第十五章機械的調(diào)速和平衡

1、第十五章機械的調(diào)速和平衡第十五章機械的調(diào)速和平衡 第一節(jié)機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)第一節(jié)機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié) 第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第一節(jié)機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)第一節(jié)機械運轉(zhuǎn)速度波動的調(diào)節(jié)一、機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法一、機械運轉(zhuǎn)速度波動調(diào)節(jié)的目的和方法 機械在驅(qū)動力機械在驅(qū)動力(矩矩)Pd(Wd)和各種阻力和各種阻力(矩矩) Pr(Wr)作用下運轉(zhuǎn)時，作用下運轉(zhuǎn)時，若每一瞬時都保證驅(qū)動力若每一瞬時都保證驅(qū)動力(矩矩)所做驅(qū)動功所做驅(qū)動功Wd與各種阻力與各種阻力(矩矩)所做的阻所做的阻抗功抗功Wr相等，機械就能保持勻速運轉(zhuǎn)。多數(shù)機械在工作時，并不能相等，機械就能保持勻速運轉(zhuǎn)。

2、多數(shù)機械在工作時，并不能保證任一瞬時驅(qū)動功保證任一瞬時驅(qū)動功Wd與阻抗功與阻抗功Wr總是相等。當總是相等。當Wd Wr時，驅(qū)動力時，驅(qū)動力(矩矩)做功有盈余，出現(xiàn)盈功，機械增速運轉(zhuǎn)做功有盈余，出現(xiàn)盈功，機械增速運轉(zhuǎn);當當Wd 1/5的回轉(zhuǎn)件，如多缸發(fā)動機的曲軸、電動機的回轉(zhuǎn)件，如多缸發(fā)動機的曲軸、電動機的轉(zhuǎn)子、汽輪機的轉(zhuǎn)子以及一些機床主軸等，由于其軸向?qū)挾容^大，的轉(zhuǎn)子、汽輪機的轉(zhuǎn)子以及一些機床主軸等，由于其軸向?qū)挾容^大，其質(zhì)量分布在幾個不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。這時，即使回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心在回其質(zhì)量分布在幾個不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。這時，即使回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸上，但由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平

3、面內(nèi)，轉(zhuǎn)軸上，但由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，所形成的慣性力偶仍使回轉(zhuǎn)件處于不平衡狀態(tài)。由于這種不平衡只有所形成的慣性力偶仍使回轉(zhuǎn)件處于不平衡狀態(tài)。由于這種不平衡只有回轉(zhuǎn)件運動的情況下才能顯示出來，故稱為動不平衡。為了消除動不回轉(zhuǎn)件運動的情況下才能顯示出來，故稱為動不平衡。為了消除動不平衡現(xiàn)象，在設(shè)計時需要首先根據(jù)回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)確定出各個不同回轉(zhuǎn)平平衡現(xiàn)象，在設(shè)計時需要首先根據(jù)回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)確定出各個不同回轉(zhuǎn)平面內(nèi)偏心質(zhì)量的大小和位置，然后計算出為使回轉(zhuǎn)件得到動平衡所需面內(nèi)偏心質(zhì)量的大小和位置，然后計算出為使回轉(zhuǎn)件得到動平衡所需加減的平衡質(zhì)量的數(shù)目、大小和方位，并在回轉(zhuǎn)件設(shè)計圖上

4、加上或相加減的平衡質(zhì)量的數(shù)目、大小和方位，并在回轉(zhuǎn)件設(shè)計圖上加上或相反方向減去這些平衡質(zhì)量，以便使設(shè)計出來的回轉(zhuǎn)件在理論上達到動反方向減去這些平衡質(zhì)量，以便使設(shè)計出來的回轉(zhuǎn)件在理論上達到動平衡，這一過程稱為回轉(zhuǎn)件的動平衡設(shè)計。平衡，這一過程稱為回轉(zhuǎn)件的動平衡設(shè)計。下一頁上一頁返回第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡三、回轉(zhuǎn)件的平衡試驗三、回轉(zhuǎn)件的平衡試驗 經(jīng)過上述平衡設(shè)計的剛性回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的，但是經(jīng)過上述平衡設(shè)計的剛性回轉(zhuǎn)件在理論上是完全平衡的，但是由于制造和裝配誤差及材質(zhì)不均勻等原因，實際生產(chǎn)出來的回轉(zhuǎn)件在由于制造和裝配誤差及材質(zhì)不均勻等原因，實際生產(chǎn)出來的回轉(zhuǎn)件在運轉(zhuǎn)時還會出現(xiàn)

