回转件的平衡ppt课件.pptx

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1、第8章回转件的平衡内容§8-1回转件平衡的目的§8-2回转件的平衡计算（重要）§8-3回转件的平衡试验§8-1回转件平衡的目的基本概念回转件(转子)：机械中绕固定轴线作回转运动的构件。刚性转子：回转件旋转时其产生的弹性变形很小，可以忽略不计，把此类回转件称为刚性转子。挠性转子：对于转速高、尺寸大的回转件，旋转时产生大的变形，不能忽略，所以把此类回转件统称为挠性转子。回转件的离心力（惯性力）：从理论力学可知，一偏离回转中心距离为r的质量m，当以角速度ω转动时，产生的离心力Ｆ为：Ｆ=mrω2不平衡离心力的产生：若回转件结构不对称、制造不准确、材质不均匀，便会使整个回转件在转动时产生不平衡

2、的离心力系，使离心力系的合力和合力偶矩不等于零。不平衡离心力对机械的影响：不平衡离心力对机械正常运转产生不利的影响，尤其对高速机械的影响更为重要：使各运动副中产生附加的动反力，从而加大了运动副中摩擦力，使运动副磨损加剧，导致机械效率下降。使各构件的材料内部引起附加内应力，影响机械及各构件的使用寿命。离心力的大小和方向一般呈周期性变化，从而会导致机械及其基础（机架）产生强迫振动（以上各惯性力即为干扰力），这会降低机械的运动精度，增大噪音，甚至产生共振，由此会带来更严重的后果。不平衡的利用：必须指出，生活中有的机械则是利用不平衡原理而工作的，如蛙式打夯机、振动打桩机、振动台等。本章的研究

3、对象：刚性回转件的平衡问题。而不包括挠性件和机械的平衡问题。平衡的目的：对于高速回转件来说，必须使其离心力合力及合力偶为零，从而消除其所带来的不良影响。平衡的类型：静平衡：只要求惯性力平衡的平衡成为静平衡。动平衡：同时要求惯性力和惯性力矩平衡的平衡成为动平衡。§8-2回转件的平衡计算三、静平衡：适用对象：对于轴向尺寸很小的刚性转子(B/D<0.2)，其质量分布可近似认为是在一个平面内。BD适用对象：对于轴向尺寸很小的刚性转子(最大直径D与轴向宽度B之比大于5时)，其质量分布可近似认为是在一个平面内。静平衡的条件：惯性力矢量和为零，即F=Fb+∑Fi=0。F为转子惯性力；Fb为所加的平

4、衡惯性力；∑Fi转子本生的惯性力。平衡计算：离心力是惯性力，所以上式可写成meω2=mbrbω2+∑miriω2=0在同一个转子上，转速ω相同，消去公因子ω2，可得me=mbrb+∑miri=0（8-2）式中m、e为回转件的总质量和总质心的向径，mb、rb为平衡质量及其质心的向径，mi、ri为原有各质量及其质心的向径。质径积：上式中质量与向径的乘积mr称为质径积，它是向量，其大小同相应的离心力成正比，因此也具有离心力的性质。静平衡方程的求解：由上可知，静平衡方程是一个矢量方程，所以可以用图解法和解析法进行求解。解析法：向量方程向直角坐标系的两坐标轴投影，得到两个代数方程，然后联立这两

5、个代数方程可解出平衡质量的质径积mbrb和方位角θb。再根据实际需要或可能，在平衡质量mb和所在半径rb两者中选定一个后，即可确定另一个的值。图解法：由理论力学可知，平衡的平面汇交力系各力矢量一定构成封闭矢量图，所以按照一定的比例，作出平衡力系的封闭图形，可以求解未知平衡矢量力。例：如图所示，已知同一回转面内的不平衡质量m1、m2、m3(kg)及其向径r1、r2、r3(m)，求应加的平衡质量mb及其向径rb。由于质径积向量封闭图上mbrb的指向即为mb产生离心力Fb的方向，因此mb应放在如图所示的位置处(也可在mbrb所指方向的反方向去掉相同的质量)。根据mbrb，在选定rb后，平衡

6、质量mb应该放在回转构件的什么方位处？结论：1.静平衡的条件：各偏心质量的离心惯性力的合力为零或质径积的向量和为零；2.无论多少个不平衡质量，适当地增加一个平衡质量即可平衡。平衡质量的加法：先定出向径，即可得平衡质量的大小；有时可在相反的方位去掉平衡质量。由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安装平衡质量，如图8-2a所示单缸曲轴便属于这类情况。此时可以另选两个回转平面分别安装平衡质量来使回转件达到平衡。如图8-2b所示，在原平衡平面两侧选定任意两个回转平面T′和T″，它们与原平衡平面的距离分别为l′和l″。设在T′和T″面内分别装上平衡质量mb′和mb″，其质心的向径分别

7、为rb′和rb″，且mb′和mb″都处于经过mb的质心且包含回转轴线的平面内，则且mb′、mb″和mb在回转时产生的离心力Fb′、Fb″和Fb成为三个互相平行的力。欲使Fb′和Fb″完全取代Fb，则必需满足平行力分解的关系式，即Fb′+Fb″=FbFb′l′=Fb″l″以l=l′+l″代入，解以上二式得若取rb′=rb″=rb，则上式简化为由式(8-3)和(8-4)可知，任何一个质径积都可以用任意选定的两个回转平面T′和T″内的两个质径积来代替。若向径不变