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文檔簡介

1、二、機(jī)械平衡的分類二、機(jī)械平衡的分類機(jī)械平衡可分為轉(zhuǎn)子平衡與機(jī)構(gòu)平衡兩類:轉(zhuǎn)子平衡轉(zhuǎn)子是指繞固定軸線回轉(zhuǎn)地構(gòu)件(鋁合金車輪安裝在汽車上時(shí)就為轉(zhuǎn)子),此種構(gòu)件的慣性力和慣性力矩的平衡問題即為轉(zhuǎn)子平衡問題。機(jī)構(gòu)平衡對(duì)于整個(gè)機(jī)構(gòu)而言,所有構(gòu)件的慣性力和慣性力矩,可以合成為通過機(jī)構(gòu)總重心的總慣性力和總慣性力矩。它們可被部分或完全的平衡。有關(guān)它們的平衡問題即為構(gòu)件 的平衡問題(車輪和輪胎及軸安裝在一起的機(jī)構(gòu)平衡問題就是機(jī)構(gòu)平衡問題)第1頁/共20頁三、機(jī)械平衡的方法三、機(jī)械平衡的方法研究機(jī)械平衡的方法,一般分為:計(jì)算法試驗(yàn)法計(jì)算法又分為圖解法和解析法,圖解法簡單方便;解析法結(jié)果準(zhǔn)確,它們皆用于各不平衡質(zhì)

2、量大小及質(zhì)心位置已知的情況下。試驗(yàn)法主要適用于各不平衡質(zhì)量大小及質(zhì)心位置未知的情況下或雖經(jīng)計(jì)算法加平衡配重平衡,但實(shí)際由于材質(zhì)的不均勻、安裝制造誤差等原因,往往仍達(dá)不到預(yù)期的要求時(shí)可用試驗(yàn)法對(duì)其進(jìn)行平衡。第2頁/共20頁三、轉(zhuǎn)子平衡三、轉(zhuǎn)子平衡由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(設(shè)計(jì))、材料不均勻(內(nèi)在材質(zhì))、制造和安裝誤差(加工及使用)等原因,均會(huì)引起偏心(質(zhì)心偏離形心)。由于偏心將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心慣性力,從而使轉(zhuǎn)子處于不平衡狀態(tài)。在轉(zhuǎn)子上加減配重,以改善轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布,從而保證轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),由不平衡而引起的振動(dòng)或振動(dòng)力減小到允許范圍內(nèi)的措施稱為轉(zhuǎn)子平衡(車輪的平衡過程就為轉(zhuǎn)子的平衡)根據(jù)轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)

3、量的分布情況,轉(zhuǎn)子的平衡可分為靜平衡和動(dòng)平衡。第3頁/共20頁1 1、靜平衡、靜平衡 一般機(jī)械中,當(dāng)轉(zhuǎn)子的直徑和寬度之比LD/5,且轉(zhuǎn)速較低時(shí),可近似認(rèn)為其質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi),如下圖所示,對(duì)于這類寬度不大的轉(zhuǎn)子(如齒輪、盤形凸輪、飛輪、帶輪等),其離心慣性力矩近似為零,故僅只消除離心慣性力即可達(dá)到平衡。為此可采取改善轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布,使其質(zhì)心位于旋轉(zhuǎn)軸線的措施達(dá)到平衡,這稱為轉(zhuǎn)子的靜平衡(也稱為單面平衡) LDSe第4頁/共20頁2 2、動(dòng)平衡、動(dòng)平衡 對(duì)于寬度較大的一類轉(zhuǎn)子(LD/5),如多缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、機(jī)床主軸、渦輪機(jī)、和電機(jī)的轉(zhuǎn)子等或轉(zhuǎn)速特別高時(shí),其質(zhì)量分布不能認(rèn)為分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi),

