文档介绍：第6章机械的平衡
§6-1 机械平衡的目的及内容
§6-2 刚性转子的平衡计算
§6-3 刚性转子的平衡实验
§6-1 机械平衡的目的及内容
1 机械平衡的目的
消除或减小不平衡惯性力的不良影响。特别在高速精密
机械中,机械的平衡具有重要意义。
2)机械不平衡惯性力导致的不良影响
▲在运动副中产生附加的动压力,降低机械的效率和使用寿命
▲变化的惯性力引起机械和机座的振动,常导致破坏性事故
3)机械平衡的目的
1)机械不平衡的原因
机械运动过程中所产生的惯性力的作用
4)机械不平衡的合理利用
机械中的不平衡惯性力可以利用来做有益的工作,如:振动筛、振动装料机、振动选料机、按摩机等。
ω
e
Fi
Fi
Fi
Fi
Fi
惯性力及惯性力矩随着
机构的运动作周期性变化
惯性力的影响
Fi
Fi=meω2
Fi
2 机械平衡问题的内容
转子的平衡
机构的平衡
机械平衡问题的分类
挠性转子
质量较大、径向尺寸较小且工作转速高于(~)一阶共振转速的转子,此状态下转子的弯曲弹性变形不可忽略
转子——绕固定轴回转的构件
刚性转子:
工作转速低于(~)一阶共振转速的转子,此状态下的转子的弹性变形可忽略不计
挠性转子平衡
刚性转子平衡
§6-2 刚性转子的平衡计算
1 刚性转子的静平衡计算
转子(b/d<)上的不平衡质量mi的影响在转子静态时即可表现出来,故称为静不平衡
其所有质量都可以认为在垂直于轴线的同一平面内
d
b
适用对象:轴向尺寸较小的转子(b/d<)
不平衡现象
转子的质心位置不在回转轴线上,回转时产生不平衡惯性力,这种现象被称作不平衡
静不平衡
Fi
ω
mi
mi
mig
mi
mig
mi
mig
mi
mig
mi
mig
静平衡计算中的所有惯性力为一平面汇交力系
mb
rb
Fb
例一转动圆盘其上有偏心质量m1 、 m2 、 m2 、 m4
r4
m1
r1
m2
m4
m3
r3
F1
F3
F1
F2
F4
F3
Fb
∑Fi
不平衡的不良影响
产生振动和噪音,严重时造成设备的破坏
刚性转子静平衡的方法
在转子上增加平衡质量mb使其产生的平
衡惯性力Fb将原不平衡惯性力∑Fi抵消
mb
mi
F2
F4
∑Fi
Fb
r2
满足静平衡的条件:
+
Fb
=
0
∑F
i
∑mi ri―不平衡质径积
mbrb ―平衡质径积
满足静平衡的条件:
mb
rb
Fb
r4
m1
r1
m2
m4
m3
r3
F1
F3
F2
F4
r2
即:
+
Fb
=
0
∑F
i
刚性转子静平衡具体措施
静平衡也被称作单面平衡
或在rb相反方向减去一个mb (去重)
质径积矢量和为零
满足静平衡的条件:
在rb处增加一个平衡质mb(配重)
mb
rb
∑mi ri
mbrb
mb
rb
mb
rb
满足静平衡条件
Ⅱ
2 刚性转子的动平衡计算
适用条件:
轴向尺寸较大的场所(b/d>)
在Ⅰ―Ⅰ、Ⅱ―Ⅱ平面
存在着偏心质量m1、m2,且:
但∑M ≠0 即:
m1 r1+ m2 r2=0
质径积m1 r1 、m2 r2在
同一平面上。即:
该情况为静平衡而动不平衡!
L
m2
m2 r2
m1 = m2,r1= r2
Ⅰ
m1
r1
r2
m1 r1
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
b
d
满足动平衡的条件
质径积矢量和为零
质径积力矩和为零
∑mi ri +mb rb =0
∑M =0
▲满足动平衡一定同时满足静平衡;
注意(重要概念点):
▲满足静平衡却不一定同时满足动平衡;
▲静不平衡构件中的所有惯性力
为一平面汇交力系(单面平衡);
▲动不平衡构件中的所有惯性力
为一空间任意力系(双面平衡)。
本章作业:6-1,6-2,6-5,6-6,6-7,6-8。