第十一章机械的平衡(2016.3).ppt

§11-4 挠性转子动平衡简介 挠性转子动平衡及其特点 §11-4 挠性转子动平衡简介 挠性转子动平衡及其特点 挠性转子动平衡的两个特点： 1）转子的不平衡质量对支承引起的动压力和转子弹性变形的形状随转子的工作转速而变化，因此，在某一转速下平衡好的转子，不能保证在其它转速下也是平衡的。 2）减小或消除支承动压力，不一定能减小转子的弯曲变形。而明显的弯曲变形将对转子的结构、强度和工作性能产生有害影响。 §11-4 挠性转子动平衡简介 挠性转子动平衡及其特点 挠性转子的平衡要解两个问题： 1）根据转子运转过程中测得的动挠度或对支承的动压力，找出不平 衡量的分布规律； 2）根据不平衡量的分布规律，确定所需平衡质量的大小、相位和沿轴向的安放位置，以消除或减少支承动压力和转子的动挠度，并保证 在一定转速范围内平稳运转。 要同时解决这两个问题，再用刚性转子双面平衡法就不够了，而应根据转子弹性变形的规律，采用多平衡面并在几种转速下进行平衡。因此，挠性转子的平衡也叫多面平衡或振型平衡。 §11-4 挠性转子动平衡简介 挠性转子动平衡及其特点 §11-5 平面机构平衡简介 设机构的总质量为m，其质心S的加速度为aS，则机构的总惯性力F=-maS，由于m不可能为零，所以欲使总惯性力F=0必须使aS=0，也就是说机构的质心应作等速直线运动或静止不动。由于机构的运动是周期性重复的，其质心不可能总是作等速直线运动，因此欲使aS=0，唯一的可能的方法是使机构的质心静止不动。根据这个论断，在对机构进行平衡时，就是运用增加平衡质量的方法使机构的质心S落在机架上并且固定不动。 机座上的平衡 利用机构对称布置达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 完全平衡法 完全平衡是使机构的总惯性力恒为零。为此需使机构的质心S恒固定不动。而为了达到完全平衡的目的，可以采取以下两种不同的措施： 利用平衡质量达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 利用机构对称布置达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 利用平衡质量达到平衡 利用非完全对称机构达到平衡 利用加平衡质量法达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 部分平衡法 §11-5 平面机构平衡简介 当曲柄转动时，在某些位置，两个滑块的加速度方向相反，它们的惯性力也相反可以相互平衡。但由于运动规律不完全相应，所以只能部分平衡其惯性力。 利用非完全对称机构达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 利用质量代换法将连杆的质量分别转换到其两端的铰链中心处，将曲柄的质量也分别转换到其两铰链中心处，在曲柄延长线上加一平衡质量使曲柄的质心转换到固定铰链处，使其达到平衡。对于曲柄延长线上所加平衡质量产生的惯性力随曲柄的转角不同而不同，可将其分解为水平和垂直方向两个分力；该水平方向的惯性力可以平衡滑块惯性力的(1/3-1/2)，新产生的垂直方 向的惯性力也不致太大。从而达到部分平衡。 利用加平衡质量法达到平衡 §11-5 平面机构平衡简介 图示的三根曲轴结构中，已知 ， 且曲拐在同一平面中，试判断何者已达静平衡，何者已达动平衡。 例题1 例题2 例题2 例题3 例题3 如图所示高速水泵的凸轮轴系由三个错开 的偏心轮所组成，每一偏心轮重4N，其偏心距离为 设在平衡基面A和B中各装一个平衡重量 和 使之平衡，其回转半径均为10mm，求 的大小和位置。 和 例题4 丁刚 机械原理 第十一章 机械的平衡 §11-1 概述 机械不平衡产生的原因及其危害 离心惯性力的影响： 某型300MW汽轮机低压转子重约50吨，即m= 50000 kg ，设偏心距r = 1mm ： 当： n = 3000 r/min , F = ……=5000000N §11-1 概述 机械不平衡产生的原因 w r m F §11-1 概述 机械不平衡的危害 C. 影响机器性能 加剧运动副的摩擦，降低机械效率和使用寿命。 A. 引起振动和噪声 噪声会引起人类的很多疾病； 振动会引起设备的损坏，严重时会危及周围建筑及人员的 安全。 B. 降低产品质量 机床在加工零件时，不平衡会影响零件的加工精度。 §11-1 概述 机械平衡的目的 消除机械在运转过程中所产生的惯性力和惯性力矩对机械的影响，改善机械工作性能。这就是研究机械平衡的目的。 平衡问题在高速、重型及精密机械中尤为突出。 §11-1 概述 机械平衡的内容及分类 1. 转子的平衡 (回转体) 刚性转子的平衡 挠性转子的平衡 ( n 0.7 nC ) 静平衡 动平衡 (惯性力作用产生的变形可忽略) (惯性力作用会产生明显的变形) 2. 机