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動(dòng)平衡

動(dòng)平衡

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1、 正文

2、 配圖

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轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 的一個(gè)研究?jī)?nèi)容,指確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡量(離心力和離心力偶,見(jiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng) )的位置和大小并加以消除的操作。不平衡量會(huì)引起轉(zhuǎn)子的橫向振動(dòng) ,并使轉(zhuǎn)子受到不必要的動(dòng)載荷,這不利于轉(zhuǎn)子正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所以,大多數(shù)轉(zhuǎn)子應(yīng)該進(jìn)行動(dòng)平衡。在機(jī)器制造或維修中,動(dòng)平衡成為一道工序。動(dòng)平衡臥式硬支撐雙驅(qū)動(dòng)平衡機(jī)
轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡量是因轉(zhuǎn)子各微段的質(zhì)心不嚴(yán)格處于回轉(zhuǎn)軸線上引起的。各微段因質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線而產(chǎn)生的離心力都垂直于回轉(zhuǎn)軸線。通過(guò)力的合成可把離心力系合成為少數(shù)的集中力,其方向仍垂直于軸線。一般說(shuō),至少要用分別作用于兩個(gè)橫截面上的兩個(gè)集中力才能代表原來(lái)的離心力系。若這兩個(gè)集中力剛好形成力偶,則原來(lái)的不平衡量在轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)時(shí)是無(wú)法察覺(jué)和測(cè)量的;旋轉(zhuǎn)時(shí),力偶才形成橫向干擾并引起轉(zhuǎn)子的振動(dòng)。這種不平衡的效應(yīng)只有在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)中才能察覺(jué)和測(cè)量,所以需要進(jìn)行動(dòng)平衡。與此相對(duì)的靜平衡是指當(dāng)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量很集中以致可以看作一個(gè)垂直于回轉(zhuǎn)軸線的不計(jì)厚度的薄盤時(shí),不需旋轉(zhuǎn)就能進(jìn)行的平衡。其作法是將轉(zhuǎn)子水平放置,偏重的一邊受重力作用會(huì)垂到下方,設(shè)法調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)心的位置,使之位于回轉(zhuǎn)軸線上。
在測(cè)出不平衡的位置和大小后,或是直接將它去掉,或是在它的對(duì)稱方向加上和它相應(yīng)的質(zhì)量來(lái)平衡它的效應(yīng),即通過(guò)去重或配重完成動(dòng)平衡。

根據(jù)轉(zhuǎn)子的變形和質(zhì)量分布的情況,動(dòng)平衡分為剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡和柔性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。
剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡 
對(duì)于工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子,不平衡量引起的變形很小。這種轉(zhuǎn)子可按剛體處理,動(dòng)平衡可在低速下進(jìn)行,稱為剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。在進(jìn)行剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡時(shí),各微段的不平衡量引起的離心慣性力系可以簡(jiǎn)化到任意選定的兩個(gè)截面上去,在這兩個(gè)面上作相應(yīng)的校正(去重或配重)即可完成動(dòng)平衡。為找到兩個(gè)截面上不平衡量的方位和大小可使用動(dòng)平衡機(jī)。常見(jiàn)的動(dòng)平衡機(jī)分為軟支承式和硬支承式兩類,前者檢測(cè)不平衡量引起的振動(dòng);后者檢測(cè)不平衡轉(zhuǎn)子對(duì)支承的作用力。剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡問(wèn)題已解決得較好。目前,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已規(guī)定出各類剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的精度。
柔性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡
超臨界轉(zhuǎn)速工作的轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)速必定通過(guò)臨界轉(zhuǎn)速,這時(shí)不平衡量會(huì)使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生明顯的變形。若轉(zhuǎn)子各微段質(zhì)心對(duì)回轉(zhuǎn)軸線的偏離對(duì)變形有明顯的影響,則轉(zhuǎn)子不能按剛性轉(zhuǎn)子處理,相應(yīng)的動(dòng)平衡稱為柔性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。
方法有兩種:
①振型法。將不平衡量按轉(zhuǎn)子的各階固有振型分解。若動(dòng)平衡時(shí)的轉(zhuǎn)速接近某臨界轉(zhuǎn)速,則這一階固有振型突出于其他各階之上。通過(guò)檢測(cè)該振型,就可找到為消除這一階不平衡分量所需的校正質(zhì)量的大小和應(yīng)放置的位置。逐階進(jìn)行,就可完成動(dòng)平衡。
②影響系數(shù)法。在轉(zhuǎn)子上選定若干個(gè)校正面和若干個(gè)測(cè)量面并進(jìn)行多次運(yùn)轉(zhuǎn)校正。某校正面上單位校正量在一定轉(zhuǎn)速下引起的某測(cè)量面的振動(dòng)就是一個(gè)影響系數(shù)。通過(guò)測(cè)量或計(jì)算求出這些影響系數(shù),便可根據(jù)不平衡量引起的振動(dòng),確定為將各測(cè)量面的振動(dòng)限制在某量值以下,各校正面應(yīng)加配重(或去重)的位置和大小。在這兩個(gè)方法的基礎(chǔ)上還發(fā)展了其他方法,例如振型圓法等。

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在轉(zhuǎn)子兩個(gè)校正面上同時(shí)進(jìn)行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保證轉(zhuǎn)子在動(dòng)態(tài)時(shí)是在許用不平衡量的規(guī)定范圍內(nèi),為動(dòng)平衡又稱雙面平衡。

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