动平衡与静平衡理论的方法及区别
动平衡与静平衡理论的方法及区别
动平衡与静平衡理论的方法及区别
动平衡和静平衡理论是物理学中研究物体力学平衡的两种方法。
它们
之间的区别主要在于研究对象的特点和研究方法。
动平衡理论主要研究物体在受力作用下的运动状态,并通过分析力学
原理来研究物体的平衡问题。
动平衡理论适用于物体受到外力的作用而产
生运动的情况。
在研究物体的动平衡问题时,我们需要考虑物体所受到的
力的大小、方向和作用点,以及物体的质量和几何形状等因素。
动平衡理
论可以通过牛顿运动定律和受力分析来解决物体的平衡问题。
动平衡理论
在工程设计、航天科学和机械工程等领域有着广泛的应用。
静平衡理论主要研究物体在受力作用下的静止状态,并借助静力学的
原理来研究物体的平衡问题。
静平衡理论适用于物体受到外力的作用而不
产生运动的情况。
在研究物体的静平衡问题时,我们仍然需要考虑物体所
受到的力的大小、方向和作用点,以及物体的质量和几何形状等因素。
静
平衡理论可以通过受力分析和力矩分析来解决物体的平衡问题。
静平衡理
论在建筑结构、桥梁工程和材料力学等领域有着广泛的应用。
动平衡与静平衡理论的区别主要体现在研究对象的特点和研究方法上。
动平衡理论研究物体在受力作用下的运动状态,着重分析物体的加速度、
速度和位移等动力学量,通过应用力学原理来解决平衡问题。
而静平衡理
论研究物体在受力作用下的静止状态,主要分析物体所受到的力和力矩,
通过静力学的原理来解决平衡问题。
什么是动平衡? 什么是静平衡?
什么是动平衡?什么是静平衡?发布日期:2010-5-25 13:13:46常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡(Dynamic Balancing )在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。
动平衡和静平衡
动平衡和静平衡一. 静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,称为静平衡又称单面平衡。
二. 动平衡在转子两个或者两个以上校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,称为动平衡又称双面或者多面平衡。
三、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省功、省力、省费用。
那么如何进行转子平衡型式的确定呢?需要从以下几个因素和依据来确定:1.转子的几何形状、结构尺寸,特别是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值,以及转子的支撑间距等。
2.转子的工作转速关转子平衡技术要求的技术标准,如GB3215、API610、GB9239和ISO1940等。
3.转子做静平衡的条件在GB9239平衡标准中,对刚性转子做静平衡的条件定义为:如果盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小,从而可忽略偶不平衡(动平衡),这时可用一个校正面校正不平衡即单面(静)平衡,对具体转子必须验证这些条件是否满足。
在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后,就可求得最大的剩余偶不平衡量,并除以支撑距离。
如果在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半,则采用单面(静)平衡就足够了。
从这个定义中不难看出转子只做单面(静)平衡的条件主要有三个方面:(1)一个是转子几何形状为盘状;(2)一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大;(3)再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。
对以上三个条件作如下说明:(1)何谓盘状转子主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。
在API610标准中规定D/b<6时,转子只做单面平衡就可以了;D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定,但不能绝对化,因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。
动平衡 静平衡
动平衡和静平衡是两种不同的平衡技术,它们在工程和物理学中有着广泛的应用。
首先,我们来了解一下静平衡。
静平衡是指物体在静止状态下所达到的平衡状态。
在这种情况下,物体受到的重力与支持力是一对平衡力,使得物体保持静止状态。
为了实现静平衡,我们需要确保物体的重心与支持点在同一垂直线上。
如果重心和支点不重合,那么物体就会发生倾斜,直到达到新的平衡状态。
在机械工程中,静平衡主要用于确定物体在静止状态下的稳定位置。
接下来是动平衡。
动平衡是指物体在运动状态下所达到的平衡状态。
当物体在旋转时,由于质量分布不均匀或形状不对称,会导致惯性力和离心力之间的不平衡,这种不平衡会引起振动和噪声等不良影响。
