静不平衡
转子不平衡的种类及原因
1. 静不平衡 2. 动不平衡 3. 混合不平衡
一 转子不平衡的种类
1. 静不平衡
静不平衡一般出现在长度较小、直径较大的盘状零件上。例如单级离心泵的叶轮、 大直径的齿轮、皮带轮和飞轮等。
一 转子不平衡的种类
2. 动不平衡
由于动不平衡是由一个不平衡力偶引起的,所以很难出现在盘状旋转件上, 一般出现在长度较大、直径相对较小的转子上。 例如,多级离心泵的叶轮组、电动机的转子等。
二 转子产生不平衡的原因
3. 使用方面的原因
(1)转子出现非轴线对称的磨损。 (2)轴件产生弯曲变形。
Байду номын сангаас 转子不平衡的种类
3. 混合不平衡
如果一个转子既存在静不平衡,又存在动不平衡,这种情况下的不平衡,混合不平 衡是转子普遍存在的一种不平衡状态,一般出现在长度和直径都比较大的转子上。
二 转子产生不平衡的原因
1. 制造方面的原因 2. 装配方面的原因 3.使用方面的原因
二 转子产生不平衡的原因
1. 制造方面的原因
(1)零件壁厚不均匀。 (2)材料密度不均匀,有气孔、砂眼或缩孔。 (3)机械加工时,产生的圆度、圆柱度或同轴度偏差过大。 (4)转子所装附件的尺寸、形状不一致。 (5)转子上装有非轴对称零件,例如键连接、曲轴等。
二 转子产生不平衡的原因
2. 装配方面的原因
(1)旋转中心线与转子的中心线偏移。 (2)转子所装附件没有完全做到轴对称。
转子的平衡总复习题及解答
第八章 转子的平衡一. 考点提要1. 静不平衡对于轴向长度和直径的比值(长径比)小于或等于0.2的转子,可以被视为一个薄片圆盘,即不考虑不平衡质量在轴向的距离,都看作在一个端面上。
这样的圆盘上如果有不平衡的偏心质量,则不需要输入动力转矩,只要用手松开转子,转子就会转动,直至不平衡质量的重心在正下方为止。
由于不需要输入动力就可以看出不平衡,所以称为静不平衡。
静不平衡实际上是圆盘质心偏心造成的离心力的不平衡。
2。
动不平衡对于轴向长度和直径的比值(长径比)大于0.2的转子,即使实现了静平衡,由于不平衡质量分布在轴类构件的不同端面上,会产生不平衡的力偶,在输入力矩后,转子会产生动压力的波动,这种现象称为动不平衡。
3. 静平衡的校正对与质量分布在同一回转面的圆盘,只要进行力平衡,在圆盘上增加一个配重,使各不平衡质量产生的离心力互相抵消即可实现平衡。
设圆盘上有n 个不平衡质量,某个不平衡质量的半径为i r ,某个不平衡质量i m ,配重质量b m ,配重半径b r ,则所有离心力的矢量和应为零:0)(21i ni i b b r m r m约去角速度得:01i ni i bb r m r m既质量和半径的乘积(质径积)的矢量和为零。
图8.1 静平衡的校正建立坐标系,如图8.1所示(图中有三个不平衡质径积,一个配平衡的质径积),把各向量对X,Y 轴方向投影得:0cos cos b b b i i i r m r m 0sin sin b b b i i i r m r m 得:22)sin ()cos ( i i i i i i b b r m r m r mii i i i i b r m r m cos sin 角度再根据坐标系中X ,Y 坐标方向分量的正负号确定象限并调整即可。
4. 动平衡的校正把轴向各个不平衡质量保持方向不变,向两个准备安装配重的校正面利用力矩相等的原则分解, 以图8.2为例:221)()()(L r m L L r m i i A i i 121)()()(L r m L L r m i i B i i这样就把i i r m 分解为校正面上的A i i r m )(和B i i r m )(,方向不变。
静平衡和动平衡理论和方法和区别
ij
加试重后的振动矢量 原始振动矢量 j平面上加的试重
式中:下标 i 1,2,, P(轴承号即测取振动讯号位置) 下标 j 1,2,, q(加试重旳径向平面号)
在零刻度位置加一单位质量后对某轴承引起旳振动
