Уравновешивание механизмов

Уравновешивание механизмов

В статье были рассмотрены вопросы движения определенных частей механизма , которые возникают в кинематических парах от сил инерции звеньев . При разработке данного материала в первую очередь ставилась задача о рациональном подборе масс звеньев механизма , обеспечивающем полное или частичное устранение указанных динамических нагрузок. Решением данной задачи , мы можем найти из раздела динамического проектирования механизма машины ,под названием уравновешивание . Главной целью уравновешивания механизмов ставится устранение переменных воздействий на фундамент, вызывающих кинематические колебания, как самого фундамента, так и здания, в котором он находится.The article deals with the issues of movement of certain parts of the mechanism that arise in kinematic pairs from the inertia forces of the links . When developing this material, first of all , the task of rational selection of the masses of the mechanism links, ensuring the complete or partial elimination of these dynamic loads, was set. The solution to this problem, we can find from the dynamic design section of the machine mechanism, called balancing . The main goal of balancing mechanisms is to eliminate the variable effects on the foundation that cause kinematic fluctuations, both the foundation itself and the building in which it is located.

Авторы публикации

Рубрика

ПРОЧЕЕ

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 9 (11), апрель ‘21

Поделиться

Вопросы уравновешивания механизмов , я считаю рассматриваются во всех литературных изданиях по теории механизмов и маши . В данных изданиях предлагаются различные схемы уравновешивания и дается оценка с позиций снижения сил инерции и их влияние на вибрации машины , шума и износа кинематических пар . Можно заметить , что при конструировании новых механизмов их уравновешивание просто не предусматривается . Причины этого можно вскрыть с помощью уравновешивания механизма машины как ротор , который непосредственно участвует в работе полностью .

В известных на сегодняшний день источниках , сила подается очень плохо , а точнее совсем не контролируется , что впоследствии приводит к частой обрывности всей цепи генератора , а если ставить в учет высокую инерционную нагрузку , то это причина быстрого износа кинематичесих пар.

В связи с появлением быстроходных машин возникла проблема уравновешивания быстровращающихся деталей. Так, например, скорость некоторых турбин, валов гироскопов, суперцентрифуг достигает 3-50 тысяч об/мин и малейшее смещение центра масс с геометрической оси вращения вызывает появление больших сил инерции, т.е. вибрационных явлений в машине и фундаменте.

При вращении какой-либо i-й массы m на нее действует сила инерции, которую можно разложить на нормальную 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image005.gif

 и тангенциальную 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image007.gif

 составляющие (рис. 6.1).

Величины этих сил можно вычислить по формулам

http://www.teormach.ru/lect6.files/image102.gif

                                                (1)

http://www.teormach.ru/lect6.files/image331.jpg

Рис. 6.1. Схема ротора

 

Спроектируем эти силы на оси х, у, z и определим моменты этих сил относительно осей:

http://www.teormach.ru/lect6.files/image104.gif

                                    (2)

Подставив (1) в (2) и просуммировав, получим (учитывая, что 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image106.gif

,

http://www.teormach.ru/lect6.files/image108.gif

)

http://www.teormach.ru/lect6.files/image110.gif
http://www.teormach.ru/lect6.files/image112.gif

                                                         (3)

Силы 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image345.gif

 и 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image347.gif

, моменты 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image349.gif

 и 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image351.gif

 равны нулю в том случае, если координаты x и y массы m расположены на оси вращения z (т.е. центр масс ротора неподвижен):

http://www.teormach.ru/lect6.files/image119.gif

                                                                                            (4)

Это есть условие статической уравновешенности ротора.

Моменты 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image349.gif

 и 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image351.gif

 равны нулю, если  центробежные моменты инерции ротора равны нулю:

http://www.teormach.ru/lect6.files/image122.gif

                                                                                         (5)

Это есть условие динамической уравновешенности ротора.

Такое уравновешивание применяется для плоских деталей, длина которых мала по сравнению с диаметром.

Выводы: ротор статически уравновешен, если его центр тяжести расположен на оси вращения; ротор динамически уравновешен, если его ось вращения является главной центральной осью инерции.

Уравновешенность ротора можно охарактеризовать и силовыми параметрами. Он статически уравновешен, если главный вектор сил индукции 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image124.gif

. Ротор динамически уравновешен, если главный вектор моментов сил инерции 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image126.gif

.

При проектировании роторов используют условия (4) и (5). При проверке уравновешенности изготовленных роторов используют условия 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image124.gif

 и 

http://www.teormach.ru/lect6.files/image126.gif

. Устранение остаточной неуравновешенности уже изготовленного ротора, возникшей по причинам неточности изготовления, монтажа, из-за неоднородности материала, из которого изготовлен ротор, называется балансировкой. Балансировка вращающихся масс осуществляется на специальных балансировочных станках, при этом исключается неуравновешенность, вызванная неточностью изготовления детали. Техника статической и динамической балансировки жестких роторов входит в содержание лабораторного практикума по дисциплине «Теория механизмов и машин».

Список литературы

  1. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: [Учеб. для втузов]. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 2009. – 639 с.: ил.; 22 см.
  2. Кореняко А.С. «Курсовое проектирование по теории механизмов и машин», Издательство «Вища школа», 2007 г. ? 326с.
  3. Решетов Д.Н. «Детали машин» учебник для вузов. Р47 Изд. 3-е М., «Машиностроение», 2008.
  4. Теория механизмов и машин. Терминология: Учеб. пособие / Н.И.Левитский, Ю.Я.Гуревич, В.Д.Плахтин и др.; Под ред. К.Ф.Фролова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2007.– 80 с.
  5. Теория механизмов и механика машин: Учеб. для втузов / [К.В. Фролов, С.А. Попов, А.К. Мусатов и др.; Под ред. К.В. Фролова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 2008. – 496 с.: ил.

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 2 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary