22.Уравновешивание вращающихся звеньев механизмов (роторов). Статическая и динамическая балансировка роторов.
Давление ротора на его опоры складываются из двух составляющих:
статической, вызванной действием нагружающих ротор сил;
динамической, обусловленной ускоренным движением материальных частиц ротора.
Если динамическая составляющая не равна нулю , то ротор называют неуравновешенным. Рассмотрим схему силовых факторов , действующих на такой ротор Р (рис. 17.4).
Рис. 17.4.
S
– центр масс ротора;
-
масса ротора;
-
эксцентриситет массы ротора;
-
центростремительное ускорение ротора.
1.
Главный вектор центробежных сил инерции
ротора
,
модуль которого
.
2. Модуль главного момента центробежных сил инерции ротора
,
где
,
-
центробежные моменты инерции ротора.
Силовые
факторы
и
вызывают циклически изменяющиеся
динамические давления на опоры А
и В
ротора, вибрацию опор и основания.
Устранение этого вредного воздействия
называют балансировкой
(уравновешиванием) ротора.
В технике за количественные характеристики неуравновешенности роторов принимают:
-
главный вектор дисбалансов ротора
;
-главный
момент дисбалансов ротора.
Различают следующие виды неуравновешенности роторов:
1. Статическая неуравновешенность, характеризуемая параметрами:
,
;
,
,
.
Главная центральная ось инерции I-I ротора Р проходит через центр S его массы и параллельно оси вращения OZ.
2. Моментная неуравновешенность, характеризуемая параметрами :
Ось I-I проходит через центр S массы ротора, и наклонена к оси вращения SZ
3. Динамическая неуравновешенность, характеризуемая параметрами:
Ось I-I проходит через центр S массы ротора, смещенной на величину lСТ от оси вращения и наклонена к этой оси.
Статическая балансировка роторов.
Статическую неуравновешенность можно обнаружить статическим испытанием ротора, например, на балансировочном устройстве СБС-4а с треугольными направляющими (НП) (рис.17.5)
Рис.17.5.
На
устройстве центр масс S
займет самое нижнее положение. Для
балансировки на роторе Р
закрепляют корректирующую массу
так , чтобы выполнялось условие:
Статическая
балансировка целесообразна только для
коротких роторов с
(зубчатые колёса, шкивы и т. п.).
Динамическая балансировка роторов
Динамическая
неуравновешенность характерна для
длинных роторов с
и выражается величинами
и
.
Она эквивалента двум скрещивающимся
векторам дисбалансов
и
(“кресту дисбалансов”). Их расположим
в двух корректирующих плоскостях
и
и отнесём к двум условным точечным
массам
и
(рис.17.6).
Рис.17.6.
Балансировку
осуществляем постановкой двух
корректирующих масс
и
,
выбирая их из условий равенства векторов:
;
.
В
результате главная центральная ось
инерции
ротора совмещается с осью Z
его вращения. Балансировку проводят на
специальных станках с электронными
счётно-решающими устройствами.
По
ГОСТ остаточный эксцентриситет
ротора
зависит от его веса и частоты вращения
.
Для электрических машин
=8…4
мкм при
.