5、不平衡現(xiàn)象，由于這種不平衡現(xiàn)象在設(shè)計階段是無法運轉(zhuǎn)時還會出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象，由于這種不平衡現(xiàn)象在設(shè)計階段是無法確定和消除的，因此需要用試驗的方法對其做進一步平衡解決。剛性確定和消除的，因此需要用試驗的方法對其做進一步平衡解決。剛性回轉(zhuǎn)件的平衡試驗可分為靜平衡試驗和動平衡試驗?；剞D(zhuǎn)件的平衡試驗可分為靜平衡試驗和動平衡試驗。 下一頁上一頁返回第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡1.靜平衡試驗靜平衡試驗 對于寬徑比對于寬徑比l/D 1 /5的回轉(zhuǎn)件，一般只需進行靜平衡，可不必進的回轉(zhuǎn)件，一般只需進行靜平衡，可不必進行動平衡試驗校正行動平衡試驗校正)靜平衡試驗在靜平衡架上進行，靜平衡試驗在靜平衡架上進行，

6、圖圖15-7(a)所示為所示為常用的導軌式靜平衡架，其主要部分為兩根互相平行的鋼制刀口形導常用的導軌式靜平衡架，其主要部分為兩根互相平行的鋼制刀口形導軌軌(也有棱柱形和圓柱形也有棱柱形和圓柱形)安裝在同一水平面內(nèi)。試驗時將回轉(zhuǎn)件的軸安裝在同一水平面內(nèi)。試驗時將回轉(zhuǎn)件的軸放置在導軌上，如回轉(zhuǎn)件質(zhì)心放置在導軌上，如回轉(zhuǎn)件質(zhì)心S不在通過回轉(zhuǎn)軸線的鉛直面內(nèi)，則由不在通過回轉(zhuǎn)軸線的鉛直面內(nèi)，則由于重力對回轉(zhuǎn)軸線的力矩作用，回轉(zhuǎn)件將在導道上發(fā)生滾動。直到停于重力對回轉(zhuǎn)軸線的力矩作用，回轉(zhuǎn)件將在導道上發(fā)生滾動。直到停止運動，質(zhì)心即在最低位置止運動，質(zhì)心即在最低位置(由于接觸處有滾動摩擦影響，故稍有偏由于接觸

7、處有滾動摩擦影響，故稍有偏差，可用反向滾動后再確定質(zhì)心位置的方法來校正差，可用反向滾動后再確定質(zhì)心位置的方法來校正)，由此便可確定，由此便可確定質(zhì)心的偏移方向。然后再用橡皮泥或其他方法在質(zhì)心的相反方向加一質(zhì)心的偏移方向。然后再用橡皮泥或其他方法在質(zhì)心的相反方向加一適當?shù)钠胶赓|(zhì)量，并逐漸調(diào)整其大小或徑向位置。當該回轉(zhuǎn)件在任意適當?shù)钠胶赓|(zhì)量，并逐漸調(diào)整其大小或徑向位置。當該回轉(zhuǎn)件在任意位置都能保持靜止不動時，所加平衡質(zhì)量與其回轉(zhuǎn)半徑的乘積即為該位置都能保持靜止不動時，所加平衡質(zhì)量與其回轉(zhuǎn)半徑的乘積即為該回轉(zhuǎn)件達到靜平衡所需加的質(zhì)徑積回轉(zhuǎn)件達到靜平衡所需加的質(zhì)徑積(它能夠表達回轉(zhuǎn)件上各質(zhì)量在同它能夠

