动平衡理论与方法.pdf

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1、动平衡理论与方法动平衡理论与方法3.13.1刚性转子的平衡刚性转子的平衡　检查和调整转子质量分布的　检查和调整转子质量分布的工艺过程工艺过程（或改善（或改善转子质量分布的转子质量分布的工艺方法工艺方法），称为转子平衡。），称为转子平衡。3.1.13.1.1刚性转子的平衡原理刚性转子的平衡原理一、转子不平衡类型一、转子不平衡类型((一一))静不平衡静不平衡：如果不平衡质量矩存在于质心：如果不平衡质量矩存在于质心所在的径向平面上，且无任何力偶矩存在时称为所在的径向平面上，且无任何力偶矩存在时称为静不平衡。它可在通过质心的径向平面静不平衡。它可在

2、通过质心的径向平面加重（或加重（或去重）去重），使转子获得平衡。，使转子获得平衡。¢(二)动不平衡¢假设有一个具有两个平面的转子的重心位于同一转轴平面的两侧，且m1r1=m2r2，整个转子的质心Mc仍恰好位于轴线上（图3-3），显然，此时转子是静平衡的。但当转子旋转时，二离心力大小相等、方向相反，组成一对力偶，此力偶矩将引起二端轴承产生周期性变化的动反力，其数值为：2Flmrlw1A=B==⋅。LLg这种由力偶矩引起的转子及轴承的振动的不平衡叫做动不平衡。¢(三)动静混合不平衡¢实际转子往往都是动静混合不平衡。转子诸截面上的不平衡离心力形成

3、的偏心距不相等，质心也不在旋转轴线上。转动时离心力合成成为一个合力（主向量）和一个力偶（主力矩），即构成一静不平衡力和一动不平衡力偶。（图3-4）。二、刚性转子的平衡原理二、刚性转子的平衡原理¢11．不平衡离心力的分解．不平衡离心力的分解图3-4三种不平衡¢（1）分解为一个合力及一个力偶矩,以两平面转子为例。由理论力学可图3-4三种不平衡知，不平衡力（任意力系）可以分解为一个径向力和一个力偶。dd¢如图3-6所示二平面转子，不平衡离心力F1、F2,分别置于Ⅰ、Ⅱ平面上。若在Ⅰ平面0点上加一对大小相等、dddddd方面相反的力、F2，则−F2

4、、F1、F2、F2四个力组成−F2的力系与原、力系完全等价。¢图3-6二平面转子受力分析ddddd在0点求F1、F2的合力,F1,2Ⅰ平面中剩下的−F2与Ⅱ平面中的F2正好组成力偶。经这样分解，得到了一般的不平衡状况，即将动静d混合不平衡问题归结为一个合力F1,2和一个力偶矩F2·l的作用。前者是静不平衡，后者为动不平衡。dF11－¢（2）向任意二平面进行分解（图3-7）将不平衡离心力、分别对任选（径向）二平面Ⅰ、Ⅱ进行分解。将分解为Ⅰ、Ⅱ平面上的平行力、d¢同理同理,,将将F2分解为分解为ⅠⅠ、、ⅡⅡ平面上的平行平面上的平行dd力力F21

5、、、F22，，ddddd迭加F11、F12为A；迭加F12、F22为dddB显而易见，作用在Ⅰ、Ⅱ平面上的A、Bdd两力与不平衡离心力F、F等效。12¢如果转子上有多个不平衡离心力存在，亦可同样如果转子上有多个不平衡离心力存在，亦可同样分解到该选定的分解到该选定的ⅠⅠ、、ⅡⅡ平面上再合成，平面上再合成，最终结果最终结果dd都只有两个不平衡合力（都只有两个不平衡合力（A、、B）（）（ⅠⅠ、、ⅡⅡ平平面上各一个）。到此校正转子不平衡的任务就简面上各一个）。到此校正转子不平衡的任务就简dd单了，即仅分别单了，即仅分别在在ⅠⅠ、、ⅡⅡ平面不平衡合力

6、平面不平衡合力A、、B的对侧（反方向）加重（或去重），的对侧（反方向）加重（或去重），使其产生的使其产生的附加离心力与上述不平衡合力相等，这样转子就附加离心力与上述不平衡合力相等，这样转子就达到了平衡。达到了平衡。¢(3)(3)分解为对称及反对称不平衡力（图分解为对称及反对称不平衡力（图33－－88））dd¢将将ⅠⅠ、、ⅡⅡ平面内的平面内的A、、B力同时平移到某任一个力同时平移到某任一个点点00上，由矢量三角形、可以看出：；上，由矢量三角形、可以看出：；ddA=As+ADB=Bs+BD1dd1ddAs=Bs=(A+B)AD=−BD=(A−B

7、)22dd由此可见，已将　、　分解为大小相等，方向相同ABAB的对称力　s、　及大小相等、方向相反的反对称sdd力　　、　了。由于　　，　、　、　与　　、　ADBAsBsADBDABDdd等效，即与不平衡离心力　　、　等效。如果在BDF1F2¢即：即：ABss的相反方向加一对同方向的对称平衡重量（在Ⅰ、Ⅱ平面内)，在　　、　　的相反方向ABDD加一对反方向的对称平衡重量（亦在Ⅰ、Ⅱ平面内），就可使整个转子达到平衡。¢显然，同方向对称力As、Bs可以认为是由于静不平衡分量产生的，反方向对称力AD、BD，可以认为是由动不平衡分量产生的。所以，对

8、刚性转子而言，可用同方向平衡重量平衡静不平衡分量，用反方向平衡重量平衡动不平衡分量。¢由以上讨论可知，与在二个平面内加由以上讨论可知，与在二个平面内加二个平衡重量的结果相同，亦可