(振幅及相位)旳变化称为幅相影响系数(记为 ij 或
Kij)。影响系数是一矢量,表达为 。 2. 影响系数计算
(2) A0 、B0 之间夹角很大(≈180º),且振幅值相接近 (图3-13)。应加(或减)反对称平衡质量。
(3) A0 、B0 之间夹角接近90º,振幅值相差不大
(4)(图3-14)。应在两侧加对称和反对称平衡质量。
振动初步分析
(4) A0 、B0 之间夹角不大,但振幅相差很大(图 3-15)。在A端加平衡质量(动.静) (5) A0 、B0 之间夹角很大(≈180º),振幅相
足机组平稳运转旳要求。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旳平衡。 它利用机械共振放大来拟定不平衡重量旳数值和 位置。
三、高速动平衡 低速平衡校正后旳转子,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
找平衡旳措施称为相对 相位法。利用闪光灯或 光电头等均可到达测相 找平衡旳目旳。
去重),使转子取得平衡
(二)动不平衡 假设有一种具有两个平 面旳转子旳重心位于同一转轴 平面旳两侧,且m1r1=m2r2, 整个转子旳质心Mc仍恰好位于 轴线上(图3-3),显然,此 时转子是静平衡旳。但当转子 旋转时,二离心力大小相等、 方向相反,构成一对力偶,此 力偶矩将引起二端轴承产生周 期性变化旳动反力,其数值为:
(一)根据经验公式求得试加重量大小
动不平衡和静不平衡
动不平衡——是指旋转零件在运转时,由于零件形体不规则或密度不均匀而造成的震动现象。
在高中物理课中,我们学过相关内容——具有一定质量的物体都有固有频率,当外部频率与其接近或相等是就会发生共振现象。
消除动不平衡的方法有:
1.改变外部频率:调整转速,尽可能避开共振频率;
2.采用对称去料法:在跳起方向处钻空去料。
3.补料法:在跳起方向的对面焊补材料。
4.换料法:在跳起方向上钻孔去料,然后用密度小的材料填补;在跳起方向对面钻孔,然后用密度大的材料填补。
机械原理-机械的平衡
机械原理-机械的平衡第四讲 机械的平衡一、 刚性转子的静平衡计算 (1)静不平衡转子: 对于轴向尺寸较小的盘状转子(即轴向宽度 b 与其直径 D 之比b /D < 0.2的转子),其质量可以近似认为分布在垂直于其回转轴线的同一平面内。
若其质心不在回转轴线上,则当其转动时,其偏心质量就会产生惯性力。
由于这种不平衡现象在转子静态时即可表现出来,故称其为静不平衡转子 (2)静平衡及其条件: 对于静不平衡的转子进行静平衡时,可利用在转子上增加或除去一部分质量的方法,使其质心与回转轴心重合,即可使转子的惯性力得以平衡,称为静平衡。
静平衡的力学条件:其惯性力的矢量和应等于零或质径积的矢量和应等于零。
静平衡条件表达:形式一: 力条件:0=+=∑∑b IiF FF形式二:质径积条件:0=+∑bb ii rm r m(3)静平衡的计算: 即根据转子的结构,计算确定需在转子上增加或除去的平衡质量,使其设计成平衡的。
对于静不平衡的转子,无论有多少个偏心质量,只需进行单面平衡。
例1 图示盘形回转件上存在三个偏置质量,已知m 110= kg ,m 215= kg ,m 310= kg ,r 150= mm ,r 2100= mm ,r 370= mm ,设所有不平衡质量分布在同一回转平面内,问应在什么方位上加多大的平衡质径积才能达到平衡? 解:111050500 kg mmm r =⨯=⋅ 22151001500 kg mm m r =⨯=⋅ 331070700 kg mmm r =⨯=⋅1r 与3r 共线,可代数相加得3311700500200 kg mmm r m r -=-=⋅ 方向同3r r平衡条件:b b1122330m r m r m r m r +++=r r r r所以依次作矢量()331122,m r m r m r +r r r,封闭矢量b bm r r 即所求,如图示。
