第六章机械的平衡PPT课件

1、6-1 机械平衡的目的及内容2.2 机构的平衡 作往复运动和平面复合运动的构件机座上的平衡第1页/共19页6-2 刚性转子的平衡计算 分为两类：静平衡和动平衡1、刚性转子的静平衡 对于b/D0.2的轴向尺寸较小的盘状转子(如齿轮、带轮、链轮、叶轮），它们的质量可视为在同一平面内。在此情况下，若重心不在回转轴线上，则当其转动时，其偏心质量会产生惯性力，从而在转动副中产生附加的动压力。 第2页/共19页如图所示，红色小块为偏心质量，转子在运转过程中必然产生惯性力，从而在转动副中引起附加动压力。 第3页/共19页 所谓静平衡就是利用在刚性转子上加（减）配重的方法，是其重心与轴线重合，从而使转子的惯性

2、力得于平衡。静平衡计算：步骤：1、计算各偏心质量产生的惯性力的大小和方位 2、计算平衡该偏心质量产生的惯性力的配重的大小，确定配置 方 法，并将该配重加（减）到转子上。第4页/共19页例：设图示一盘状转子，根据其结构，知其具有偏心质量m1、m2、m3、及m4，它们的回转半径分别为r1、r2、r3、r4，方位如图所示，求所需加的平衡配重的大小方位及配置方法。解：1）计算各偏心质量产生的惯性力 Fi=mi2ri 2）设平衡配重为mb，回转半径为rb，其产生的 惯性力为Fb=mb2rb 3）合力平衡：F=F1+F2+F3+F4+ Fb =0，消去2 得：m1r1+m2r2+m3r3+m4r4+mbr

3、b=0 设质径积mr为W ，则：W1+W2+W3+W4+Wb=0作封闭矢量图，可得Wb （选定比例尺），选定rb ，即可得mb 。第5页/共19页也可用直角坐标，即解析法求解。F=Fi+Fb=0， W=Wi+Wb =0， Wx=0，（mbrb）x=- miri cosiWy=0，（mbrb）y=- miri siniMbrb= （mbrb）2x+ （mbrb）2y1/2b =arctan（mbrb）y/ （mbrb）x第6页/共19页2 刚性转子的动平衡计算 对于b/D0.2的轴向尺寸较大的转子，如内燃机曲轴，电动机转子、机床主轴等，其质量就不能在视为分布在同一平面内。 质心不在回转轴线上 质

4、心在回转轴线上 （力不平衡） （力平衡，力偶矩不平衡） 当偏心质量分布在若干个不同的回转平面内，将产生惯性力偶，这种不平衡现象只有在转子运转时才显示出来，故称其为动不平衡。动平衡：转子的惯性力平衡，惯性力偶矩平衡第7页/共19页动平衡计算的方法：原理：一个力可分解为两个与它相平行的分力。 F=F1+F2，F1L1=F2 F1=（L2/L）F， F2=（L1/L）F1）取两个平衡基面及作为安装配重的平面。2）将各离心惯性力分别分解到平衡基面、内，再进行静平衡计算，得到配重mb mb ，此时，该构件完全平衡了。第8页/共19页例：图示回转体的不平衡质量分布在1、2、3三个回转平面内，质量为：m1、

5、m2、m3，其向径为：r1、r2、r3，求要达到动平衡的方法。解：1）取两个平衡基面及，将各不平衡质量产生的惯性力分解到两个平衡基面、上。第9页/共19页在平衡基面上：F 1+ F 2 + F3 + Fb =0消去2，得： （m1r1） = （L1/L）m1 r1 （m2r2） = （L2/L）m2 r2（m3r3） = （L3/L）m3 r3合力平衡（静力平衡）（m1r1） +（m2r2） +（m3r3） +（mbrb） =0以上可用静平衡的两种方法求（mbrb） ，选定rb ，即可确定mb 同理：可求出平衡基面中的（mbrb） ，选定rb ，即可确定mb 第10页/共19页 第11页/共1

6、9页第12页/共19页第13页/共19页6-3刚性转子的平衡实验1、静平衡实验 导轨式静平衡架 将转子置于平衡架上，当存在偏心质量时，转子就回在支承上转动直至质心处于最低位置才能停止，这时可在质心相反的方向加上校正平衡量，再重新使转子转动，反复增减平衡质量，直至转子在支承呈随遇平衡态。说明转子的质心已与轴线重合，转子已达到静平衡。 上述平衡装置结构简单，操作方便，但工作效率低，现常采用单面平机，通过测量转子旋转时转子不平衡惯性力所引起的支承的振动或支承所受载荷来确定转子不平衡量的大小和相位。 第14页/共19页2 、动平衡实验转子的动平衡实验一般需要在专用的动平衡机上进行。 目前工业上使用的动

7、平衡机是根据振动原理设计的，测振传感器将转子转动所引起的振动转化成电信号，通过电子线路加以处理和放大，最后电子仪器显示出被测转子的不平衡质径积的大小和方位。 3万向联轴器 5、6 传感器 7解算电路 8选频放大器 9仪表（显示不平 衡质径积） 10、13整形放大器 11鉴相器 12电头光 14转子上的标记 15相位表 当平衡基面中应加的平衡质量的大小和方位确定后，再一同样的方法确定另一平衡基面中应加的平衡质量的大小和方位。第15页/共19页3、现场平衡 对于尺寸和重量都很大的转子，一般可进行现场平衡。即通过直接测量机器中转子支架的振动，确定应加平衡质量的大小和方位，进行平衡。6-4 转子的许用

8、不平衡量 经过平衡实验的转子，不可避免地还会有一些残存的不平衡质量。降低残存的不平衡质量 使用更精密的平衡实验 成本提高 根据工作要求，对不同的转子，适当规定许用不平衡量。转子的许用不平衡量有两种表示方法：1。质径积表示法 ：适用于具体给定的转子， mr转子的许用质径积2。偏心矩表示法 ：适用于衡量转子平衡的优劣，或衡量平衡的检测精度。 m转子的质量，e许用偏心两者的关系： e= mr/ m表6-1 各种典型转子的平衡等级和许用不平衡量 见书P141第16页/共19页注意：由平均精度A= e/1000（mm/s）及， 可求出e 1）对于静不平衡转子，许用不平衡量取由表中计算出的值。2）对于动不平衡转子，由表中计算出偏心矩e，求出 转子的许用不平衡质径积mr = m e ，应分配到两个平衡基面上： mr= mr b/（a+b） mr= mr a/（a+b）第17页/共19页例：图示a、b、c三根曲