ЛЕКЦИЯ 8

Уравновешивание механизмов и балансировка роторов.

 Краткое содержание:Общие сведения о балансировке. Понятие о неуравновешенности механизма (звена). Ротор и виды его неуравновешенности:статическая,моментнаяидинамическая.Балансировка роторов при различных видах неуравновешенности.Балансировочные станки.Статическое уравновешивание рычажных механизмов.Метод замещающих масс.Полное ичастичноестатическое уравновешивание механизма.

Общие сведения о балансировке

Ротором в теории балансировки называется любое вращающееся тело. Поэтому ротор это и якорь электродвигателя, и коленчатый вал компрессора или насоса, и баланс часов. Из теоретической механики известно, что давление вращающегося тела на подшипники складывается из двух составляющих: статической – вызванной действием заданных сил (силы тяжести и пр.) и динамической, обусловленной ускоренным движением частиц из которых состоит вращающееся тело (ротор). Если динамическая составляющая реакций не равна нулю, то при вращении возникают переменные по величине и направлению давления на опоры, которые вызывают вибрацию и износ всего механизма. Одна и основных причин внешней виброактивности - неуравновешенность его звеньев и механизма в целом.

Таким образом, задача об уравновешивании механизма заключается в таком распределении масс звеньев, при котором, полностью или частично устраняются динамические нагрузки в опорах.

Если при вращении ротора с рабочей частотой, деформация его осей пренебрежимо мала, то такой ротор называется жестким, в противном случае – гибкий.

Понятие о неуравновешенности механизма (звена).

Неуравновешенным будем называть такой механизм (или его звено), в котором при движении центр масс механизма (или звена) движется с ускорением. Так как ускоренное движение системы возникает только в случае, если равнодействующая внешних силовых воздействий не равна нулю. Согласно принципу Д'Аламбера, для уравновешивания внешних сил к системе добавляются расчетные силы - силы и моменты сил инерции. Поэтому уравновешенным будем считать механизм, в котором главные вектора и моменты сил инерции равны нулю, а неуравновешенным механизм, в котором эти силы не равны нулю.

Механизм будет находиться в состоянии кинетостатического равновесия, если сумма действующих на него внешних сил и моментов сил (включая силы и моменты сил инерции) будет равна нулю

,

При этом уравновешенность является свойством или характеристикой механизма и не должна зависеть от действующих на него внешних сил. Если исключить из рассмотрения все внешние силы – которые можно условно считать постоянными, то в уравнении равновесия останутся только инерционные составляющие – периодичные по своей природе, которые определяются инерционными параметрами механизма - массами и моментами инерции и законом движения (например, центра масс системы). Чтобы уравновесит механизм необходимо добиться постоянства реакций, т.е. задача уравновешивания сводится к устранению сил инерции. Поэтому уравновешенным считается механизм, для которого главный вектор и главный момент сил инерции равны нулю:

Т.е. для того чтобы главный вектор сил инерции оставался постоянным достаточно, чтобы координаты центра масс были равны нулю.

Т.е для того чтобы главный момент сил инерции оставался постоянным достаточно, чтобы центробежные моменты инерции были равны нулю.

Неуравновешенность - такое состояние механизма, при котором главный вектор или главный момент сил инерции не равны нулю. Различают:

• статическую неуравновешенность ;

• моментную неуравновешенность ;

• динамическую неуравновешенность и.

Т.е. задача уравновешивания сводится к устранению сил инерции.