4、而可看作分布在沿軸向互相平行的的若干回轉(zhuǎn)面內(nèi)(如圖所示),在此情況下,即轉(zhuǎn)子質(zhì)心S在其軸線上,也會(huì)形成慣性力矩(如圖F1與F2形成的力矩),使轉(zhuǎn)子處于不平衡狀態(tài)。此種不平衡狀態(tài)可通過在垂直轉(zhuǎn)子軸線的兩個(gè)平面(校正平面)內(nèi),加(減)平衡配重,而達(dá)到平衡。這種改善轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布,使其慣性力和慣性力矩均被平衡的措施,稱為轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡(也稱為雙面平衡) LSF1F2M2M1第5頁/共20頁3 3、動(dòng)、靜平衡的關(guān)系、動(dòng)、靜平衡的關(guān)系 通過上面的介紹我們可以知道,由于動(dòng)平衡同時(shí)滿足靜平衡的條件(慣性離心力),故經(jīng)過動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子一定能保證靜平衡,但經(jīng)過靜平衡的轉(zhuǎn)子卻不一定能保證動(dòng)平衡。4、轉(zhuǎn)子平衡的計(jì)算(1)

5、靜平衡計(jì)算 我們上面已經(jīng)介紹過對(duì)于軸向?qū)挾炔淮蟮霓D(zhuǎn)子,其質(zhì)量可近似認(rèn)為分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)。當(dāng)此轉(zhuǎn)子等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)這些質(zhì)量產(chǎn)生的離心慣性力構(gòu)成一相交于轉(zhuǎn)動(dòng)中心的平面匯交力系,若該力系不平衡則它們的合力Fi不等于零。由平面匯交力系的平衡條件可知若欲使其平衡只要在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)加(減)一校正質(zhì)量使其產(chǎn)生的離心慣性力Fb與原有質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力之和等于零。則成為平衡力系,轉(zhuǎn)子即處于平衡狀態(tài),故其平衡條件為F= Fb+ Fi=0第6頁/共20頁4、轉(zhuǎn)子平衡的計(jì)算由于Fmr*故可以得到下面等式:Mr=mbrb+ miri=0式中:m,r分別為轉(zhuǎn)子的總質(zhì)量和總質(zhì)心的向徑;MB,rb分別為校正質(zhì)量及質(zhì)心的向徑;

6、mi,ri分別為原有各質(zhì)量及質(zhì)心的向徑。質(zhì)量與其質(zhì)心的乘積稱為質(zhì)徑積,它是矢量,相對(duì)表達(dá)了各質(zhì)量在同一轉(zhuǎn)速下產(chǎn)生的離心慣性力的大小和方向,是轉(zhuǎn)子平衡的重要參數(shù)。由此可見離心力不是取決于質(zhì)量和向徑,而是取決于二者的乘積。轉(zhuǎn)子平衡的條件:分布于該轉(zhuǎn)子上各質(zhì)量的離心力的向量和等于零,或只徑積的向量和等于零。(1)靜平衡計(jì)算第7頁/共20頁4、轉(zhuǎn)子平衡的計(jì)算對(duì)于軸向?qū)挾燃哟蟮霓D(zhuǎn)子,其質(zhì)量分布應(yīng)看作分布于沿軸向的若干互相平行的回轉(zhuǎn)面內(nèi)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力系不再是平面匯交力系而是一空間力系,但其原理及計(jì)算方法于靜平衡基本相似,只是其多了一項(xiàng):慣性離心力力矩,具體的計(jì)算這里就不再詳細(xì)闡述了總之,質(zhì)量分

