Frol_126-262 (1074091), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Статическая неуравновешенность может быгь устранена, если к ротору прикрепить добавочную массу т называемую корректируннаей. Ее надо размесппь с такам расчетом, чтобы Ю,=т,е,= — Ю . Это значит, что центр корректырующей массы должен ыаходыться на ливии действия 05 вектора Ю, а вектор е, должеы быль направлен в сторону, противоположную вектору е . Однако статическую балансировку не всегда удается вьшолвить одной корректырующей массой.
Так, конструкция одноколенчатого вала (рис. 7.7, а) вынуждает применить дае массы, расположевыые 196 в плоскостях коррекции М и К, так как пространство между этими двумя плоскостями должно быть полностью свободно для движения шатуна. В этом случае вектор Л, будет выражать суммарное воздействие обеих корректирующих масс. Следовательно, число и расположение плоскостей коррекции выбирают сообразно конструкции и назначению ротора.
Моментная неуравновешенность имеет место в том случае, когда центр масс Ю ротора находится на оси вращения, а главная центральная ось инерции 1 — 1 ротора наклонена к оси вращения ротора под углом у (рнс. 7.7, б). В этом случае е = О. У Ф О, У„ФО. Следовательно, .0 =О, так что моментика неуравновешенность выражается только лишь главным моментом Яв дисбалансов, т. е. парой дисбалансов ф~, А~Д, которая вращается вместе с ротором. Примером может служить двухколенчатый вал, для которого Ме=Ююй. Опоры А и З нагружены парой сил ~Р~, Уя), векторы которых вращаются вместе с валом. Так как пара уравновешивается только парой, то устранить моментную неуравновешенность можно в том случае, если применить не менее чем две корректирующие массы.
Их расположение в плоскостях коррекции и их величины должны быть такими, чтобы дисбалансы корректирующих масс составили именно пару. Момент Ме, этой пары должен быть равен — Ме. Значит, момент Фс, должен быль направлен противоположно моменту пары фю, ЮмД, т. е. применительно к положению ротора, изображенному на рис. 7.7, б, — против часовой стрелки. 197 Динамическая неуравновешенность является совокупностью двух предыдущих, т.
е. е ФО, У ФО, У„~О. Следовательно, даыамаческая ыеуравыовешеыыость выражае~с~ ~срез Ю~ а Мо. Из теоретическои механики известью, что такая система ыагружеыия эквивалеытаа двум скрещивающимся векторам. Поэтому даыамическая ыеуравыовешеыыость может быль выражена также и другим образом, а именно двумя скрещивающимися векторама дасбалаысов А ы Эь которые расположены в двух плоскостях, перпеыдикулярыых оси вращения, и вращаются вместе с ротором («крест дисбалаысовв). Примером динамически ыеуравыовешеыыого ротора может служить двухколеычатый вал с эксцентрично закреплеыаым ыа ыем круглым диском (рис. 7.8). Опоры А и В нагружены скрещивающимися силами У„и гж векторы которых вращаются вместе с валом. Диыамическую ыеуравыовешеыыость можно устраыить двумя корректирующими массами, расположенными в плоскостях коррекции, перпеыдикулярыых оси вращеыия (см.
9 7.3). Из сказанного следует, что ликвидацая всякой неуравновешенности — и статической, и момеытыой, и даыамической — имеет своим результатом то, что главная центральная ось иаеоцаи ротора соемещаетсл с его осью вращеыия, ила аыалатаческа Ю = О, Мо= О.
В этом случае ротор ыазывают полыостью сбалансированным. Отметим важное свойство такого ротора: если ротор полаостью сбалаысироваы для ыекоторого зыачеыия угловой скоросты со, то оы сохраыыт свою полную сбалансированность пры любой другой угловой скорости, как поспюянной, так и переменной.
т 7.3. ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА РОТОРОВ ПРИ НРОБКТИРОВАНИИ Если эксплуатация машины илы прибора требует примеыеыия полыостью сбалаысироваыыого ротора, а конструкция его такова, что ротор неуравновешен (например, рис. 7.7, 7.В), то балансировку такого ротора надо начать уже при проектировании. Пусть ротор представляет собой совокупность нескольких деталей 1, 2, 3 (рис. 7.9, и), вращающихся, как единое целое. Массы гл, и координаты а;, е, и д; центров масс Я, всех этих деталей известны.
располагая этими сведениями, следует подсчитать дисбалансы неуравновешенных масс по формуле 0~ =т,еь Выполняя балансировку ротора, можно было бы каждой неуравновешенной массе противопоставить свою корректирующую массу. Однако такое решение не является целесообразным, так как в системе ротора почти всегда происходит частичное взаимное уравновешиванне дисбалансов. Поэтому следует применить другой метод. Назначим две плоскости приведения А н В, перпендикулярные оси вращения г.
На рис. 7.9, с плоскостью А выбрана та, в которой движется центр масс Яь а плоскость В удалена от нее на расстояние Ь Приведем к плоскостям А и В дисбалансы Д, Рь Рз всех неуравновешенных масс, т. е. заменим каждый вектор дисбаланса двумя, параллельными ему и расположенными в плоскостях приведения А в В. Для этого используем формулы Юм- — Р„Ь~(, Рв — — Р~аг'~, т. е. применительно к рис. 7.9, гс Рм=Р~Ь|(!=Р~1 Юм' РгЬг~1; Юм=РзЬь!1; Р!Я=Р~а1~!~0; Юм=РгахД Рм=Югаз!Ь (7.10) Рас.