22b b 20015001513.275 kg mmm r =+=⋅0200270arctg277.5951500θ=+=︒b b例1图解例2 图示盘状转子上有两个不平衡质量:m 115=.kg,m 208=.kg ,r 1140= mm ,r 2180= mm ,相位如图。
砂轮两端面平行度和同轴度对静不平衡的影响
砂轮两端面平行度和同轴度对静不平衡的影响砂轮是工业生产中广泛使用的重要工具,它通过高速旋转,对物体表面进行加工。
但是,由于工艺和制造技术的限制,砂轮存在平行度和同轴度不足的问题,影响了砂轮的使用效果。
一、砂轮平行度和同轴度的定义砂轮平行度是指砂轮的两端面与基准面之间的平行度,即砂轮两端面之间的距离与基准面上相应位置之间的距离之差。
同轴度是指砂轮的两端面与基准轴之间的同轴度,即砂轮旋转轴线与基准轴线之间的偏差。
二、平行度和同轴度对静不平衡的影响静不平衡是指砂轮旋转时,重心与旋转轴之间的偏离。
砂轮平行度和同轴度的不足会导致静不平衡的发生,进而影响砂轮的使用效果。
一般来说,平行度和同轴度不足都会造成砂轮在旋转时产生震动和噪声,影响加工精度和工作环境。
三、如何解决平行度和同轴度问题为了解决砂轮平行度和同轴度不足的问题,需要采取相应的工艺和制造措施。
一般来说,可以通过以下方式进行实现:1. 采用精密的制造工艺,控制砂轮的制造精度,保证砂轮的平行度和同轴度符合要求。
2. 通过机械加工的方法,在加工过程中调整砂轮的两端面平行度和同轴度。
3. 在安装砂轮时,采用专门的夹具,控制砂轮的安装精度,保证砂轮的平行度和同轴度符合要求。
四、总结砂轮的平行度和同轴度对静不平衡有着较大的影响,会造成砂轮在加工时产生震动和噪声,影响加工精度和工作环境。
为了解决这个问题,需要采取相应的工艺和制造措施,控制砂轮的制造精度和安装精度,保证砂轮的平行度和同轴度符合要求。
只有这样,才能提高砂轮的使用效果,保证工业生产的正常运转。
机械原理考研讲义五(机械的平衡)
第六章机械的平衡机械平衡的目的是尽可能地消除或减小惯性力对机械的不良影响。
为达到此目的,通常需要做两方面的工作:首先,在机械的设计阶段,对所设计的机械在满足其工作要求的前提下,应在结构上保证其不平衡惯性力最小或为零,即进行平衡设计;其次,经过平衡设计后的机械,由于材质不均、加工及装配误差等因素的影响,生产出来的机械往往达不到设计要求,还会有不平衡现象,此时需要用试验的方法加以平衡,即进行平衡试验。
6.1本章知识点串讲【知识点1】刚性转子的静平衡的原理及计算方法一、静不平衡的定义:对于轴向尺寸较小的盘状转子,如齿轮、凸轮等,它们的质量可近似地认为分布在垂直于其回转轴线的同一平面内。
若其质心不在回转线上,当其转动时,偏心质量就会产生离心惯性力。
这种不平衡现象在转子静态时即可表现出来,故称之为静不平衡。
二、静平衡原理:各质量产生的离心惯性力为:13F1 = m1 r1ω2F2 = m2 r2ω2F3 = m3 r3ω2若:F 1+F 2 +F3 ≠ 0——表明此回转体为非平衡回转体。
人为增加一个质量点m P ,该质量点产生一个离心惯性力F P ,F 1+F 2 +F3+F P = 0称对此回转体进行了平衡。
结论:若欲使回转体处于平衡,则各质量点的质径积(或重径积)的矢量和为零。
三、求解方法主要有矢量图解法和坐标轴投影法。
A.矢量图解法其中W i = m i r i ,称为质径积。
用矢量图解法进行求解时,一定要选取合适的比例尺,作图要尽量准确。
平衡条件为:m 1 r 1 + m 2 r 2 + m 3 r 3 + m P r P =0 B.坐标轴投影法【知识点2】刚性转子的动平衡的原理及计算方法一、动不平衡的定义:对于轴向尺寸较大的转子,如内燃机曲轴和机床主轴等,其偏心质量分布在不同的回转平面内。
在这种情况下,即使转子的质心在回转轴线上,由于各偏心质量所产生的离心惯性力不在同一回转平面内,因而将形成惯性力偶,所以仍然是不平衡的。
转子动力学的平衡和稳定性
