第7章反转展转体的均衡

发表时间: 2019-08-02

  第7章反转展转体的均衡_机械/仪表_工程科技_专业材料。第 7 章 反转展转体的均衡 §7-1 反转展转体均衡的目标 §7-2 反转展转体的均衡计较 §7-3 反转展转体的均衡试验 §7-1 反转展转体均衡的目标 一、反转展转体定义 机械中绕固定轴线做反转展转活动的构件称为回

  第 7 章 反转展转体的均衡 §7-1 反转展转体均衡的目标 §7-2 反转展转体的均衡计较 §7-3 反转展转体的均衡试验 §7-1 反转展转体均衡的目标 一、反转展转体定义 机械中绕固定轴线做反转展转活动的构件称为反转展转体(或转子)。 二、反转展转体不均衡发生的缘由 1.反转展转体的布局外形不合错误称、制制安拆的误差; 2.材质不服均。 一偏离反转展转核心距离为r的 质量m,当以角速度ω动弹时所 F ω 发生的离心力F为 F=mrω2 三、反转展转体不均衡的影响 1.正在动弹时发生的离心力不均衡,正在活动副上惹起了不竭变 化的动压力,降低机械效率,影响机械工做质量和寿命。 2.增大轴的弯曲应力,降低轴的强度。 3.使机械发生振动和噪声。 四、反转展转体均衡的目标 调整反转展转体的质量分布,使反转展转体工做时离心力系达 到均衡,以消弭附加动压力,尽可能减轻无害的机械振动。 所采纳的办法就是反转展转体的均衡。 §7-2 反转展转体的均衡计较 一、静均衡和静不均衡 ? 对于轴向尺寸很小的反转展转体, 其宽径比(B/D)小于0.2,例 如齿轮、盘形凸轮、带轮、 链轮及叶轮等,其质量的分 布能够近似地认为正在统一回 转面内。 ? 这种反转展转体的不均衡是由于其质心不正在反转展转轴线 上,且其不均衡现象正在反转展转体的轴程度弃捐时就能显示 出来,故称为静不均衡。 ? 静不均衡的反转展转体匀速动弹 时,这些质量所发生的离心 力形成统一平面内的不均衡 汇交力系,它们的合力 ∑Fi不 等于零。 ? 对于这种不均衡反转展转体,只需 正在统一反转展转面内加一质量(或 正在相反标的目的减一质量),使它 发生的离心力取原有质量所产 生的离心力的向量和等于零, F3 F2 F1 这个力系就成为均衡力系,此 反转展转体就达到均衡形态,这就 是反转展转体静均衡道理。 Fb ? 其均衡前提为 F=Fb+ ∑Fi=0 ?或 meω2= mbrbω2 + ∑miriω2=0 ?即 me= mbrb + ∑miri=0 上式中质量取向径的乘积称 为质径积,它表达各个质量所产 生的离心力的相对大小和标的目的。 F3 F2 F1 Fb ? 上式表白,反转展转体均衡后,e=0,即总质心取反转展转轴 线沉合,此时反转展转体质量对反转展转轴线, 因而这种均衡称为静均衡(单面均衡)。 ? 该反转展转体能够正在任何连结静止,而不会自步履弹, 综上所述,静均衡的前提是:分布于该反转展转体上各个 质量的离心力(或质径积)的向量和等于零,即反转展转体 的质心取反转展转轴线沉合。 ? 凡是尽可能将rb的值选大些,以便使mb小些。 有些布局正在所需均衡的反转展转面上不克不及安拆均衡质量, 可选另两个反转展转面别离安拆均衡质量使反转展转体达到均衡。 若使Fb’取Fb”完全取代F,必需满脚: Fb ? Fb ? Fb Fb l ? ? Fb l ?? Fb ? Fb ? Fb 又: Fb l ? ? Fb l ?? l ? l ? ? l ?? l ?? l? 则: Fb ? Fb Fb ? Fb l l l ?? l? ? ? mb rb? ? mb rb mb?rb?? ? mb rb l l 令 r’b=r”b=rb 则: 结论: l ?? ? mb ? mb l l? ? mb? ? l 肆意一个质径积都能够用肆意选定的两个反转展转面 T’和T”内的两个质径积来取代。若向径不变,任一质 量都可用任选的两个反转展转平面内的两个质量来取代。 二、动均衡和动不均衡 ? 轴向尺寸较大的反转展转体,如b/D?0.2的转子,其质量的分布 不克不及再近似地认为是位于统一反转展转面内,而应看做分布于垂 曲于轴线的很多互相平行的反转展转面内。这类反转展转体动弹时所 发生的离心力系不再是平面汇交力系,而是空间力系。因而, 单靠正在某一反转展转面内加一均衡质量的静均衡方式并不克不及消弭 这类反转展转体动弹时的不均衡。 如图所示的转子中,设不均衡 质量m1、m2分布于相距l的两个 反转展转面内,且m1=m2 ,rl=-r2。 该反转展转体的质心虽落正在反转展转轴 上,并且m1 rl+ m2r2 = 0,满脚 静均衡前提。 ? ? 但因m1和m2不正在统一反转展转面内,当 反转展转体动弹时,正在包含m1、m2 和 反转展转轴的平面内存正在一个由离心力 F1和F2构成的力偶,该力偶的标的目的 随反转展转体的动弹而周期性变化,故 反转展转体仍处于动不均衡形态。 这种不均衡凡是正在反转展转体运转的环境下才能完全显示出来,故 称为动不均衡。对于动不均衡的反转展转体,必需选择两个垂曲 ? 于轴线的校正平面,并正在这两个面上恰当附加(或去 除)各自的均衡质量,使各质量发生的离心力取力偶 矩都达到均衡,这种均衡称为动均衡(双面均衡)。 ? 反转展转体的动均衡前提是:反转展转体上各质量的离心力的向量和 等于零,且离心力所惹起的力偶矩的向量和也等于零。 ? 如图所示,设反转展转体的不均衡质量ml、 m2 、 m3分布正在1、2、3 三个反转展转面内,由于向径各为rl、 r2、 r3。现将平面1、2、3 内 的质量ml、 m2 、 m3别离用任选的两个反转展转面Ⅰ和Ⅱ内的质量 m1Ⅰ 、m2Ⅰ 、m3Ⅰ 和m1Ⅱ、m2Ⅱ、m3Ⅱ来取代。得: l1 l ? l1 m1 m1? ? m1 l l l2 l ? l2 m2 ? ? m2 m2 ? ? m2 l l l3 l ? l3 m3? ? m3 m3? ? m3 l l m1? ? ? 因而,上述反转展转体的不均衡质量能够认为完全集中正在Ⅰ和 Ⅱ两个反转展转面内。对于反转展转面Ⅰ ,其均衡方程为 mb?rb? ? m1?r1? ? m2?r2? ? m3?r3? ? 0 ? 做向量图如图所示。由此求出质径积mbⅠrbⅠ 。选定rbⅠ 后 即可确定mbⅠ 。 同理,对于反转展转面Ⅱ ,其均衡方程为 ? mb?rb? ? m1?r1? ? m2?r2? ? m3?r3? ? 0 ? 做向量图如图所示。由此求出质径积mbⅡrb Ⅱ 。选定rbⅡ 后即可确定mbⅡ。 ? 出格提醒: 1) 动均衡的不均衡质量取所选两个校正平面的相对 相关; 2) 动均衡包含了静均衡的前提,故经动均衡的反转展转 体必然也是静均衡的。可是,静均衡的反转展转体却 不必然是动均衡的。 §7-3 反转展转体的均衡试验 ? 布局上不合错误称于反转展转轴线的反转展转体,能够按照质 量分布环境计较出所需的均衡质量,使它满脚平 衡前提。如许,它就和对称于反转展转轴线的反转展转体 一样正在理论上达到完全均衡。 ? 对于布局对称的反转展转体,因为制制和拆卸误差以 及材质不服均等缘由,也会惹起不均衡,而这种 不均衡是无法计较出来的,只能正在均衡机上通过 尝试的方式加以均衡。按照质量分布的特点,平 衡试验法也分为两种。 一、静均衡试验法 ? 由前所述可知,静不均衡的回 转体,其质心偏离反转展转轴,产 生静力矩。操纵静均衡架,找 出不均衡质径积的大小和标的目的, 并由此确定均衡质量的大小和 ,使质心移到反转展转轴线上 以达到静均衡。这种方式称为 静均衡试验法。 如图所示为导轨式静均衡架。架上两根互相平行的钢制刀口形导 ? 轨被安拆正在统一程度面内。试验时将反转展转体的轴放正在导轨上。 ? 导轨式静均衡架简单靠得住,其精度也能满脚一般从产需要。其 错误谬误是它不克不及用于均衡两头轴径不等的反转展转体。 ? 如图所示为圆盘式静均衡架。待平 衡反转展转体的轴放置正在别离由两个圆 盘构成的支承上,圆盘可绕其几何 轴线动弹,故反转展转体也能够转 动。它的试验法式取上述不异。这 类均衡架一端的支承高度可调,以 便均衡两头轴径不等的反转展转体。 ?这种设备安拆和调整都很简洁,但圆盘核心的滚动 轴承易于弄净,以致摩擦阻力增大,故精度略低于 导轨式静均衡架。 二、动均衡试验法 ? 由动均衡道理可知,轴向尺寸较大的反转展转体,必需分 别正在肆意而个校正平面内各加一个恰当的质量,才能 然后正在两个选定的平面内别离找出所需均衡质径积的 大小和方位,从而使反转展转体达到动均衡的方式称为动 均衡试验法。 使反转展转体达到均衡。令反转展转体正在动均衡试验机上运转, ? 动均衡试验都正在特地的动均衡机长进行。工程中利用 的动均衡机品种良多。无机械丈量的,也有电测的。 ?机械式动均衡机的布局和测试方式都比力简陋,因 而活络度和均衡精度都较低。 ?近代动均衡机采用电子检测、激光去质量等先辈技 术,大大提高了均衡精度和均衡试验过程的从动化 程度。 ?此外,还呈现了带有实空筒的大型高速动均衡机和 零件均衡用的测振动均衡仪。 ?我们试验室采用的是电丈量的,由传感器检测反转展转 体的振动信号,输入到电脑中,通过软件计较出两 均衡平面中均衡质量值和角度,并显示出来。