第十一章機(jī)械的平衡(2016.3)

1、丁剛 丁剛11-1 概述概述q機(jī)械不平衡產(chǎn)生的原因及其危害機(jī)械不平衡產(chǎn)生的原因及其危害丁剛離心慣性力的影響：離心慣性力的影響：某型某型300MW汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子重約汽輪機(jī)低壓轉(zhuǎn)子重約50噸，即噸，即m= 50000 kg ，設(shè)，設(shè)偏心距偏心距r = 1mm ：當(dāng)：當(dāng)： n = 3000 r/min , F = =5000000N11-1 概述概述q機(jī)械不平衡產(chǎn)生的原因機(jī)械不平衡產(chǎn)生的原因22()30nFmrmr rmF丁剛11-1 概述概述q機(jī)械不平衡的危害機(jī)械不平衡的危害C. 影響機(jī)器性能影響機(jī)器性能 加劇運(yùn)動(dòng)副的摩擦，降低機(jī)械效率和使用壽命。加劇運(yùn)動(dòng)副的摩擦，降低機(jī)械效率和使用壽命。A. 引

2、起振動(dòng)和噪聲引起振動(dòng)和噪聲 噪聲會(huì)引起人類的很多疾?。辉肼晻?huì)引起人類的很多疾?。?振動(dòng)會(huì)引起設(shè)備的損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及周圍建筑及人員的振動(dòng)會(huì)引起設(shè)備的損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及周圍建筑及人員的 安全。安全。B. 降低產(chǎn)品質(zhì)量降低產(chǎn)品質(zhì)量 機(jī)床在加工零件時(shí)，不平衡會(huì)影響零件的加工精度。機(jī)床在加工零件時(shí)，不平衡會(huì)影響零件的加工精度。丁剛11-1 概述概述q機(jī)械平衡的目的機(jī)械平衡的目的消除機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩對(duì)機(jī)消除機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩對(duì)機(jī)械的影響，改善機(jī)械工作性能。這械的影響，改善機(jī)械工作性能。這就是研究機(jī)械平衡的就是研究機(jī)械平衡的目的。目的。平衡問(wèn)題在高速、重型及精

3、密機(jī)械中尤為突出。平衡問(wèn)題在高速、重型及精密機(jī)械中尤為突出。丁剛11-1 概述概述q機(jī)械平衡的內(nèi)容及分類機(jī)械平衡的內(nèi)容及分類1. 轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)子的平衡 (回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)體)剛性轉(zhuǎn)子的平衡剛性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡撓性轉(zhuǎn)子的平衡 ( n 0.7 nC )臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速丁剛11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡q靜平衡及其計(jì)算靜平衡及其計(jì)算(單面平衡計(jì)算）單面平衡計(jì)算）對(duì)于軸向尺寸較小的盤(pán)狀轉(zhuǎn)子，例如齒輪、盤(pán)形凸輪、對(duì)于軸向尺寸較小的盤(pán)狀轉(zhuǎn)子，例如齒輪、盤(pán)形凸輪、帶輪、鏈輪及葉輪等，帶輪、鏈輪及葉輪等，它們的質(zhì)量可以視為分布在同一它們的質(zhì)量可以視為分布在同一平面內(nèi)平面內(nèi)。在此情

4、況下，若其質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，則當(dāng)。在此情況下，若其質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，則當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其偏心質(zhì)量就會(huì)產(chǎn)生慣性力，從而在轉(zhuǎn)動(dòng)副其轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其偏心質(zhì)量就會(huì)產(chǎn)生慣性力，從而在轉(zhuǎn)動(dòng)副中引起附加動(dòng)壓力。中引起附加動(dòng)壓力。1. 靜平衡的概念（單面平衡的概念）靜平衡的概念（單面平衡的概念）丁剛db11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡d/b5q靜平衡及其計(jì)算靜平衡及其計(jì)算(單面平衡計(jì)算）單面平衡計(jì)算）丁剛11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡所謂剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡（單面平衡），就是在剛性轉(zhuǎn)子所謂剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡（單面平衡），就是在剛性轉(zhuǎn)子偏心質(zhì)量的分布平面內(nèi)，通過(guò)偏心質(zhì)量

5、的分布平面內(nèi)，通過(guò)加、減平衡質(zhì)量加、減平衡質(zhì)量的方法，的方法，使其質(zhì)心回到回轉(zhuǎn)軸線上，從而使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平使其質(zhì)心回到回轉(zhuǎn)軸線上，從而使轉(zhuǎn)子的慣性力得以平衡（即慣性力之和為零）的一種平衡措施。衡（即慣性力之和為零）的一種平衡措施。2. 靜平衡計(jì)算靜平衡計(jì)算(單面平衡計(jì)算）單面平衡計(jì)算）丁剛靜平衡原理：靜平衡原理：S SF = F1 + F2 + F3 = m1 2 r1 + m2 2 r2 + m3 2 r3加入加入 mbrb, 使使 S SF + Fb = 0m1 2 r1 + m2 2 r2 + m3 2 r3 + mb 2 rb = 0m1 r1 + m2 r2 + m3 r3 +