转子动力学的平衡和稳定性转子动力学是研究旋转机械系统的运动平衡和稳定性的学科。
在工程领域中,转子动力学的研究对于提高转子系统的运行可靠性和性能至关重要。
本文将从转子动力学平衡和稳定性两个方面展开论述。
1. 转子动力学的平衡转子动力学平衡是指转子在旋转过程中各部分的力和力矩之和为零的状态。
转子平衡的主要目标是消除不平衡力和不平衡力矩,以减小振动和噪声,并提高转子系统的工作效率和寿命。
1.1 静不平衡静不平衡是指转子在其自然运行速度下,由于质量分布不均匀而产生的力和力矩不平衡。
产生静不平衡的原因可能是转子制造过程中的质量分布不均匀或者装配过程中的安装偏差等。
通过在转子上增加补偿质量,可以减小或消除静不平衡。
1.2 动不平衡动不平衡是指转子在旋转过程中由于质心与转轴中心线之间有径向距离而产生的力和力矩不平衡。
动不平衡主要是由于转子密度分布不均匀或者转轴弯曲引起的。
通过动平衡技术,可以通过在转子上添加动平衡质量来消除动不平衡。
2. 转子动力学的稳定性转子动力学稳定性是指在特定的工作条件下,转子系统的运动是否保持平衡、稳定并趋向于原始位置。
转子动力学稳定性的研究对于预防转子系统的不稳定振动和失稳现象具有重要意义。
2.1 刚性转子的稳定性刚性转子是指转子在旋转过程中不发生弯曲、挠曲和撞击等现象。
刚性转子的稳定性分析主要涉及到转子的临界转速、共振、失稳等问题。
通过对刚性转子进行固有频率和模态分析,可以预测和避免转子系统的失稳现象。
2.2 弹性转子的稳定性弹性转子是指转子在旋转过程中会发生弯曲、挠曲和撞击等现象。
弹性转子的稳定性分析需要考虑转子的刚度、扭转刚度、挠曲刚度和阻尼等因素。
通过弹性转子的模态分析和振动响应分析,可以评估和改善转子系统的稳定性。
3. 转子动力学的优化为了提高转子系统的平衡和稳定性,有必要进行转子动力学的优化设计。
3.1 材料优化选择适当的材料和加工工艺对于提高转子的平衡和稳定性至关重要。
旋转零部件的平衡
3、偶不平衡:不平衡量所产生的离心合力, 不通过旋转件的重心,它会使旋转件产生 轴线倾斜的力矩,称为偶不平衡 与准静不平衡相反,这种双侧面的不平衡不 会引起重心的偏移,虽然中心主惯性轴线 与理想轴线相交,但交点在重心上。 这种不平衡件不动时可以在任意位置静止, 旋转时产生力偶矩,引起振动。
注意:准静不平衡的危害比偶不平衡大
1、静不平衡:不平衡量所产生的离心合力, 通过旋转件的重心,它不会是旋转件产生 轴线倾斜的力矩,这种不平衡称为静不平 衡。 静不平衡的旋转件静止时,不平衡量在重 力作用下会处于铅垂线下方,不平衡离心 力产生使旋转件产生垂直于轴线方向的振 动。
A S B e=1mm S m=12.5kg
对于轴向尺寸较小的盘形转子(b/D<0.2) , 其质量可近似认为分布在同一回转平面内。 这时其偏心质量在转子运转时会产生惯性 力。故这类转子称为静不平衡转子。
静平衡工艺要求:要想得到较高的静平衡精 度,要保证转动的灵敏度。因此要求平衡 支架和心轴有较高的要求。 平衡支架和心轴表面硬度要在HRC50-60,粗 糙度 0.8 直线度、平行度都在0.02mm内, 新轴自身要平衡。
2、准静不平衡:不平衡量所产生的离心合力, 不通过旋转件的重心,它会使旋转件产生 轴线倾斜的力矩,称为准静不平衡 这种单侧面的不平衡会引起重心的偏移,使 中心主惯性轴线与理想轴线相交,且交点 不在重心
第二节.旋转零部件的平衡
不平衡的原因:回转体在旋转时,中心与 旋转中心不重合,离心力不能抵消,产生 不平衡。 离心力:
F=Meω2
不平衡的形式 刚性回转体:工程中,回转体在惯性力作 用下只产生微小的变形,称为刚性回转体。 反之则为柔性回转体。 主要讨论刚性回转体的不平衡形式、平衡 方法和平衡精度。
通风机转子的平衡
通风机转子的平衡1平衡概念通风机转子由于叶轮部件材料的不均匀,叶片装配位置分布的偏差,以及皮带、联轴器等转动部件因铸造、加工不均匀的影响,使通风机转子转动时,出现不平衡。
不平衡一般分为静不平衡和动不平衡两种。
