Добавил:

TooL Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Тульский Государственный Университет

Предмет:

Теория механизмов и машин

Файл:

ЛР_4

.doc

Скачиваний:

Добавлен:

22.01.2014

Размер:

117.25 Кб

Скачать

☆

Министерство образования Российской Федерации

Тульский государственный университет

Кафедра проектирования механизмов и деталей машин

ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№ 4

ДИНАМИЧЕСКАЯ БАЛАНСИРОВКА

ВРАЩАЮЩИХСЯ ЧАСТЕЙ МАШИНЫ

для студентов дневного, вечернего и заочного обучения

Тула 2000г.

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является приведение неуравновешенного тела в состояние динамической уравновешенности и определение величины и расположения противовеса, находящегося в одной из плоскостей уравновешивания.

2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ

Из теории уравновешивания вращающихся масс известно, что любое неуравновешенное тело может быть приведено в состояние динамической уравновешенности с помощью только двух противовесов, размещаемых в каких-либо двух плоскостях, перпендикулярных оси вращения тела. Плоскости уравновешивания выбираются исходя из соображений удобства размещения противовесов на балансируемой детали.

Определение величины и расположения противовесов основано на измерение амплитуд колеблющейся подпружиненной рамы, в опорах которой устанавливается балансируемое тело, приводимое во вращательное движение. Колебания рамы являются вынужденными, поскольку на неё оказывает возмущающее воздействие неуравновешенная масса балансируемого тела. Амплитуды колебания регистрируются при некоторой критической угловой скорости тела, когда рама имеет максимальные отклонения от равновесного положения. В этом случае, как известно, угловая скорость балансируемого тела совпадает с собственной частотой колебаний упругой системы, т.е. имеет место резонанс.

Из теории колебаний известно, что при резонансе амплитуда вынужденных колебаний пропорциональна амплитуде возмущающего фактора и может быть определена по выражению:

(1.1)

где - размах колеблющейся рамы при резонансе; - коэффициент пропорциональности; - сила инерции неуравновешенной массы, приведенная в одну из плоскостей уравновешивания (другая плоскость уравновешивания при этом должна быть нейтральной, т.е. проходить через ось колебания рамы).

Уравнение ( 1.1) содержит три неизвестных величины: коэффициент , а также величину и направление вектора силы, размах колебаний рамы определяется при балансировке с помощью индикатора.

Для определения всех трех неизвестных нужно получить три уравнения по форме (1.1), в которых амплитуда имеет разные значения . С этой целью используются корректирующие грузы, помещаемые в выбранную плоскость уравновешивания.

После определения величины и расположения противовеса в одной плоскости перекладывают балансируемое тело так, чтобы плоскости уравновешивания поменялись местами, и аналогично определяют противовес в другой плоскости.

3. ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ

На рис. 3.1 изображена схема балансировочной машины конструкции Б.В. Шитикова.

Балансируемая деталь (1) устанавливается в подшипниках на раме (7), которая может колебаться только относительно горизонтальной оси (6) и поддерживается пружиной (5).

На балансируемой детали установлены два балансировочных диска 4 и 8, представляющие собой материальное воплощение плоскостей уравновешивания. Диски имеют пазы с делениями, в которых закрепляются грузики (2). В данной конструкции предусмотрена возможность углового смещения балансировочных дисков, величина которого отсчитывается по лимбам (3). Деталь приводится во вращение электродвигателем. При вращении неуравновешенной детали рама начинает колебаться. Максимальные отклонения рамы от равновесного положения регистрируются индикатором (9).

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Установить шкалы индикатора (9) и лимба (3) диска (4) на “0”.

4.2. Включить электродвигатель, разогнать балансируемую деталь до скорости, превышающей резонансную, и отключить электродвигатель. По мере уменьшения угловой скорости детали при остановке амплитуда вынужденных колебаний рамы будет возрастать, наступит резонанс, когда амплитуда достигнет наибольшей (резонансной) величины .

Амплитуда измеряется индикатором (9). Измерение величины амплитуд производить по три раза и определить среднее значение.

4.3. В прорези балансировочного диска установить корректирующий грузик (2) на некотором расстоянии от оси вращения детали. Величина устанавливается по шкале на диске.

Далее измерить резонансную амплитуду при установленном корректирующем грузике _.

Амплитуда пропорциональна суммарной неуравновешенности детали и корректирующего грузика и определяется по выражению

(4.1)

4.4 Установить корректирующий грузик , равный на том же расстоянии или установить тот же грузикна расстоянии. Амплитуда резонансных колебаний в этом случае определяется по выражению

(4.2)

Рассматривая совместно уравнения (4.1) и (4.2), получаем

(4.3)

4.5. По уравнениям (4.1) и (4.3) построить векторную диаграмму (рис.4.1).

Рис. 4.1 Векторная диаграмма.

Для построения векторной диаграммы в выбранном масштабе необходимо отложить на одной прямой два равных отрезка АВ и ВС, пропорциональные значению, затем радиусами, пропорциональными значениями , сделать засечки из центров А и С и получить точку D диаграммы. Длина вектора В? на этой диаграмме пропорциональна значению.

4.6 Используя векторную диаграмму (рис.4.1), определить величину противовеса в плоскости уравновешивания из равенства

_(4.4)

Здесь известны все величины правой части равенства. Задавшись величиной, можно определить или, наоборот, при заданном определить .

Смещение радиуса, на котором должен быть расположен противовес, относительно радиуса корректирующего грузика определяется углом .

Величины и в выражении (4.4) могут быть определены графически с помощью векторной диаграммы ( рис.4.1), а также вычиcлены по формулам :

( 4.5)

(4.6)

4.7.Снять корректирующий грузик , установить противовес массой на расстоянии от оси вращения детали и развернуть балансировочный диск на угол, используя лимб ( 3).

4.8 Произвести два контрольных вращения детали. Первое при повороте балансировочного диска на угол , второе на угол - и записать амплитуды и Искомый угол соответствует наименьшей из данных двух амплитуд.