7、布在不同回轉(zhuǎn)面內(nèi)的轉(zhuǎn)子,只要分別在選定的兩個(gè)校準(zhǔn)平面內(nèi)各加上適當(dāng)?shù)钠胶馀渲?,就能達(dá)到完全平衡。這種平衡(動(dòng)平衡)的條件為:轉(zhuǎn)子上各質(zhì)量的離心慣性力的向量和等于零,同時(shí)離心慣性力引起的力偶矩的向量和也等于零。(2)動(dòng)平衡的計(jì)算第8頁/共20頁四、車輪平衡問題1、車輪平衡的分類車輪平衡為一種旋轉(zhuǎn)體平衡問題(轉(zhuǎn)子平衡問題),其遵守轉(zhuǎn)子平衡的分類標(biāo)準(zhǔn)。(1)靜平衡,對(duì)于軸向?qū)挾容^小的車輪其平衡為靜平衡(摩托車車輪一般按靜平衡處理)。靜不平衡量的表達(dá)方式,例如:A、小于30g,其意義為靜平衡,平衡塊位置已經(jīng)確定;B、小于600g.cm,其意義為靜平衡,平衡塊位置未確定(2)動(dòng)平衡,對(duì)于軸向?qū)挾容^大的車輪

8、其平衡一般以動(dòng)平衡處理(汽車車輪一般按動(dòng)平衡處理)動(dòng)平衡表達(dá)方式舉例:內(nèi)側(cè)小于20g,外側(cè)小于40g,內(nèi)外側(cè)和小于50g,其意義為動(dòng)平衡,平衡塊位置已經(jīng)確定第9頁/共20頁四、車輪平衡問題2、車輪平衡的檢測方法車輪不平衡量的檢測一般用平衡機(jī)檢測,其檢測過程中需注意:(1)檢測時(shí)應(yīng)輸入?yún)?shù):輪輞類型(JJ、J、B等類型)平衡模式、車輪直徑、車輪寬度及內(nèi)輪緣的位置參數(shù)(主要目的是確定校準(zhǔn)平面位置和平衡塊安裝位置)(2)影響檢測精度的主要因素有: A:平衡機(jī)的準(zhǔn)確性(主軸精度); B:測量參數(shù)的正確性(按車輪標(biāo)準(zhǔn)輸入相應(yīng)參數(shù)); C:車輪安裝方法的正確性(目前平衡機(jī)的定位方式主要有,中心孔定位及蓋口

9、定位兩種方式,其要求安裝時(shí)必須保證車輪定位部分與平衡機(jī)定位工裝完全配合且必須保證“正”)(3)車輪平衡機(jī)的準(zhǔn)確性主要體現(xiàn)在:重復(fù)性和穩(wěn)定性一定要好(平衡質(zhì)量和平衡位置);線性要好,線性標(biāo)定(校準(zhǔn))方法一定要正確。第10頁/共20頁四、車輪平衡問題2、車輪平衡的檢測方法(3)檢測時(shí)要注意不要魯莽作業(yè),那不但會(huì)造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確還會(huì)直接影響平衡機(jī)的檢測精度甚至對(duì)被檢測車輪造成損壞(磕碰傷、墊傷中心孔或安裝面,現(xiàn)代產(chǎn)品試做送樣時(shí)就曾經(jīng)出現(xiàn)過安裝面批量墊傷事件)3、車輪的平衡模式根據(jù)平衡塊粘貼的位置不同(即加平衡配重的位置不同)可以把車輪平衡分為下面幾種模式:第11頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪

10、的平衡模式 normal(如381、481、078、761輪型都為此模式)第12頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪的平衡模式Alu1第13頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪的平衡模式 Alu2(如181-1570、108-67產(chǎn)品為此模式)第14頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪的平衡模式 Alu3(488-775、146產(chǎn)品為此模式)第15頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪的平衡模式Alu4第16頁/共20頁四、車輪平衡問題3、車輪的平衡模式Alu5第17頁/共20頁四、車輪平衡問題4、影響車輪不平衡量的主要因素:(1)結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性,這主要是指車輪模具在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮車輪的結(jié)構(gòu)對(duì)稱性,或者模具在長期的使用過程中由于磨損其結(jié)構(gòu)有了明顯的變化造成整個(gè)旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,致使整個(gè)車輪的幾何形心與車輪的質(zhì)量重心不重合而產(chǎn)生不平衡量(2)材料密度的不均勻性,這主要指的是車輪材料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)存在著不同(如局部大的縮松、渣孔等),造成密度的不均勻,致使車輪形心與質(zhì)心不重合從而

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