为了消除这些不良影响,我们需要对物体进行动平衡测试和调整。
动平衡测试通常在旋转机械上进行,例如汽车轮胎、电机转子等。
通过测试和调整,可以使得惯性力和离心力之间的不平衡最小化,从而降低振动和噪声,提高机械设备的稳定性和可靠性。
在实际应用中,动平衡和静平衡并不是孤立存在的,它们常常是相互关联的。
例如,在航空领域中,飞机的起飞和降落需要考虑到静平衡和动平衡的因素。
飞机的重心位置必须符合静平衡的要求,以确保飞机在静止状态下保持稳定。
同时,飞机在飞行过程中需要保持动平衡,以确保飞行安全和舒适性。
因此,飞行员需要根据实际情况进行适当的调整和控制,以实现最佳的飞行效果。
总之,动平衡和静平衡是两种重要的平衡技术,它们在工程和物理学中具有广泛的应用价值。
通过了解和掌握这两种平衡技术,我们可以更好地解决实际问题和提高生产效率。
动平衡与静平衡
什么是动平衡?什么是静平衡?常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡(Dynamic Balanci ng )在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
动平衡和静平衡理论的方法和区别
动平衡和静平衡理论的方法和区别动平衡是指物体在外力作用下保持匀速直线运动或匀速圆周运动的状态。
动平衡可以从牛顿第一定律出发进行推导,即“一个物体如果受到合力为零的作用,将保持静止或匀速直线运动的状态”。
在实际问题中,可以通过分析物体所受合力的大小、方向和作用点来判断其动平衡的情况。
一般来说,如果物体所受合力的大小为零,则物体处于动平衡状态。
动平衡的方法包括力的合成和分解、牛顿第一定律和牛顿第二定律的应用等。
在力的合成和分解中,可以将合力分解为两个相互垂直的分力,其中一个分力与物体的运动方向相同,另一个分力与物体的运动方向垂直。
这样,在保持动平衡的情况下,物体可以分别受到这两个分力的作用,实现匀速直线运动或匀速圆周运动。
静平衡是指物体在外力作用下保持静止的状态。
从动平衡的概念可以推导出静平衡的条件,即“一个物体如果受到合力为零的作用,并且所受合力的力矩也为零,则物体将保持静止的状态”。
静平衡的条件可以通过分析物体所受合力的大小、方向和作用点以及力矩的大小、方向和作用点来判断。
静平衡的方法包括力和力矩的平衡、杆和支点的平衡等。
在力和力矩的平衡中,可以通过平衡条件分析物体所受合力和合力矩的大小、方向和作用点。
只有当合力和合力矩都为零时,物体才能处于静平衡状态。
在杆和支点的平衡中,可以通过分析杆的受力情况、支点的约束条件以及转动平衡方程来判断物体是否处于静平衡状态。
1.运动状态:动平衡是指物体在外力作用下保持匀速直线运动或匀速圆周运动的状态,而静平衡是指物体在外力作用下保持静止的状态。
2.力的平衡条件:动平衡的力平衡条件是合力为零,即物体所受合力的大小为零;静平衡的力平衡条件是合力为零,即物体所受合力的大小为零,并且合力的力矩也为零。
3.运动轨迹:动平衡的运动轨迹可以是直线或圆周,具体取决于物体所受合力的方向;静平衡的运动轨迹为静止,即物体不发生位移。
4.分析方法:动平衡的分析方法主要涉及力的合成和分解、牛顿第一定律和牛顿第二定律的应用等;静平衡的分析方法主要涉及力和力矩的平衡、杆和支点的平衡等。
动平衡与静平衡
什么是动平衡?什么是静平衡?常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的围。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定围,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡(Dynamic Balancing )在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定围,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。
使转子在正常安装与运转条件下进行平衡通常称为“现场平衡”。
动平衡与静平衡
什么是动平衡?什么是静平衡?常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡(Dynamic Balancing )在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。
使转子在正常安装与运转条件下进行平衡通常称为“现场平衡”。
动平衡与静平衡理论的方法及区别
(将3Ⅰ) 、分Ⅱ解平为面对内称的及反A 、对B称力不同平时衡平力移(到图某3任-一8)个
点0上,由矢量三角形 、可以看出:;
A As AD
B Bs BD
As
Bs
1
(
A
2
B)
1
AD
BD
意(垂直于轴线)平面上的相应位置加二
个对称的共面平衡重量平衡静不平衡量,
在另一相应位置加上二个反对称的共面平
衡重量平衡动不平衡量,这样转子亦可获
得平衡。
5. 不ห้องสมุดไป่ตู้衡振动的初步分析
平衡转子前对振动(振幅和相位)进行初步分 析十分必要。
刚性转子的任一不平衡离心力均可分解为任 选二平面上的一对对称力及一对反对称力.同理, 振动也可分解为一对对称分振动及一对反对称分 振动。
