2 7Статическая и динамическая балансировка вращ масс

Уравновешивание роторов или систем масс используется при проектировании механизмов.

В уже изготовленных роторах встречаются, как было сказано выше, неоднородности материала, возникают неточности изготовления и сборки, в результате чего возникает остаточная неуравновешенность, которую нужно устранять балансировкой.

Различают балансировку:

– статическую, которую производят для достаточно плоских роторов типа дисков, колес, маховиков, шкивов. Ротор при этом устанавливают в опорах с малым трением (например, на призмах) и путем добавления масс или высверливания добиваются безразличного положения балансируемого ротора на опорах;

– динамическую, которую выполняют для роторов, имеющих значительную длину (валы, широкие колеса, шкивы и т.д.), на специальных станках.

Задача балансировки ротора заключается в определении, в выбранных плоскостях коррекции, значений и углов дисбалансов и размещении в этих плоскостях корректирующих масс, дисбалансы которых равны по величине и противоположны по направлению найденным дисбалансам ротора.

При динамической неуравновешенности главная центральная ось инерции пересекает ось вращения не в центре масс ротора точке S, либо перекрещивается с ней; и главный вектор дисбалансов D_с, и главный момент дисбалансов М_D не равны нулю (D_с≠0, М_D ≠0), т. е. необходимо уравновесить вектор D_с и момент дисбалансов М_D. Для этого достаточно разместить на роторе две корректирующих массы m_k1 и m_k2 на расстояниях от оси вращения e_k1 и e_k2, а от ценра масс S, соответственно на l_k1 и l_k2. Массы выбираются и размещаются так, чтобы момент их дисбалансов M_Dk был по величине равен, а по направлению противоположен моменту дисбалансов ротора М_D:

где D_k1 и D_k2 – дисбалансы корректирующих масс, D_k1=m_k1·e_k1 и D_k2=m_k2·e_k2 Векторная сумма дисбалансов при этом должна быть равна и противоположно направлена вектору D_с D_c= -D_k=-(D_k1+D_k2)

В этих зависимостях величинами l_ki и e_ki задаются по условиям удобства размещения противовесов на роторе, а величины m_ki рассчитывают.

Таким образом, условие динамической уравновешенности ротора заключается в = 0 и = 0

28 Виды кулачковых механизмов. Фазы движения выходного звена. Законы движения выходного звена.

Кулачковым называется трехзвенный механизм с высшей кинематической парой, входное звено которого называется кулачком, а выходное  толкателем (или коромыслом).

Кулачок – звено, элемент высшей пары, имеющий профиль переменной кривизны. Толкатель может совершать поступательное или вращательное движение, во втором случае его называют коромысло. Кулачковые механизмы бывают плоские и пространственные, с толкателем, имеющим рабочим элементом острие, ролик или плоскость, центральные и дезаксиальные (рис. 6.2). Фазы движения толкателя: удаление, выстой при максимальном удалении, сближение, выстой при минимальном сближении к оси вращения кулачка.

Под законом движения выходного звена кулачкового механизма понимают зависимость перемещения, скорости или ее ускорение от времени.

Закон движения выходного звена определяется профилем кулачка и является основной характеристикой механизма. Различают законы движения выходного звена кулачковых механизмов трех видов:

- С жесткими ударами. Скорость движения толкателя на фазе удаления постоянная (ускорение равно нулю), но в начале и в конце фазы скорость имеет разрыв. При мгновенной изменении скорости толкателя ускорение, а следовательно, и сила инерции звена, теоретически стремится к бесконечности, что является причиной жестких ударов, и как следствие - быстрое срабатывание механизма. Такой закон допустим только в тихоходных механизмах при незначительной массе толкателя (в случае когда необходимо обеспечить постоянную скорость движения выходного звена);

- С мягкими ударами. К этой группе относятся законы, при которых скорость меняется непрерывно, а график ускорения имеет точки разрыва. Это характерно для параболического, косинусоидальной законов движения В точках разрыва кривой ускорения силы инерции внезапно сменяются на конечную величину, что вызывает так называемый мягкий удар. Мягкий удар менее опасен, чем жесткий удар, однако работа механизма сопровождается вибрациями, шумом и повышенным износом. Этот закон используют при умеренных скоростях;

- Без ударов. В безударных относятся законы, при которых ускорение является непрерывной функцией. Это законы, заданные диаграммой ускорения, очерченной по синусоиде, треугольником, трапецией и другие. При плавных кривых изменения ускорения удары теоретически отсутствуют (если погрешности изготовления профилей незначительные). Такие законы рекомендуют использовать в быстроходных механизмах. Недостатком их является медленное нарастание перемещения ведомого звена.

29 Угол давления в кулачковых механизмах. Влияние его величины на работоспособность механизма.

Угол давления – угол между вектором линейной скорости выходного звена (толкателя) и реакцией, действующей с ведущего звена (кулачка) на выходное звено.(Углом давления называется угол между направлением силы и направлением перемещения, вызванного этой силой). Эта реакция без учета сил трения направлена по общей нормали к взаимодействующим поверхностям. Угол давления определяется экспериментально. Для кулачкового механизма с поступательно движущимся толкателем допустимый угол давления равен: [θ] = 25º÷35º. Для кулачкового механизма с качающимся толкателем допустимый угол давления равен: [θ] = 35º÷40º.

Реакцию можно разложить на две составляющие: Если, в силу каких либо причин, угол давления будет увеличиваться, то будет уменьшаться, а - увеличиваться. При достижении углов больше допустимого, возможен перекос оси толкателя в направляющей.

Угол давления в кулачковом механизме зависит от размеров кулачковой шайбы: чем она больше, тем угол давления меньше.

С увеличением угла θ движущая сила T (парал и совп по напр. с v₂) уменьшается, сила N(парал и совпад с ), а значит и сила трения F увеличивается. При некотором предельном значении угла θ движущая сила T станет равной силе трения – толкатель застопорится.