Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Конспект лекцій з предмету Теорія механізмів і....doc
Скачиваний:
13
Добавлен:
19.04.2019
Размер:
8.33 Mб
Скачать

24.3. Зрівноважування механізмів.

Для зовнішнього зрівноважування плоского механізму необхідно і достатньо так підібрати маси цього механізму, щоб:

а/ спільний центр мас усіх його рухомих ланок залишався нерухомим

xS = const; yS = const; /24.8/

б/ динамічні моменти інерції мас усіх ланок механізму відносно площин Zx і yZ були сталі

Ixz = const; Iyz = const. /24.9/

При додержанні цих умов будуть зрівноважені головний вектор сил інерції і головний момент пар сил інерції відносно осей х і у . Го­ловний момент сил інерції відносно осі z, перпендикулярної до пло­щини руху механізму, зрівноважується моментом рушійних сил і сил опо­ру на головному валі машини.

У практиці машинобудування при зрівноважуванні механізмів умови /24.8/ і /24.9/ звичайно виконуються тільки частково.

Нехай, наприклад, треба зрівноважити тільки головний вектор сил інерції кривошипно-повзунного механізму /рис. 24.4/. Позначимо маси кривошипа 1, шатуна 2 і повзуна 3 через m1, m2 і m3 і вважатимемо, що вони зосереджені відповідно в центрах мас S1 і S2 і В ланок. На лінії АВ в точці D встановлюємо противагу і визначаємо її масу mnp2 з умови, щоб центр мас mnp2, m2 i m3 збігався з точкою А.

Кривошипно-повзунний механізм

Рис.24.4.

Складемо рівняння статичних моментів відносно точки А

m3L + m2a = mnp2C, /24.10/

звідки маємо:

/24.11/

Масу mnp1, противаги, яку встановлено в точці C кривошипа, визначаємо з умови, щоб центр мас mnp1, m1 і mA збігався з точкою D.

Повна маса в точці А буде:

mA = mnp2 + m2+ m3 /24.12/

Складемо рівняння статичних моментів відносно точки D

mAr + m1e = mnp1 S , /24.13/

звідки маємо:

/24.14/

Таким чином, дві противаги mnp1 і mnp2 цілком зрівноважують усі си­ли інерції даного механізму. Проте таке повне зрівноважування резуль­туючої сили інерції кривошипно-повзунних механізмів на практиці зас­тосовується рідко, бо при малому значенні радіуса S маса mnp2 буде дуже великою, внаслідок чого в кінематичних парах і ланках механізму виникнуть додаткові навантаження. При великому значенні радіуса S дуже збільшуються габарити всього механізму. Через те часто обме­жуються лише наближеним зрівноважуванням механізмів. На практиці час­то застосовують зрівноважування тільки маси кривошипа і частини маси шатуна.

24.4. Статичне і динамічне балансування обертових тіл.

Розрізняють два роди балансування: статичне і динамічне. Оберто­ве тіло буде статично збалансоване, коли центр маси тіла лежатиме на осі обертання.

Щоб збалансувати тіло статично, його ставлять цапфами на дві па­ралельні лінійки /рис.24.5/.

У зв'язку з тим, що центр мас тіла лежить на осі, яка віддалена від осі обертання тіла на відстані rS, то сила ваги тіла намагати­меться повернути його в таке положення, при якому його центр мас ста­не в найнижче положення. Підбираючи додатковий тягар, розміщений на плечі r від осі обертання, завжди можна добитись стану байдужої рів­новаги тіла на лінійках. Умова статично збалансованого тіла

/24.15/ Статичне балансування

Рис.24.5.

Статичне балансування проводиться для роторів, в яких ширина о наба­гато менша діаметра d, в ≤ 0.2d, а також тіл обертання з невеликою кутовою швидкістю n< 200 об/хв.

Для барабанів, усяких роторів, коліс автомобіля, які мають значну кутову швидкість, необхідне динамічне балансування, бо навіть незнач­ний дисбаланс створює великі динамічні зусилля на підшипники. Вісь обертання динамічно збалансованого тіла стає головною центральною віссю інерції. У цьому випадку головний вектор і головний момент пар сил інерції обертового тіла дорівнює нулю, тобто:

/24.16/

Установки /рис.24.6/, призначені для виявлення динамічної нев­рівноваженості тіла, дають можливість одночасно виявити і його ста­тичну незрівноваженість.

Найпростішими установками для динамічного балансування є колис­кові, які грунтуються на принципі встановлення деталі, що балансуєть­ся на пружну основу /колиска на пружинах/. У таких установках деталі що балансуються надається число обертів, близьке до резонансних. Тоді незрівноважені сили створюють значні амплітуди коливань, які фіксують­ся за допомогою приладів. Результати обчислень дають можливість виз­начити величину дисбалансу і місця його встановлення. Відомий балан­суючий стенд Шитікова.

Стенд для балансування

Рис.24.6.