、F12
为
A
;迭加
F12
、F22
为
B 显而易见,作用在Ⅰ、Ⅱ平面上的 A 、B
两力与不平衡离心力
F1
、F2 等效。
如果转子上有多个不平衡离心力存在,亦可同样 分 都解只到有该两选个定不的平衡Ⅰ合、力Ⅱ(平面A 上、再B 合)成(,Ⅰ最、终Ⅱ结平果 面 单上了各,一即个仅)分。别到在此Ⅰ校、正Ⅱ转平子面不不平平衡衡的合任力务A就、B简 的对侧(反方向)加重(或去重),使其产生的
去重),使转子获得平衡
(二)动不平衡 假设有一个具有两个平 面的转子的重心位于同一转轴 平面的两侧,且m1r1=m2r2, 整个转子的质心Mc仍恰好位于 轴线上(图3-3),显然,此 时转子是静平衡的。但当转子 旋转时,二离心力大小相等、 方向相反,组成一对力偶,此 力偶矩将引起二端轴承产生周 期性变化的动反力,其数值为:
静平衡与动平衡理论与方法及区别_图文
然后在l平衡平面内加试重P,再将转子启动升速至
平衡试验转速,同样测取诸测点处的振幅AiI、相位aiI, 其次将试重P依次移加到第Ⅱ、Ⅲ直到第(q—1)平衡
平面上,逐次将转子启动升速至平衡试验转速,每次在P
个测点处测取不平衡振动振幅Aij和相位角aij,对于平衡 平面j而言,它对各测点的影响系数为:
(一)根据经验公式求得试加重量大小
上式对n=3000r/min机组较为合适,
式中
A0—原始振幅(μm); R—加重半径(mm); W—转子重量 (Kg)
(二) 试加重量位置(方位)选择的原则
到目前为止,试加重量的方位选择主要依靠 经验
• 一般其不平衡重量超前测振点130~150º。
•刚性转子可以盘动几次,以静止位置来试加重 量。
静平衡与动平衡理论与方法及区别_图文.ppt
(二)动不平衡 假设有一个具有两个平 面的转子的重心位于同一转轴 平面的两侧,且m1r1=m2r2, 整个转子的质心Mc仍恰好位于 轴线上(图3-3),显然,此 时转子是静平衡的。但当转子 旋转时,二离心力大小相等、 方向相反,组成一对力偶,此 力偶矩将引起二端轴承产生周 期性变化的动反力,其数值为:
刚性转子的任一不平衡离心力均可分解为任 选二平面上的一对对称力及一对反对称力.同理, 振动也可分解为一对对称分振动及一对反对称分 振动。
若在二支承转子两端测得A侧振动值为 、B侧振
动值为 。将二振动矢量移动交于一点0,再
将 、 顶点连线的中点与0点相联,即得:
则
初步分析 、 及 、 的数值及相位,就能判断
由以上讨论可知,与在二个平面内加
二个平衡重量的结果相同,亦可在二个任
意(垂直于轴线)平面上的相应位置加二
转子的动平衡和静平衡
转子的动平衡和静平衡1、定义1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,动平衡要比静动平衡容易做,省功、省力、省费用。
那么如何进行转子平衡型式的确定呢?需要从以下几个因素和依据来确定:1)转子的几何形状、结构尺寸,特别是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值,以及转子的支撑间距等。
2)转子的工作转速。
3)有关转子平衡技术要求的技术标准,如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。
3、转子做静平衡的条件在GB9239-88平衡标准中,对刚性转子做静平衡的条件定义为:"如果盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小,从而可忽略偶不平衡(动平衡),这时可用一个校正面校正不平衡即单面(静)平衡,对具体转子必须验证这些条件是否满足。
在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后,就可求得最大的剩余偶不平衡量,并除以支撑距离。
如果在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半,则采用单面(静)平衡就足够了?quot;从这个定义中不难看出转子只做单面(静)平衡的条件主要有三个方面:一个是转子几何形状为盘状;一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大;再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。
对以上三个条件作如下说明:1)何谓盘状转子主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。
在API610第八版标准中规定D/b<6时,转子只做单面平衡就可以了;D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定,但不能绝对化,因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。
动平衡与静平衡
动平衡与静平衡————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ什么是动平衡?什么是静平衡?常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
