機(jī)械的平衡與調(diào)速課件

1、1 1 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 2 2 p 使運(yùn)動副中產(chǎn)生附加的動壓力，增加運(yùn)動副的磨損、影使運(yùn)動副中產(chǎn)生附加的動壓力，增加運(yùn)動副的磨損、影 響構(gòu)件的強(qiáng)度、降低機(jī)械的效率。響構(gòu)件的強(qiáng)度、降低機(jī)械的效率。 p 使機(jī)械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，導(dǎo)致工作精度和可靠性使機(jī)械及其基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，導(dǎo)致工作精度和可靠性 下降，零件疲勞損傷加劇，并產(chǎn)生噪聲污染。下降，零件疲勞損傷加劇，并產(chǎn)生噪聲污染。 p 引起共振，使機(jī)械遭到破壞，甚至危及人員及廠房安全。引起共振，使機(jī)械遭到破壞，甚至危及人員及廠房安全。 1.1.機(jī)械平衡的目的機(jī)械平衡的目的: : 消除或盡量減小慣性力的不良影響消除或盡量減小慣性力的不良

2、影響，提高機(jī)械的工作，提高機(jī)械的工作 性能、延長機(jī)械的使用壽命并改善現(xiàn)場的工作環(huán)境。性能、延長機(jī)械的使用壽命并改善現(xiàn)場的工作環(huán)境。 一、機(jī)械平衡的目的及分類機(jī)械平衡的目的及分類 15-1機(jī)械的平衡機(jī)械的平衡 3 3 2 2 機(jī)械平衡的分類機(jī)械平衡的分類 1. 1. 轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)子的平衡 p 剛性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡 工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比小于小于 0.70.7，彈性變形可忽略；，彈性變形可忽略； 利用利用力系平衡理論力系平衡理論解決。解決。 p 撓性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡 工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比工作轉(zhuǎn)速與一階臨界轉(zhuǎn)速之比大于大于 0.70.7 ，撓曲變形

3、不可忽略；，撓曲變形不可忽略； 撓性轉(zhuǎn)子的平衡問題比較復(fù)雜，必須考慮變形（動撓度）對平衡的撓性轉(zhuǎn)子的平衡問題比較復(fù)雜，必須考慮變形（動撓度）對平衡的 影響。影響。 4 4 2. 2. 機(jī)構(gòu)的平衡機(jī)構(gòu)的平衡 若機(jī)構(gòu)中含有作若機(jī)構(gòu)中含有作往復(fù)運(yùn)動往復(fù)運(yùn)動或或一般平面運(yùn)動一般平面運(yùn)動的構(gòu)件，其產(chǎn)的構(gòu)件，其產(chǎn) 生的慣性力、慣性力矩?zé)o法在構(gòu)件內(nèi)部平衡，必須對整個機(jī)生的慣性力、慣性力矩?zé)o法在構(gòu)件內(nèi)部平衡，必須對整個機(jī) 構(gòu)進(jìn)行研究。構(gòu)進(jìn)行研究。 由于各運(yùn)動構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力、慣性力矩可合成為一個由于各運(yùn)動構(gòu)件產(chǎn)生的慣性力、慣性力矩可合成為一個 作用于機(jī)架上的總慣性力及一個總慣性力矩，故可設(shè)法使總作用于機(jī)架上的

4、總慣性力及一個總慣性力矩，故可設(shè)法使總 慣性力與總慣性力矩在機(jī)架上得以完全或部分的平衡。慣性力與總慣性力矩在機(jī)架上得以完全或部分的平衡。 -機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡機(jī)構(gòu)在機(jī)架上的平衡 5 5 二、剛性轉(zhuǎn)子的平衡分析二、剛性轉(zhuǎn)子的平衡分析 1.靜平衡 （1）靜平衡的概念 質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，轉(zhuǎn)動時其偏心質(zhì)量 就會產(chǎn)生慣性力，從而在轉(zhuǎn)動副中引起附加動 壓力。在轉(zhuǎn)子上去掉或加上一些質(zhì)量，使其質(zhì) 心移到回轉(zhuǎn)軸線上，結(jié)果轉(zhuǎn)子的慣性力得以平 衡，即慣性力的合力為零，這就是剛性轉(zhuǎn)子的 靜平衡。 6 6 （2）靜平衡的分析計(jì)算法 轉(zhuǎn)子靜平衡的條件為：各質(zhì)量的質(zhì)徑積的矢 量和等于零； 轉(zhuǎn)子的不平衡量與其轉(zhuǎn)速無關(guān)。 7

5、 7 （3）靜平衡試驗(yàn)法）靜平衡試驗(yàn)法 導(dǎo)軌導(dǎo)軌式平衡架式平衡架 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、精度高，但兩刀口平行、調(diào)整困特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、精度高，但兩刀口平行、調(diào)整困 難，且要求兩軸端直徑相同。一般要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)難，且要求兩軸端直徑相同。一般要經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn) 才能找準(zhǔn)，工作效率低，不適合批量生產(chǎn)。才能找準(zhǔn)，工作效率低，不適合批量生產(chǎn)。 導(dǎo)軌式靜平衡架圓盤式靜平衡架 8 8 2.2.動平衡動平衡 （1 1）動平衡的概念）動平衡的概念 所謂轉(zhuǎn)子的動平衡，不僅要平衡各所謂轉(zhuǎn)子的動平衡，不僅要平衡各 偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還要平衡慣性力偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還要平衡慣性力 所形成的慣性力矩。所形成的慣性力矩

6、。 靜平衡而動不平衡的轉(zhuǎn)子 9 9 （2）動平衡的分析）動平衡的分析 動平衡的條件是：轉(zhuǎn)子內(nèi)各質(zhì)量的離心慣性力矢量 和等于零，且離心 慣性力引起的力偶矩矢量和也 等于零，即F=0和M =0 1)靜平衡只需在一個平面內(nèi)進(jìn)行平衡；動平衡則必須在垂直于軸 線的兩個平面內(nèi)進(jìn)行平 衡。 2)轉(zhuǎn)子滿足了靜平衡，不一定滿足動平衡；若滿足了動平衡，則 一定滿足靜平衡。 結(jié)論： 1010 （3）動平衡試驗(yàn)）動平衡試驗(yàn) 動平衡試驗(yàn)的目的是在動平衡機(jī)上測出轉(zhuǎn)子在兩動平衡試驗(yàn)的目的是在動平衡機(jī)上測出轉(zhuǎn)子在兩 平衡基面上不平衡質(zhì)量的大小和方位，確定所需平衡基面上不平衡質(zhì)量的大小和方位，確定所需 平衡質(zhì)徑積的大小和方位，

7、從而使轉(zhuǎn)子達(dá)到動平平衡質(zhì)徑積的大小和方位，從而使轉(zhuǎn)子達(dá)到動平 衡。衡。 1111 15-2 機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)簡介機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)簡介 問題：速度波動會使運(yùn)動副中產(chǎn)生附加的作 用力，降低機(jī)械效率和工作可靠性； 引起機(jī)械振動，影響零件的強(qiáng)度和壽命； 降低機(jī)械的精度和工藝性能，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。 目的：對機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動必須進(jìn)行調(diào)節(jié)， 使上述不良影響限制在容許范圍之內(nèi)。 一、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的 1212 二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的方法二、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的方法 1.1.對周期性速度波動，可在轉(zhuǎn)動軸上安裝一個質(zhì)量較對周期性速度波動，可在轉(zhuǎn)動軸上安裝一個質(zhì)量較 大的回轉(zhuǎn)體（俗稱飛輪）達(dá)