1.1静不平衡通风机转子放在两条平行的轨道上,使其自由转动,转子如能在任一位置停止,则该转子已属于平衡。
如转子来回摆动,而总是恢复到一定位置指向地面,则该转子属于静不平衡。
设影响不平衡的多余重量为W1,W1的重心位置距转子旋转中心为r1,则W1r1的乘积称为重径积。
如将多余的重量W1去掉,则转子会静平衡,或在转子多余重量W1的对位置加重块W2,使其重径积相等(如图1),即W1r1=W2r2则转子保持静平衡。
1.2平衡有许多叶轮很宽的转子,虽然已经获得静平衡,但当转子转动时,可能出现动不平衡。
如图2转子,已经过静平衡校正,所配重块W1的重径积和多余重量W1的重径积相等;但所配重块W。
的位置,却不与多余重量W。
在一个垂直旋转轴的平面内。
而相距d 距离。
当转子转动时,两相等的离心力,产生一力偶M。
两个重径积相等的重块产生的离心力相等。
F=(W/g)ω2r其力偶M=Fd=(W/g)ω2rd=(W/g)(π/30)2n2rd=0.00001119Wr n2d (1)式中W--所配重块 gg--重力加速度 cm/sec2n--转数 r/mind--两离心力距离 cmr--重块重心到旋转中心距 cm校正动不平衡时,可取垂直轴中心线的两平面,设其距离为d1,配重块为W3,W4,如图3,当旋转时所得W3,W4的新力偶,与原有W1,W2之力偶相等,但方向相反。
因此,转子得到完全平衡。
1.3静混合不平衡在一个转子中经常遇到既静不平衡又动不平衡。
如图4有3个多余重量W1,W2和W3,其中W1和W2的重径积相等,即W1 r1=W2 r2其力偶为W=0.00001119W1r1n2d转子上同时存在力偶M和偏重W3,当转子旋转时,转子产生的振动是一端重一端轻。
动平衡等级标准
动平衡等级标准动平衡是指在机械系统中,通过对旋转部件进行调整,使得系统在运转时不产生振动或者减小振动幅度的过程。
动平衡在工程领域中具有非常重要的意义,它不仅可以提高机械设备的运行效率,延长设备的使用寿命,还可以减小设备运行时的噪音和振动,提高设备的安全性。
为了对机械系统的动平衡进行评定和分类,制定了一系列的动平衡等级标准。
动平衡等级标准通常包括静不平衡和动不平衡两个方面。
静不平衡是指转子在静止状态下的不平衡状况,而动不平衡是指转子在运转状态下的不平衡状况。
根据国际标准ISO1940《机械振动平衡质量等级》,动平衡等级可分为G等级、F等级、E等级和D等级四个等级。
G等级是指一般精度等级,适用于一般要求不高的机械设备。
F 等级是指中等精度等级,适用于对振动要求较高的机械设备。
E等级是指较高精度等级,适用于对振动要求非常高的机械设备。
D等级是指特高精度等级,适用于对振动要求极高的机械设备。
在实际的工程应用中,我们需要根据具体的机械设备和使用要求来选择相应的动平衡等级。
一般来说,对于一些普通的风机、泵类设备,可以选择G等级的动平衡标准;对于一些精密的仪器设备、高速电机等,需要选择更高等级的动平衡标准,以确保设备在运行时不产生过大的振动。
动平衡等级标准的制定不仅可以指导机械设备的生产制造,还可以对设备的维护和保养提供参考依据。
在设备的安装调试和日常维护中,需要对设备的动平衡进行定期检测和调整,以确保设备的正常运行。
只有在满足了相应的动平衡等级标准后,设备才能够稳定、高效地运行,同时也能够减小设备的损耗和故障率。
总之,动平衡等级标准是机械工程领域中非常重要的一部分,它直接关系到机械设备的运行效率、安全性和使用寿命。
只有严格按照相应的标准要求,对机械设备进行动平衡的设计、制造和维护,才能够确保设备的稳定运行,提高设备的整体质量和可靠性。
希望各位工程技术人员能够重视动平衡等级标准,不断提高自身的技术水平,为机械设备的发展和改进贡献自己的力量。
静平衡原理及平衡
转子平衡方法选择与确定
振动处理原则: 较小转机:运行→检修消缺→平衡 大型转机:运行→平衡→检修消缺