ﻫ2)动平衡(Dynamic Balancing )ﻫ在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
ﻫ现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
静平衡与动平衡
静平衡与动平衡1. 质量中心(质点定义)此点周围的静态质量力矩为零。
可用下列关系表示:m r i i∑=0 式中,i m --各部分质量,i r --每部分质量与质点之间的距离矢量。
计算实例:我们可看出:1132575gr mm m r ==⋅⋅⨯2217575 gr mm m r ==⋅⋅⨯2. 惯性轴(定义)围绕其周围质量力矩之和为零的一条直线。
根据定义可得出如下公式:m r i i∑=0 式中,i m --各部分质量,i r --各部分质量与惯性轴的垂直距离。
从惯性轴的定义可得出惯性轴与不平衡量的如下关系:如果一物体的惯性轴与旋转轴是重叠在一起,则此物体的不平衡量为零。
也就是说当一物体的质量平均分布在旋转轴也就是惯性轴的周围,则此物体处于平衡状态。
3. 不平衡量的定义质量在旋转轴周围分布不均。
当一个旋转件的质量没有均匀的分布在旋转轴周围,就产生了不平衡量。
从这个定义可清楚看出没有确定旋转轴,不平衡量就无从谈起。
此旋转轴只是质量均匀分布在其周围的假设中的一根轴。
如下图所示:平衡位置 不平衡位置 每个转子可分成很多不同的部分(垂直旋转轴的方向),每个部分有自己单独的不平衡量,我们将局部不平衡量(每个部分的)的表达式定义如下:j j i r m U ⋅=∑式中,i U --i 部分的不平衡量(用垂直旋转轴方向的矢量来表示),j m --I 部分每个足够小的块的质量,j r --每小块与旋转轴之间的距离,符号∑表示矢量的叠加。
从每部分的不平衡量的定义可清楚看出不平衡量是静态质量根据与旋转轴之间的距离计算出来的力矩。
总不平衡量是局部不平衡量之和,可用下述数学公式表示:{}i t U U =旋转体的不平衡量可看作是垂直旋转轴各自平行截面的不平衡量的矢量之和。
旋转轴旋转轴即上式中,t U --总不平衡量,i U --相互平行截面的不平衡量。
上图所指的每个矢量可看作旋转体单个截面的不平衡量。
4. 静不平衡量(定义)如果不平衡量完全等同一个矢不平衡量,其矢不平衡量与转子质点所处同一截面(惯性轴平行旋转轴)。
动平衡与静平衡
动平衡与静平衡什么是动平衡?什么是静平衡?常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时,对轴承产生的压力是一样的,这样的回转体是平衡的回转体。
但工程中的各种回转体,由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差,甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素,使得回转体在旋转时,其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消,离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上,引起振动,产生了噪音,加速轴承磨损,缩短了机械寿命,严重时能造成破坏性事故。
为此,必须对转子进行平衡,使其达到允许的平衡精度等级,或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。
1、定义:转子动平衡和静平衡的区别1)静平衡在转子一个校正面上进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内,为静平衡又称单面平衡。
2)动平衡(Dynamic Balancing )在转子两个校正面上同时进行校正平衡,校正后的剩余不平衡量,以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内,为动平衡又称双面平衡。
2、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式,是一个关键问题。
其选择有这样一个原则:只要满足于转子平衡后用途需要的前提下,能做静平衡的,则不要做动平衡,能做动平衡的,则不要做静动平衡。
原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,省时、省力、省费用。
现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。
静平衡精度太低,平衡效果差;动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡,但是对于转子尺寸相差较大时,往往需要不同规格尺寸的动平衡机,而且试验时仍需将转子从机器上拆下来,这样明显是既不经济,也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。
特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。
