Материал: 1466

Рис. 2.4. Моментально неуравновешенный ротор

Моментальную неуравновешенность можно устранить, если использовать не менее чем две корректирующие массы, поскольку пару сил можно уравновесить только парой. Расположение корректирующих масс в плоскостях коррекции и их величины должны быть такими, чтобы дисбалансы корректирующих масс составили именно пару. Моменты корректирующих масс и моменты дисбалансов должны быть равны и

Динамически неуравновешенным называется ротор, у которого центр масс находится вне оси вращения и ось инерции наклонена к оси вращения, т.е. rS 0, JXZ 0, JУZ 0. Динамическая неуравновешенность выражается через D и MD. Как известно из курса теоретической механики, данная неуравновешенность может быть выражена двумя скрещивающимися векторами дисбалансов D1 и D2, расположенными в двух плоскостях перпендикулярных оси вращения и вращающихся вместе с ротором. Динамическая неуравновешенность может быть устранена двумя корректирующими массами, расположенными в плоскостях коррекции /1/.

Таким образом, устранение любой неуравновешенности: статической, моментальной и динамической – проводится путем совмещения главной

Балансировка такой системы путем уравновешивания каждой массы отдельной корректирующей массой является нецелесообразной, поскольку в такой системе происходит частичное взаимное уравновешивание дисбалансов /13/.

Зададим две плоскости приведения M и N, перпендикулярные оси вращения z. Пусть плоскость М совпадает с деталью 1, а плоскость N расположена от нее на расстоянии l. К плоскостям M и N приведем дисбалансы D1, D2 и D3 неуравновешенных масс. Для этого заменим каждый из векторов дисбалансов двумя, параллельными ему и расположенными в плоскостях M и N. Для этого используем формулы /13/:

После приведения пространственной системы дисбалансов D1, D2,

D3 были получены две плоские системы, расположенные в плоскостях М и N. Проведем сложение дисбалансов (см. рис.2.5, б,в) для каждой из плоскостей /13/:

i1

Врезультате неуравновешенность заданного ротора была представлена двумя скрещивающимися векторами дисбалансов DM и DM .

Таким образом, представленный на рис. 2.5 ротор может быть уравновешен двумя корректирующими массами. Если разместить корректирующие массы в плоскостях приведения М и N, то они будут являться одновременно и плоскостями коррекции /13/.

Условия полной балансировки данного ротора будут иметь вид

Угловые координаты векторов корректирующих масс необходимо взять с плана дисбалансов (см. рис. 2.5, б, в). Сами корректирующие массы можно определить по формулам /13/:

выбираются из конструктивных возможностей ротора.

Вместо корректирующих масс, при конструктивной возможности, можно убрать (например, высверлить) на линии действия векторов DkM и

Dk N в диаметрально противоположном направлении часть материала ротора, соответствующую корректирующим массам mkM и mkN /13/.

2.4. Балансировка изготовленных роторов

Даже полностью сбалансированный на стадии проектирования ротор после изготовления обладает некоторой неуравновешенностью, вследствии погрешности изготовления, неоднородности материала. Данная неуравновешенность определяется экспериментальным путем и устраняется на специальных балансировочных станках /1/.

Рассмотрим балансировку ротора на балансировочном станке рамного типа. Балансируемый ротор устанавливается на раме балансировочного станка (рис. 2.6) таким образом, чтобы одна из плоскостей коррекции совпадала с плоскостью, содержащей ось колебания рамы О (например, плоскость М). Измеренная при резонансе амплитуда колебаний рамы зависит в таком случае только от дисбаланса в плоскости коррекции N. Главный момент вынуждающей силы, относительно точки О, будет равен /11/

где l – расстояние между плоскостями коррекции; – угловая скорость вращения ротора.

Амплитуда вынужденных колебаний рамы будет пропорциональна амплитуде вынуждающего момента /11/

где k – коэффициент пропорциональности.

Проведем три испытания с измерением амплитуды вынужденных колебаний рамы для того, чтобы определить величину дисбаланса в плоскости N. При первом испытании определим амплитуду А1. При втором испытании установим в плоскости коррекции N в произвольном месте корректирующую массу с дисбалансом Dk , что соответствует

дополнительно силе инерции Фk . Суммарная сила инерции Ф2 ФN Фk даст амплитуду А2. После этого корректирующую массу переместим на 180 при том же значении rk и проведем третье испытание. Получим

а

Ф3

Рис. 2.7. Планы сил и дисбанансов

амплитуду А3, соответствующую силе инерции Ф3 ФN Фk . Отложим силы инерции Ф1 и Ф2 (рис. 2.7).

Чтобы выполнялось условие Фk ФN , необходимо повернуть вектор силы инерции корректирующей массы Фk на угол k против часовой стрелки и изменить величину Dk /2/.

Для всех указанных выше сил инерции коэффициент пропорциональности одинаков. Поэтому можно рассматривать построение на рис. 2.7, а как геометрическое суммирование амплитуд /2/:

A2 A1 Ak ;