8、表達回轉(zhuǎn)件上各質(zhì)量在同一轉(zhuǎn)速下離心力的大小和方向一轉(zhuǎn)速下離心力的大小和方向)的大小。根據(jù)情況也可在徑向相反位的大小。根據(jù)情況也可在徑向相反位置按同等大小的質(zhì)徑積去掉質(zhì)量使回轉(zhuǎn)件達到靜平衡。置按同等大小的質(zhì)徑積去掉質(zhì)量使回轉(zhuǎn)件達到靜平衡。下一頁上一頁返回第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡 導軌式靜平衡架簡單可靠，精度也能滿足一般生產(chǎn)需要。其缺導軌式靜平衡架簡單可靠，精度也能滿足一般生產(chǎn)需要。其缺點是導軌需要互相平行，且在同一水平面內(nèi)，故安裝、調(diào)試要求較高。點是導軌需要互相平行，且在同一水平面內(nèi)，故安裝、調(diào)試要求較高。另外，它不能平衡兩端軸徑不等的回轉(zhuǎn)件。另外，它不能平衡兩端軸徑不等的回轉(zhuǎn)件。

9、2.動平衡試驗動平衡試驗 對于寬徑比對于寬徑比l/D 1/5的回轉(zhuǎn)件，以及有特殊要求的重要回轉(zhuǎn)件必的回轉(zhuǎn)件，以及有特殊要求的重要回轉(zhuǎn)件必須進行動平衡。須進行動平衡。 進行動平衡試驗需要使用動平衡試驗機。試驗時，讓回轉(zhuǎn)件在動進行動平衡試驗需要使用動平衡試驗機。試驗時，讓回轉(zhuǎn)件在動平衡機上運轉(zhuǎn)，并在兩個選定的平面內(nèi)分別找出所需的平衡質(zhì)徑積的平衡機上運轉(zhuǎn)，并在兩個選定的平面內(nèi)分別找出所需的平衡質(zhì)徑積的大小和方位大小和方位;然后分別在兩個平面內(nèi)各加上或減去適當?shù)钠胶赓|(zhì)量，然后分別在兩個平面內(nèi)各加上或減去適當?shù)钠胶赓|(zhì)量，使回轉(zhuǎn)件達到動平衡。使回轉(zhuǎn)件達到動平衡。下一頁上一頁返回第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)

10、件的平衡 圖圖15一一8所示為電測式動平衡機的原理示意圖，它是軟支撐動平所示為電測式動平衡機的原理示意圖，它是軟支撐動平衡機，由驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)衡機，由驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子支撐系統(tǒng)(擺架擺架)和振動測量系統(tǒng)三部分組成。和振動測量系統(tǒng)三部分組成。驅(qū)動系統(tǒng)由電動機經(jīng)帶傳動和萬向節(jié)，帶動轉(zhuǎn)子以選定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。驅(qū)動系統(tǒng)由電動機經(jīng)帶傳動和萬向節(jié)，帶動轉(zhuǎn)子以選定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子的支撐架由彈簧片懸吊，構(gòu)成一個雙擺架勢彈性振動系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子的支撐架由彈簧片懸吊，構(gòu)成一個雙擺架勢彈性振動系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子上的偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力，驅(qū)使支撐架沿水平方向振動，再上的偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力，驅(qū)使支撐架沿水平方向振動

11、，再通過傳感器將此振動量變換為電信號。通過傳感器將此振動量變換為電信號。下一頁上一頁返回第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡第二節(jié)回轉(zhuǎn)件的平衡 測振系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)傳感器送來的振動信號，測出轉(zhuǎn)子不平衡測振系統(tǒng)的任務(wù)是根據(jù)傳感器送來的振動信號，測出轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量的大小和方向。傳感器拾得的振動信號首先進入面的分離電路，質(zhì)量的大小和方向。傳感器拾得的振動信號首先進入面的分離電路，以消除左、右兩面間的相互影響，然后將信號放大和選頻，使其頻率以消除左、右兩面間的相互影響，然后將信號放大和選頻，使其頻率與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的頻率相同。此時，信號分為兩路，一路經(jīng)整流電路檢出與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的頻率相同。此時，信號分為兩路，一路經(jīng)整流電路檢出幅度大小，并由電流表指示出來，其值即表示不平衡質(zhì)徑積的大小幅度大小，并由電流表指示出來，其值即表示不平衡質(zhì)徑積的大小;另一路經(jīng)脈沖電路，將正弦波變?yōu)榉讲?，再?jīng)微分得到負脈沖去觸發(fā)另一路經(jīng)脈沖電路，將正弦波變?yōu)榉讲?，再?jīng)微分得到負脈沖去觸發(fā)閃光管，