平衡原则:只要在满足转子平衡后用途需要地前提下,能做静平衡地,则不要做动平衡,能做动平衡地,则不要做静动平衡.原因很简单,静平衡要比动平衡容易做,动平衡消除振动效果比静平衡好。
01
03
02
平衡方法地确定 径宽比: 静平衡 (径宽比(D/b )≥5) 动平衡 (径宽比(D/b )<5 )
以试加重
量S为纵坐标,
加重位置的序
号为横坐标,
绘出曲线。曲
6
线的最低点就
是转子显著不平衡重量G的位置。
曲线的最高点是转子最轻点,也就是平衡重量试加的位置。
计算应加平衡重量
检验:清除所有试加重。将Q加在曲线最高点所对应转子的点,用手轻轻盘动转子,让其自由停下,在转子的最下方作个记号,并重复数次,若停的位置比较分散,则说明显著不平衡已经消除。
子的同一侧,且
在同一轴向截面
内,如下图所示。
6
静止时转子重心
G受地心引力的
作用,转子不能在任一位置保持稳定,这种情况称为静不平衡。
两段的重心 G1、G2处在同一 轴向截面内转子 的两侧,如下图 所示。 若G1r=C2r则转子 处于静平衡状态。 但转动时,其离心力形成一个力偶,转子产生振动,这种情况称为动不平衡。
停止平衡机、断电。
根据记录进行加重或者去重。
平衡机送电、开机输入数据。
启动转子到设定转速,记录不平衡量及相位。
停止平衡机、断电。
数据合格平衡结束,数据不合格回到第5项继续。
1、准备 1.停运、隔离、拆卸罩壳(人孔)部分螺栓(主要是减少工作时间)、在轴上合适部位贴反光贴纸。 2.平衡块、称重工具。 2、送电,试运转记录轴承振幅及相位 。 3、停止运转、停电。 4、在平面Ⅰ上加装试加重 。 5、送电,试运转记录轴承振幅及相位 。 6、停止运转、停电。 7、在平面Ⅱ上加装试加重 。
动不平衡和静不平衡的逻辑关系
动不平衡和静不平衡的逻辑关系说起来这动不平衡和静不平衡啊,可真是让人琢磨不透的一对儿。
你要问我它们啥关系,我得先给你讲讲啥是动不平衡,啥是静不平衡。
咱们先说静不平衡吧。
这就好比是咱家里那杆秤,一边儿轻一边儿重,往那儿一放,哐当一下,歪到一边去了。
这杆秤啊,就是静不平衡,心里没个数,站不稳当。
你说这像不像村里老王家的二小子,小时候调皮捣蛋,走路都是歪着走的,你说他这心里能有个准儿吗?那动不平衡呢,可就更逗了。
这就好比是咱村里那辆破三轮车,轮子上的铁皮子掉了一块儿,跑起来的时候,跟喝醉酒似的,东倒西歪,还“吱吱呀呀”地乱响。
这轮子啊,就是动不平衡,跑起来没个头绪,乱晃悠。
村里老李头每次骑那车,都是一路骂骂咧咧的,说这车跟他作对呢。
那它们之间有啥逻辑关系呢?这事儿啊,你得这么想。
静不平衡,那是天生的,它自个儿就站不稳,你得靠外力去帮它找平衡。
就像是老王家的二小子,小时候走路歪,后来家里给他找了个老中医,正骨啥的,慢慢地走路就稳了。
而动不平衡呢,那是跑起来的毛病,你得让它跑起来,才能看出问题来。
就像老李头的三轮车,你不骑它,光推着走,是看不出轮子有问题的。
这两者啊,看似没啥关系,其实内在是相通的。
都是不平衡,一个是天生的,一个是跑出来的。
你要想解决它们,也得分两步走。
静不平衡,你得从根儿上找原因,把秤砣调调,让它自个儿能站稳。
而动不平衡呢,你得让它跑起来,看看哪儿不对劲儿,再给修修。
我记得有一次啊,村里有个小伙子骑摩托车,也是动不平衡,跑起来跟跳舞似的。
村里人都笑他,说他这摩托车有灵性,自己会跳舞。
后来他找了个修车的师傅,人家一看,就说轮子上的螺丝松了,给紧紧就好了。
你说这事儿,是不是跟静不平衡和动不平衡的道理一样?所以啊,这动不平衡和静不平衡啊,就像是咱村里那俩调皮捣蛋的小子,一个天生的站不稳,一个跑起来没头绪。
你得了解它们,才能找到对付它们的办法。
要不说啊,这世界上的事儿啊,都是一环扣一环的,你得慢慢琢磨,才能琢磨出点儿门道来。
UFDB定义
9.9 平衡性9.9.1静不平衡 static unbalance轮胎主惯性轴线与原轴线平行位移的一种不平衡现象(简称SB)。
9.9.2动不平衡 dynamic unbalance(简称DB)轮胎主惯性轴线与原轴线既不平行,也不在重心相交的一种不平衡现象。