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3.1.2 刚性转子的平衡方法
凡工作转速高于第一阶临界转速(no>ncr1),且
挠曲不严重的转子均可视为刚性转子,(对于较短较粗
的转子,如风机、电动场平衡。
一、试加重量的选择
利用试加重量,使机组振动振幅发生变化,以求得 不平衡质量与振幅之间的对应关系,即知晓单位不平衡 重会引起多大的振幅变化。若试加重量选得太小,振幅 变化不显著(不灵敏),选得太大,且加重角度不合适, 会造成启动紧张升速困难(机组振动振幅过大不安全), 因此正确选择试加重量的大小和加重方位至关重要,它 有利于减少机组平衡启停次数,缩短平衡时间。
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(一)根据经验公式求得试加重量大小
P 1.5 A0W
R
n
2
3000
上式对n=3000r/min机组较为合适,
式中
A0—原始振幅(μm); R—加重半径(mm);
W—转子重量m(Kg)
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(二) 试加重量位置(方位)选择的原则
到目前为止,试加重量的方位选择主要依靠 经验
• 一般其不平衡重量超前测振点130~150º。
差也很大( A0 B0 )图3-16)A端加(动.静)
(6)
A0
、B 0
之间夹角接近90º,A 0 、B 0 A0
的振幅值
相差很大(图3-17)。在A端加平衡质量(动.静)
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由图3-15—图3-17可以看出,当 A 0 、B 0
的振动幅值相差很大,不管之间的夹角如何,
都是一侧不平衡,只要在一侧加(或减)平衡
方向相反的力
F2
、 F2
,则
F1
、F2
、 F2
、
F2
四个力组成
的力系与原、力系完全等价。
图3-6二平面转子受力分析
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在0点求 F1 、F2 的合力F1,2 ,Ⅰ平面中剩下的F2 与Ⅱ平面中F的2
正好组成力偶。经这样分解,得到了一般的不平衡状况,即将动静
混合不平衡问题归结为一个合力
F1,
二、刚性转子的平衡原理
1.不平衡离心力的分解
图3-4三种不平衡
(1)分解为一个合力及一个力偶
矩,以两平面转子为例。由理论力学可 图3-4三种不平衡
知,不平衡力(任意力系)可以分解为一个径向力和一个 力偶。
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如图3-6所示二平面转子,不平衡离心力
F1
、F2
,
分别
置于Ⅰ、Ⅱ平面上。若在Ⅰ平面0点上加一对大小相等、
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由上可见,转子偏心离心力Fo的方向与轴心
位移最大值A的方向不一致,Fo总顺转速方向超
前一个角度(即相位差角)。转速不变时,相位
差角基本不变。经验数据为,
刚性转子=15º~70º(多数为15º~45º)
挠性转子=100º~130º(≤160º)
在临界转速时=90º
式(3-5)与式(3-7)称为线性条件,它 们是刚性转子平衡校正工作的基础和依据。但由 于实际机组振动系统的复杂性(如轴承刚度、油 膜刚度、中心不正等),带来平衡重量及相位计 算误差。但总的说来,对刚性转子的平衡,这两 个线性条件还是比较符精品合文档 的。
二个平衡重量的结果相同,亦可在二个任
意(垂直于轴线)平面上的相应位置加二
个对称的共面平衡重量平衡静不平衡量,
在另一相应位置加上二个反对称的共面平
衡重量平衡动不平衡量,这样转子亦可获
得平衡。
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5. 不平衡振动的初步分析
平衡转子前对振动(振幅和相位)进行初步
分析十分必要。
刚性转子的任一不平衡离心力均可分解为任 选二平面上的一对对称力及一对反对称力.同理, 振动也可分解为一对对称分振动及一对反对称分 振动。
然后在l平衡平面内加试重P,再将转子启动升速
至平衡试验转速,同样测取诸测点处的振幅AiI、相位aiI, 其次将试重P依次移加到第Ⅱ、Ⅲ直到第(q—1)平衡
平面上,逐次将转子启动升速至平衡试验转速,每次在P
个测点处测取不平衡振动振幅Aij和相位角aij,对于平衡 平面j而言,它对各测点的影响系数为:
若在二支承转子两端测得A侧振动值为 A 0 、B侧振
动值为 B 0 。将二振动矢量移动交于一点0,再
将 A 0 、B 0 顶点连线的中点与0点相联,即得:
A0 As AD
B0 Bs BD
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则
As Bs 12(A0B0)
As Bs 12(A0B0)
初步分析A s B、s 及A D B、0 的数值及相位,就能判断 引起振动的主要原因(是静不平衡还是动不平衡造成) 以及不平衡质量主要位于哪一侧。 (1) A 0 、B 0 之间相位差不大(<=45º)、振幅值也相差 不大(图3-12)。由于 As AD ; Bs BD ,说明 振动主要由静不平衡引起、加减(或减)对称(同相) 平衡质量即可消除或减小振动。
