甘肃工业大学专用.ppt
《甘肃工业大学专用.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《甘肃工业大学专用.ppt(31页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、甘肃工业大学专用,刚性转子的平衡计算,机械平衡的目的及内容,刚性转子的平衡实验,机械周期性速度波动及其调节,机械非周期性速度波动及其调节,第九章 机械的平衡及调速,甘肃工业大学专用,大多数机械都是由回转构件和作往复运动的构件所组成,除了中心惯性主轴与回转轴线重合,且作等速回转的构件外,其它所有的构件都要产生惯性力。,P=ma=Ge2/g,举例:已知图示转子的重量为G=10 N,重心与回转轴线的距离为1 mm,转速为n=3000 rpm, 求离心力P的大小。,=1010-323000/602/9.8 =100 N,如果转速增加一倍,n=6000 rpm,P=400 N,由此可知:不平衡所产生的惯
2、性力对机械运转有很大的影响。,附加动压力会产生一系列不良后果:,P力的大小方向始终都在变化,将对运动副产生动压力。,9.1 机械平衡的目的及内容,一、平衡的目的,甘肃工业大学专用,增加运动副的摩擦,降低机械的使用寿命。,产生有害的振动,使机械的工作性能恶化。,降低机械效率。,平衡的目的:研究惯性力分布及其变化规律,并采取相应的措施对惯性力进行平衡,从而减小或消除所产生的附加动压力、减轻振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。,1.回转件的平衡,a)刚性转子的平衡,工作转速n(0.60.75)ne1转子一阶自振频率。可忽略运动时的轴线变形。平衡时可采用理论力学力系平衡的原理。,二、平衡的内容,甘
3、肃工业大学专用,当转子工作转速n(0.60.75)ne1,且重量和跨度较大,运转时会产生较大的变形,使离心惯性力大大增加。此类问题复杂,有专门的学科论述。,2)机构的平衡,对平面连杆机构,由于作往复运动和平面运动的构件总是存在加速度,就单个构件而言,是无法平衡的。但可以将整个机构一并考虑,采取措施对总的惯性力或惯性力矩进行平衡。,本章重点介绍刚性转子的平衡问题。,b)挠性转子的平衡,所谓刚性转子的不平衡,是指由于结构不对称、材料缺陷以及制造误差等原因而使质量分布不均匀,致使中心惯性主轴与回转轴线不重合,而产生离心惯性力系的不平衡。根据平衡条件的不同,又可分为静平衡和动平衡两种情况。,运动,甘肃
4、工业大学专用,特点:若重心不在回转轴线上,则在静止状态下,无论其重心初始在何位置,最终都会落在轴线的铅垂线的下方这种不平衡现象在静止状态下就能表现出来,故称为静平衡。 如自行车轮,静平衡原理:在重心的另一侧加上一定的质量,或在重心同侧去掉一些质量,使质心位置落在回转轴线上,而使离心惯性力达到平衡。,适用范围:轴向尺寸较小的盘形转子(B/D0.2),如风扇叶轮、飞轮、砂轮等回转件,,计算方法:同一平面内各重物所产生的离心惯性力构成一个平面汇交力系pi,如果该力系不平衡,那么合力Pi0。增加一个重物Gb后,可使新的力系之合力:P= PbPi=0,9.2 刚性转子的平衡计算,一、静平衡计算,甘肃工业
5、大学专用,? ? ,设各偏心质量分别为mi,偏心距为ri ,转子以等速回转,产生的离心惯性力为:,称miri为质径积,称Giri为重径积,1.刚性转子的静平衡计算,可用图解法求解上述矢量方程(选定比例w)。,甘肃工业大学专用,2.刚性转子的动平衡计算,图示凸轮轴的偏心质量不在同一回转平面内,但质心在回转轴上,在任意静止位置,都处于平衡状态。,这种在静止状态下处于平衡,而运动状态下呈现不平衡,称为动不平衡。对此类转子的平衡,称为动平衡。,适用对象:轴向尺寸较大(B/D0.2)的转子,如内然机中的曲轴和凸轮轴、电机转子、机床主轴等都必须按动平衡来处理。,理由:此类转子由于质量分布不在同一个平面内,
6、离心惯性力将形成一个不汇交空间力系,故不能按静平衡处理。,惯性力偶矩:M=PL0,甘肃工业大学专用,从理论上讲,对于偏心质量分布在多个运动平面内的转子,对每一个运动按静平衡的方法来处理(加减质量),也是可以达到平衡的。问题是由于实际结构不允许在偏心质量所在平面内安装平衡配重,也不允许去掉不平衡重量(如凸轮轴、曲轴、电机转子等)。解决问题的唯一办法就是将平衡配重分配到另外两个平面I、II内。,由理论力学可知:一个力可以分解成两个与其平行的两个分力。,重要结论:某一回转平面内的不平衡质量m,可以在两个任选的 回转平面内进行平衡。,两者等效的条件是:,代入质径积得:,甘肃工业大学专用,WII,WI,
7、首先在转子上选定两个回转平面和作为平衡基面,该平面用来加装或去掉平衡质量。,将三个不同回转面内的离心惯性力往平面和上分解。,50分钟,甘肃工业大学专用,空间力系的平衡,将不同回转面内的离心惯性力往平面和上分解,得:,只要在平衡基面内加装平衡质量或去掉平衡质量PbI、PbII,使两平面内的惯性力之和分别为零,这个转子就平衡了。,两个平面汇交力系的平衡问题。,平衡时满足:,代入质径积:,以上矢量方程可用作图法求解。 当回转半径rI、rII确定之后,就可求得平衡质量mbI、mbII。,甘肃工业大学专用,结论: 对于动不平衡的转子,无论其具有多少个偏心质量以及分布在多少个回转平面内,都只要在选定的平衡
8、基面内加上或去掉平衡质量,即可获得完全平衡。故动平衡又称为双面平衡。,经过计算,在理论上是平衡的转子,由于制造误差、材质不均匀、安装误差等因素,使实际转子存在不平衡量。要彻底消除不平衡,只有通过实验方法测出其不平衡质量的大小和方向。然后通过增加或除去平衡质量的方法予以平衡。,甘肃工业大学专用,导轨式平衡架特点:结构简单、精度高,但两刀口平行、调整困难,且要求两轴端直径相同。一般要经过多次实验才能找准,工作效率低,不适合批量生产。,9.3 刚性转子的平衡实验,一、静平衡实验,甘肃工业大学专用,滚子式平衡架:,特点:使用方便,但精度较低。,单摆式平衡架:,(实验课讲授其原理),特点:工作效率高。,
9、二、动平衡实验,甘肃工业大学专用,作用在机械上的驱动力矩和阻力矩往往是原动机转角的周期性函数,其等效力矩Med= Med (),Mer= Mer () 必然也是周期性函数。分别绘出在一个运动循环内的变化曲线。,动能增量为:,Med,Mer,则等效驱动力矩和等效阻力矩所作的功分别为:,分析以上积分所代表的的物理含义,9.4 机械周期性速度波动及其调节,一、产生周期性波动的原因,甘肃工业大学专用,等效力矩所作功及动能变化:,在一个运动循环内:,经过一个运动循环之后,机械又回复到初始状态,其运转速度呈现周期性波动。,Wd=Wr,即:,= 0,动能的变化曲线E()如图b所示,E=0,速度曲线如图c所示
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 甘肃 工业大学 专用
链接地址:https://www.31doc.com/p-2555737.html