9.9.3静不平衡量 static unbalance value轮胎质量乘以重心偏心距。
9.9.4力偶不平衡量 couple unbalance value轴向惯量减去径向惯量后乘以轮胎主惯性轴线与轮轴中心线之间的夹角的正弦再除以校正面间距。
9.9.5校正面不平衡质量 compensating side unbalance mass按照矢量相加的平行四边形法则求得的,同一校正面上的静不平衡质量(静不平衡量除以校正半径)和力偶不平衡质量(力偶不平衡量除以校正半径)的合成量。
9.9.6校正面 compensating side供平衡配重用的轮胎两侧对称的两个旋转平面(在呈水平姿态的轮胎上可分为上校正面和下校正面)。
9.9.7校正面间距 distance between compensating sides两个校正面之间的距离。
9.9.8校正半径 compensating radius轮胎平衡配重中心位置至轮轴中心线的距离。
9.9.9重点位置角 weight point angle产生不平衡的重点与指定的基准点之间的圆周夹角。
9.9.10平衡配重 balance weight对不平衡的轮胎和车轮总成,在其轻点部位的轮辋上配以相应质量的平衡块。
9.10 均匀性9.10.1均匀性 uniformity(简称UF)在静态和动态条件下,轮胎圆周特性恒定不变的性能,包括轮胎的不平衡、尺寸偏差和力的波动。
9.10.2径向力波动 radial force variation(简称RFV)受载轮胎在固定负荷半径和恒定速度下,每转一周自身反复出现的径向力(图5的Z轴)的波动值。
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两个不平衡量可能有相同的方向和角度(如图所示),它们等价于一个作用在质心的不平衡量,比如一个不平衡量作用在转子的中心。
如果这样一个转子用两个薄片支承,它会在薄片上翻转直到稳定下来,这时它的最重点会位于它的底部。
这种不平衡量不用在转子旋转时即能自己表现出来,因此,我们也称之为“静不平衡”。
静不平衡理论上是转子质心偏离了它的几何中心,导致了转子在转动中产生振动。
转子的静不平衡量能在质心平面上被校正,只要在相应位置去除材料或者反向加重。
静不平衡主要出现在盘类转子上,因此立式平衡机通常是校正静不平衡量得最好选择。
偶不平衡
两个大小相同但是方向相反的不平衡量(如图所示)。
带有这种不平衡量的转子不会在薄片支承上自己稳定在特定的位置,所以不能再用这种转子自稳定找位置的办法来检测出转子的不平衡量。
具有这种不平衡量的部件,在转动中会在工件上产生力矩,从而导致工件在垂直于转动轴的方向晃动,这种不平衡量即是“偶不平衡”。
要校正转子的偶不平衡,你需要给转子一个相反的力矩,比如布置两个相距特定距离的校正质量,即在两个转子平衡面上对应的去除材料或者反向增加适当的重量。
偶不平衡一般出现在长圆柱型转子上,卧式平衡机是校正这种动态不平衡量的最好方式。
在实际情况中,一个转子通常不会只有一种不平衡量,而是会沿着转动轴随机分布着无数的不平衡量。
这些不平衡量可以表现为两个合成的不平衡量(如图所示)作用在任意的不平衡面上。
他们的大小不同,也没有特定的方向角度。
也因为实际情况下,转子的不平衡量只有在零部件转动时才会完全表现出来,所以我们称之为“动不平衡”。
它包括了静不平衡和动不平衡,这两种不平衡量都可以是工件不平衡量的主要组成。
由于偶不平衡量得存在,你需要两个不平衡面来作完全的动不平衡校正。
通过去除转子上对应的材料和在相反位置增重来作转子的校正。
几乎所有的转子具有动不平衡,因此卧式和立式平衡机都可能是合适的平衡校正设备。
不平衡量,工作转速,离心力和转子重量之间的关系
在平衡技术的实践中,不平衡量和由工作转速产生的离心力之间的关系经常很紧密,比如,通过允许最大剩余不平衡量来估算由工作转速产生的离心力。
那允许最大剩余不平衡量是多少呢?
