3. Уравновешивание в общем случае или динамическое уравновешивание.

Динамическому уравновешиванию подвергают детали сложной конфигурации, большой длины и с большой угловой о скоростью вращения.

.Пусть задано вращающееся тело большой длины с рас­пределением масс в разных плоскостях . Требуется уравно­весить деталь.

Для динамического уравновешивания такой детали должны выполняться два условия:

	(3.32)

Для выполнения этих двух условий к детали должны быть добавлены два уравновешивающих груза m_,m_II рас­положенных в плоскостях I и П. Плоскости, в которых распо­лагаются уравновешивающие грузы, называются плоскостя­ми уравновешивания. Они выбираются произвольно, но же­лательно их располагать ближе к опорам” При вращении детали возникают силы инерции и моменты инер­ции

от неуравновешенных масс m₁ и m_{2 .}

Перенесем в плоскости уравновешивания эти силы, добавив к ним еще и силы и , полученные при разложении моментов сил инерции M_u1, и M_u2 на пары сил в соответствии со следующими выкладками

и

откуда

и

Тогда условие динамического равновесия будет вы­полнено, если будут равны нулю главные векторы сил, дей­ствующих в плоскостях уравновешивания.

Т.е.

если

или

Где F_yI , F_{yII -} уравновешивающих масс в пло­скостях I и П.

Графически решая эти уравнения надо определить величины и , а затем найти уравновешивающие массы m_I и m_II или их радиусы-векторы и .

Направление радиусов-векторов и - также нахо­дится из векторного многоугольника.

Из последних рассуждении можно заключить, что при любом количестве неуравновешенных масс динамическое урав­новешивание достигается двумя массами, установленными, что и обеспечивает условия и .

3.7.4 Статическая и динамическая балансировка вращающихся масс.

Деталь, правильно спроектированная с точки зрения уравновешенности, может оказаться неуравновешенной вслед­ствие неоднородности материала, неточности изготовления. Поэтому все быстровращающиеся детали подвергают опытно­му уравновешиванию на специальной машине. Такое опытное уравновешивание называется балансировкой. Она может быть статической и динамической.

Статическая балансировка выполняется на специальных призмах, расположенных параллельно, на которые помещается уравновешиваемая деталь или на пружинных весах (рис. 35).

В первом случае, когда центр масс смещен относитель­но оси, то деталь поворачивается пока центр масс не зай­мет самое низкое положение. Добавлением масс предва­рительное крепление с помощью (пластилина) или удалением масс (высверливание) добиваются безразличного равновесия детали на призмах при любом ее повороте.

Во втором случае, балансируемую деталь помещают в опорах пружинного .рычага и поворачивают. По размаху рычага на шкале судят о величине и месте неуравнове­шенности.

При тщательной балансировке можно добиться смеще­ния центра масс не менее 0,05 мм, Как правило, стати­ческой балансировке подвергаются детали плоские и вра­щающиеся с малыми угловыми скоростями.

Рис 3.34. Балансировка на призмах Рис 3.35. Балансировка на пружинных весах

Динамическая неуравновешенность проявляется толь­ко при движении детали, поэтому динамическая балансиров­ка выполняется только на движущейся детали.

Динамической балансировке подвергают детали боль­шой длины и сложной формы, имеющие большую угловую ско­рость вращения.

Балансируют на специальных балансировочных станках и машинах различных конструкций.

При вращении деталь раскачивает основание, на ко­тором закреплена, и по картине колебаний основания уста­навливают величину неуравновешенности.

Станки и машины оснащены реагирующими приборами и электроникой, по которой устанавливают величину неурав­новешенности.

В последнее время широкое распространение получи­ли машины, имеющие возможность балансировать деталь при ее вращении путем напыления или испарения металла с помощью лазера.

Эти машины в сотни раз сокращают время и повышают точность балансировки, существенно повышают производи­тельность труда и высвобождают людские резервы.

Лекция 14

План лекции.

3.7.5. Общие условия уравновешивания механизмов.

3.7.6. Уравновешивание шарнирного четырехзвенника.

3.8. Движение машины под действием заданных сил.

3.8.1. Режимы движения машины,

3.8.2. Характеристика внешних сил.

3.7.5. Общие условия уравновешивания механизмов.

Эту задачу рассмотрим на примере шарнирного четырехзвенного механизма.

При вращении ведущего звена общий центр масс механизма перемещается по замкнутому пути. Вследствие этого главный вектор и главный момент сил инерции периодически меняются по величине и направлению, возникающие при этом силы инерции передаются через стойку на фундамент, вызывая его быстрый износ, а в некоторых случаях могут привести к ава­рии.

Задача уравновешивания механизма сводится к уравновеши­ванию сил инерции его подвижных звеньев, т.е. к выполнению условий.

=0, =0.

(3.33)

В сложной машине, если эти условия выполняются для каждого из механизмов, то они выполняются и для машины в целом. Поэтому для уравновешивания машин достаточно обе­спечить уравновешивание сил инерции каждого из её механиз­мов.

Для механизмов с нелинейной функцией положения (рычажных, кулачковых) тождественное выполнение условий (3.33) оказывается в большинстве случаев невозможным. При урав­новешивании таких механизмов обычно ограничиваются выпол­нением только первого условия. Такое уравновешивание назы­вается статическим. Естественно, что такое частичное вы­полнение условий уравновешивания далеко не всегда оказы­вается эффективным. Силы, действующие на стойку, приво­дятся в этом случае к главному моменту, который может вызывать интенсивные угловые колебания машины.

Рассмотрим, какими способами можно обеспечить обра­щение в нуль главного вектора сил инерции механизма. Как известно из кинетостатики

= ,

(3.34)

Где m_s - суммарная масса всех звеньев;

a_s - ускорение центра масс системы.

Для выполнения условия =0, необходимо, чтобы a_s=0, T.K. m_s0.

Таким образом, при неизменном положении общего центра масс механизм будет статически уравновешен.