第八章回转体的平衡和机器的调速.ppt

第一节 回转体平衡的目的和分类 例：图示回转体不平衡质量ｍ1、ｍ2、ｍ3分布在1、2、3三个回转面内。可采用下述方法平衡： 第四节 机器速度波动调节的目的和方法 输入功不等于输出功。输入功与输出功之差形成机械动能的增减。机械动能的增减形成机械速度的波动。 这种波动会使运动副产生附加的动压力，降低机械效率与工作可靠性，引起振动，影响零件的强度与寿命；降低机械的精度的工艺性能，使产品质量下降。 三、速度波动类型及调节方法 如图可知，主轴的角速度在一个运动周期T之后又变回到初始状态，其起始和结束时的动能没有增减。即在一个整周期内，驱动力作的输入功与阻力作的输出功是相等的，但在一个周期内的某段时间中，输入功与输出功却是不相等的，因而出现速度的波动。这是周期性速度波动的重要特征。 * * 返回总目录 第四节 机器速度波动调节 第八章 回转体的平衡和机器的调速 第一节 回转体平衡的目的和分类 第二节 回转体的平衡计算 第三节 平衡试验 平衡目的：在设计和制造高速、精密、重型回转体时，调整其质量分布，使其惯性轴与转轴尽可能重合，以消除或减小惯性力。 回转体：作定轴转动的构件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮、砂轮、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子等，也称为转子。 离心惯性力： 不平衡回转体：离心惯性力系的主矢和（或）主矩不为零的回转体。 不平衡的原因：材质不均匀、结构不对称、制造及装配误差等，使惯性轴与转轴不重合。 不平衡的后果：在运动副中引起附加动压力，增加运动副的摩擦和磨损，降低机械效率和构件强度；引起机器振动和噪声，降低工作质量和可靠度。 m r ω （1）静不平衡 （2）动不平衡 当回转体D/B＞5时，如齿轮、飞轮、砂轮等，可近似认为其质量分布在同一回转面内 。该类转子不平衡是由于质心不在转轴上的缘故。因其不平衡状态可在回转体静止时显示出来，故称为静不平衡。 回转体平衡的目的和分类 当回转体D/B≤5时，如多拐曲轴、电机转子、汽轮机转子、机床主轴等，其质量分布在不同的回转面内 。该类转子不平衡是由惯性力和（或）惯性力偶引起的。因其不平衡状态在回转体静止时不一定能显示出来，在运动时才能显示出来，故称为动不平衡。 一、静平衡计算 求出ｍbｒb ，再确定ｒb和ｍb， 一般将ｒb取得较大，则ｍb可较小。 （称mr 为质径积kg.m2） ∵ Ｆi＝ｍiriω2 ω相等 F1 F2 F3 Fb Fb rb Fb F2 F3 F1 第二节 回转体的平衡计算 静平衡条件:离心力系是平面汇交力系，故有 静平衡方法:至少在一个回转面上配重或去重。mb、rb、Fb为平衡质量、平衡质量的向径和平衡惯性力。 力多变形封闭 质径积分解当原回转面上不便安装平衡质量时，可在原平衡面两侧的回转平面加等效平衡质量 图示回转体,平衡质量可按下列公式用任选两平行平面T′、T″的平衡质量等效替代。 等效条件：Fb′+Fb″=Fb Fb′L′=Fb″L″ 回转体的平衡计算 ∴由等效条件求出 mb′=（ L″/L） mb mb″= （ L′/L） mb 为此： 1、任选两个回转平面T′、T″ ； 2、将不平衡重按等效原则分解到两所选平面，空间力系可以简化为T′、T″两个平面上的汇交力系； 3、在T′、T″各自的平面分别按照静平衡的方法对不平衡质量进行平衡。 动平衡条件 ：离心力系是空间力系，所以有 ?F=0 ?M=0 (惯性力) (惯性力偶矩) 回转体的平衡计算 二、动平衡计算 动平衡方法 ：至少在两个回转面上配重或去重。 1、任选两平行平面T′、T″ ； 2、用T′、T″面的质量m1 ′ 、m1 ″ 、m2 ′ 、m2 ″ 、m3 ′ 、 m3 ″ 来代替原不平衡质量m1、m2、m3； 3、可视为不平衡质量集中在T′、T″回转面内，分别在T′、T″面进行平衡。 回转体的平衡计算 1)静平衡试验 利用静平衡架，找回转体不平衡质径积的大小和方向，确定平衡质量的大小和位置，使质心移到回转轴上从而达静平衡。 第三节 平衡试验 让T” (T’)面通过摆动轴线O，由T’ (T”)上的质径积m’ r’代替不平衡质径积，待平衡回转体转动使摆架振动，振幅大小由指针5读出，从而求m ’r’的大小(方向另定) 。 2)动平衡试验机（机械式） 1－待平衡的回转体 2－摆架 3－机架 4－弹簧 5－指针 B－轴承， O－转动副 Z’ －摆架振动的