这样的问题也会出现,在工作转速下,允许最大剩余不平衡量的大体概念,就是能够使转子在支撑轴承上保持稳定:假如离心力过大,转子就会从一个支撑轴承跳到另一个支撑轴承上。
这样会产生噪声,而且如果长时间运转,会对滚轴支架和转子轴颈表面造成很大的损害。
解决这些问题的法则
表 1 这条“法则”是经实践证明过是有用的:在工作转速1000rpm下的不平衡量,举例来说,1gmm会产生一个1g的离心力。
u F1000
1 gmm 1 g
1 gcm 10 g
1 kgmm 1 kg
1 kgm 1.000 kg
表1: 在1000rpm下,不平衡量和离心力之间的关系(精度为10%)
这条法则的局限性
离心力等于不平衡量与转速平方的积。
假如离心力在任意转速下和在1000min-1下的情况离心力等于不平衡量与转速平方的积。
假如离心力在任意转速下和在1000min-1下的情况
.. 接下来对两个方程式联立 ...
... 会很容易地得出离心力等于1000min-1下的离心力乘以转速比的平方。
表2说明了这种情况。
就如看到的那样,假如转速增加到10,000 min-1,离心力会以100的系数增加,结果是由这个系数乘以1000min-1下的“参照离心力”得到。
当转速降到700min-1时,离心力会减少大约一半。
100 0,1 0,01
500 0,5 0,25
700 0,7 0,49
1.000 1 1
2.000 2 4
5.000 5 25
10.000 10 100
表2: 任意转速下的离心力和在转速1000min-1下的“参照离心力”之间的关系。
图1为一个电枢转子示意图,在操作转速中的允许最大不平衡量和与之产生的离心力。
例如:圆柱形物体
当转速为700 min-1时此圆柱转子在拥有多少不平衡量时才会在支撑滚轮上产生跳动。
原因很简单,如果我们假设一个设计是良好的,装配合理的。
由经验得出:当转子轴径小于支撑滚轮,离心力大约等于20%的转子重量。
此时转子达到一定转速后就会因离心力的作用在支撑滚轮上产生跳动从而产生格格的响声。
但如果轴径大于支撑滚轮直径时,相对的离心力也将减少。
在我们的实验中了解到,如果一个10吨的转子、转速为1000 min-1,此时相应的允许不平衡量则会在2KGM 左右(cf. Table 1).。
可以理解为,所允许的不平衡量高于700转/分钟。
你可以用在1000转/分钟的情况下,将所允许的不平衡量处以速度的平方从而计算不平衡量得大小。
在我们的这个例子中,得到的值是每个摆架所允许的不平衡量大约为4kgm
经验所得:
Fper/LS = 2.0 % . m = 2000 kg
若转子轴径小于支撑滚轮直径
图2 转子在平衡机上时每个滚轮架上所承受的力和不平衡量
边做边学
请试着自己来计算。
当你需要平衡一个新的转子时,可以通过给定的剩余不平衡量来计算离心力的大小。
通过了解转子自重和不平衡量的关系,可以得知那些是合理的不平衡量要求那些不是。
或者使用经验估算出转子在支撑管轮上运转时所会产生不稳定状态的不平衡量值。