7.9 Врезультате приведеыия пространственная система дисбалансов Ю,, Р, Ю получилась замененной двумя плоскими системами. Сложим дисбалаысы, расположенные в каждой ыз плоскостей (рис. 7.9, б): Юз=ЕЮм=Юы+Югл+Юзл* 'Ю»=ЕРю=Юзв+Юз» (7.11) Таким образом, неуравновешенность заданного ротора можно представить двумя скрещивающимися векторами дисбалансов Ю ы Юе (на рис. 7.9, а не показаны), расположеннымы в плоскостях цриведеыия А и В. Поэтому заданный ротор, как и всякий другой, можно сбалансировать также двумя корректирующими массами.
Если позволяет конструкция, разместим эти массы в плоскостях приведения А и В. Тогда оыи будут одновременно и плоскостями коррекции. »словиями полной балансировки будут Ю,= — Юз, Ю,з= — Ю». Векторы Ю и Ю,з показаны ыа рис. 7.9, а. Их угловые координаты ~р и ср,з следует взять с планов дисбалансов (рис. 7.9, б). Коррехтирующие массы равны зл, = Ю„/е,, т,»= Р,4е,з, где е, и е,»в их эксцеытрыситеты (рис. 7.9, а), назначаемые сообразно конструктивным возможностям ротора.
'Устранение неуравновешенности ротора состоит в том, что корр~тирующие массы т, и т,» должыы быль размещены в плоскостях коррекции А и В в месгах, определяемых координатами гр „ е з и гр,з, е,з. Отметим, что вместо корректирующих масс (противовесов) можно примешпь так называемые «аытипротивовесы». Это значит, что на лиыии действия вектора Ю,з размещается ые корректирузощая масса, а диаметрально противоположно ей из ротора удаляется соответствующее количество материала (удаляется, как говорят, «тяжелое место» ротора).
То же самое можно сделать и в другой плоскости коррекции. Конечно, возможность применения такого приема непосредственно определяется конструкцией ротора. В заключение рассмотрим ротор, размеры которого вдоль оси вращения малы по сравнению с его радиальыыми размерами. Это значит применительно к рис. 7.9, а, что детали 1, 2, 3 расположены весьма близко друг у другу, так что размеры аз и аз малы. Тогда„ согласно формулам (7.10), дисбалансы Юзз и Юз» будут также малыми и ими можно пренебречь. Следовательно, согласно уравнениям (7.11), Ю»=О„так что вся неуравновешенность ротора будет выражаться практически только одним дисбалансом (),, и будет поэтому статической.
А отсюда вытекает, что и балансировка такого ротора с малыми размерами вдоль оси вращеыия долхоза быть 200 статической. Ее можно выполнить одной корректирующей массой, назыачив плоскость коррекции так, чтобы она проходила через центр масс ротора. Добаиым, что при малости размеров а и а, т. е. координат я центров масс оа и о (рис. 7.9, а), центробежные моменты инерции У и У.
ротора будут также малы. Следовательно, согласно уравыению (7.9), малым будет и главный момент дисбалансов Мо такого ротора„так что им можно пренебречь. Это еще раз подтверждает то, что неуравновешенность ротора, имеющего малые размеры вдоль оси вращения, практически будет только статической.
4 7А. СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА ИЗГОТОВЛЕННЫХ РОТОРОВ Полностью сбалансированный при проектировании ротор после изготовления обладает тем ые менее некоторой неуравновешенностью, вызвашюй неоднородностью материала и отклонениями фактических размеров ротора от их номинальных значений. Такая неуравновешенность устраняется в процессе изготовления на специальных балаысировочыых станках. Балансировка может быть как автоматической, так и неавтоматической.
Сначала рассмотрим статическуао и динамическую балансировки, выполняемые в ыеавтоматыческом режиме. Статическая балансировка. В э 7.3 было показано, что для ротаров с малыми размерами вдоль оси вращеыия (шкивы, маховики, диски и т. и.) допустымо ограничиться статической балансировкой. При этом определяется только главный вектор дисбалансов 0 . Если требуется невысокая точность балансировки, то она выполняется в статическом режиме [2, 3, 8, т.
6]. Более точным и перспективыым в отыошениы автоматизации процесса балансировки является способ определения статической неуравновешенности в процессе вращения ротора, т. е. в динамическом режимеее. Одним из примеров оборудования, работа1ощего по этому принципу, служит баланснровочный станок, изображеыыый на рис.
7.10. Неуравновешенный ротор 1, закрепленный на пшинделе 4, вращается с постоянной скоростью ше в подшипыиках, смонтированных в плите 2. Эта плита опирается на станину посредством упругих элементов 3. С плитой 2 с помощью мягкой пружины 5 связана масса 6 сейсмического датчика. Собствеыная частота колебаний массы датчика должна быть значительно ниже частоты «Ц 7.4 написан Г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
