， 所以不可 能在单个平面上安 装平衡重量使其达 到平衡。 （1）选定两个垂直 于回转轴线的代替