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(二) 幅相影响系数法
对于转子——轴承系统,在确定的转速下,
转子的不平衡振动Ai与其不平衡量Uj之间可用一 系数 ij 相联系起来:
A iijU j
式中 i1,2,,P ; j1,2,,q ij , 反映了转子在i处的 不平衡振动和j处不平衡量之间的内在联系,称为线性影
响系数,
1. 定义 ij 加试重j平 后面 的上 振 原 加 动始 的 矢振 试 量动 重
动平衡理论与方法
3.1 刚性转子的平衡
检查和调整转子质量分布的工艺过程(或改善 转子质量分布的工艺方法),称为转子平衡。
3.1.1 刚性转子的平衡原理 一、转子不平衡类型
(一)静不平衡:如果不平衡质量矩存在于质心 所在的径向平面上,且无任何力偶矩存在时称为 静不平衡。它可在通过质心的径向平面加重(或
1
1w wn22
2
m
2
wwn2
w
tg 1
m
w
2 n
w 2
1
wn
由(3-5)式可知,当阻尼,转速w一定时,若w远
离wn( wwn,非共振情况)时,
y F0
而 精品文档
F0
G rw2 g
式中:G为不平衡重量,F0为不平衡离心力,因
此,对于一失衡转子,若阻尼一定,r,w一定,
则不平衡离心力F0与不平衡重量G成线性(比例) 关系,即该系统的振幅y与不平衡重量G成线性 关系。(3-7)式还表明,对于已知体系,阻尼 和wn一定,当w不变时,扰动力与振幅之间的相 位差角也就一定了,即振动(振幅)滞后于干扰 力的角度不变(图3-18)。
•刚性转子可以盘动几次,以静止位置来试加重 量。
•对怀疑存在弯曲的转子,可根据晃度的测量结 果来判断试加重量的位置。
•利用平衡槽加重时,若该侧轴承振动相位为X, 试加重量角度可取为X-240º。
•利用对轮加重时,若该侧轴承振动相位为X,试 加重量角度可取X-210精品º文。档
二、低速动平衡 对于刚性转子,一般只进行低速动平衡就能满
内),就可使整个转子达到平衡。
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显然,同方向对称力 A s 、B s 可以认为 是由于静不平衡分量产生的,反方向对称
力 A D 、B D ,可以认为是由动不平衡分 量产生的。所以,对刚性转子而言,可用
同方向平衡重量平衡静不平衡分量,用反 方向平衡重量平衡动不平衡分量。
由以上讨论可知,与在二个平面内加
足机组平稳运转的要求。对于挠性转子有时也要 先进行低速动平衡。 现场广泛使用动平衡台来进行转子低速的平衡。 它利用机械共振放大来确定不平衡重量的数值和 位置。
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三、高速动平衡 低速平衡校正后的转子,高速时,可能平衡
状态不佳,故还需进 行高速动平衡。
(一) 相对相位法 利用相对相位变化
找平衡的方法称为相对 相位法。利用闪光灯或 光电头等均可达到测相 找平衡的目的。
去重),使转子获得平衡
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(二)动不平衡 假设有一个具有两个平 面的转子的重心位于同一转轴 平面的两侧,且m1r1=m2r2, 整个转子的质心Mc仍恰好位于 轴线上(图3-3),显然,此 时转子是静平衡的。但当转子 旋转时,二离心力大小相等、 方向相反,组成一对力偶,此 力偶矩将引起二端轴承产生周 期性变化的动反力,其数值为:
时,只要上计式算表矢明量,乘在积加重-A径I Q向即平为面Q内引任起意的处振加动重Q变
化。显然式中 AI(在一定转速下)已作常数看待了。
对于同一台机组影响系数是常数,对于同一型号的
机组可以通用(近似认为是一常数)。
•多平面加重
将转子启动升速至平衡试验转速,并让其稳定运转,沿
轴线方向P个位置测取转子诸精品点文档 的原始振动(振幅、相
2
和一个力偶矩F2·l的作用。前者
是静不平衡,后者为动不平衡。
F11
-
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(2)向任意二平面进行分解(图3-7)
将不平衡离心力 、 分别对任选(径
向)二平面Ⅰ、Ⅱ进行分解。将 分解为Ⅰ、
Ⅱ平面上的平行力 、
力 F21同、理F2,2将,F2 分解为Ⅰ、Ⅱ平面上的平行
迭加F11
、F12
为A ;迭加F12
式中:下标 i1,2,,P(轴承号即测取振动讯号位置) 精品文档 下标 j1,2,,q(加试重的径向平面号)
在零刻度位置加一单位质量后对某轴承引起的振动
(振幅及相位)的变化称为幅相影响系数(记为 ij 或
Kij)。影响系数是一矢量,表示为 。
2. 影响系数计算
• 单平面加重
设A轴承的原始振动为 A0a0 在Ⅰ平面加试重 PP 后,A轴承的振动为 A01a01 因试重引起的振动变化应 为:M M m A 0 1A 0
AijAi0
P
1 1 ij p q
影响系数是各个平衡平面上单位试重对各测点的振动