6、mb rb = 0dbm1r1m2r2m3r3F1F2F3FS SmbrbFb11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡質(zhì)徑積質(zhì)徑積丁剛求解方法求解方法1圖解法：圖解法：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡m1 r1 + m2 r2 + m3 r3 + mb rb = 0方向方向大小大小?1232m1m3m3r2r1rrmO2F1F3FF1F2F3FF丁剛求解方法求解方法2解析法：解析法：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡m1 r1 + m2 r2 + m3 r3 + mb rb = 0方向方向大小大小?1232m1m3m3r2r1

7、rrmxyO2F1F3FF丁剛求解方法求解方法3實(shí)驗(yàn)法：實(shí)驗(yàn)法：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡丁剛11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡q動(dòng)平衡及其計(jì)算動(dòng)平衡及其計(jì)算(雙面平衡計(jì)算）雙面平衡計(jì)算）對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子（對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子（d/b5）其質(zhì)量就不能再視為分）其質(zhì)量就不能再視為分布在同一平面內(nèi)了。這時(shí)，其偏心質(zhì)量很可能是分布在幾布在同一平面內(nèi)了。這時(shí)，其偏心質(zhì)量很可能是分布在幾個(gè)不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。個(gè)不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)。1. 動(dòng)平衡的概念（雙面平衡的概念）動(dòng)平衡的概念（雙面平衡的概念）質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸線

8、上質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸線上丁剛db11-2剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，因而將形成慣性力矩，造成不平衡。這種不平衡，只有在因而將形成慣性力矩，造成不平衡。這種不平衡，只有在轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的情況下才能顯示出來(lái)。所謂剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的情況下才能顯示出來(lái)。所謂剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，就是不僅要平衡各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還就是不僅要平衡各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力，而且還要平衡這些慣性力所形成的慣性力矩。要平衡這些慣性力所形成的慣性力矩。d/b52. 動(dòng)平衡的計(jì)算動(dòng)平衡的計(jì)算(雙面平衡計(jì)算）

9、雙面平衡計(jì)算）丁剛動(dòng)平衡原理：動(dòng)平衡原理：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡1m2m3m1r2r3r1F2F3F當(dāng)轉(zhuǎn)子以等角速度當(dāng)轉(zhuǎn)子以等角速度 回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)時(shí)，它們產(chǎn)生的慣性力它們產(chǎn)生的慣性力F1、F2及及F3將形成一空間力系。將形成一空間力系。分別位于平面分別位于平面1、2及及3內(nèi)。內(nèi)。偏心質(zhì)量：偏心質(zhì)量：123,m m m123, ,r r r回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑：如何使這些如何使這些慣性力慣性力及它們所構(gòu)成的及它們所構(gòu)成的慣性力矩慣性力矩平衡？平衡？丁剛動(dòng)平衡原理：動(dòng)平衡原理：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡L1L3L2L1m2m3m1r

10、2r3r1F2F3FIII1IF2IF3IF1IIF2IIF3IIFIrImIFIIrIImIIF慣性力和慣性力矩同時(shí)平衡！慣性力和慣性力矩同時(shí)平衡！可以根據(jù)該轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，選定兩可以根據(jù)該轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，選定兩個(gè)平衡基面?zhèn)€平衡基面及及作為安裝平衡作為安裝平衡質(zhì)量的平面，并將上述的各個(gè)離質(zhì)量的平面，并將上述的各個(gè)離心慣性力分解到平面心慣性力分解到平面及及內(nèi)，內(nèi)，即將即將F1、F2及及F3分解為分解為F1、F2、 F(在平面在平面內(nèi)內(nèi))及及F1、F2、F（在平面（在平面內(nèi)）。這樣，就把內(nèi)）。這樣，就把空間力系的平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)空間力系的平衡問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)平面上的匯交力系的平衡問(wèn)題。平面上的匯交力系的

11、平衡問(wèn)題。顯然，只要在平面顯然，只要在平面及及內(nèi)適當(dāng)內(nèi)適當(dāng)?shù)馗骷右粋€(gè)平衡質(zhì)量，使兩平面地各加一個(gè)平衡質(zhì)量，使兩平面內(nèi)的慣性力之和均等于零，這個(gè)內(nèi)的慣性力之和均等于零，這個(gè)構(gòu)件也就完全平衡了。構(gòu)件也就完全平衡了。丁剛力的分解原理：力的分解原理：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡F1F1F1L1L力的分解原則力的分解原則1：11I1IIFFF力的分解原則力的分解原則2：111IFLFL 11I1LFFL11II1LLFFLF1F1F1L1L?丁剛質(zhì)量的質(zhì)量的“分解分解”：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡m1m1m1L1L質(zhì)量的質(zhì)量的“分解分解”原則

12、原則1：11I1IImmm質(zhì)量的質(zhì)量的“分解分解”原則原則2：111ImLmL 11I1LmmL11II1LLmmL考慮到質(zhì)徑積的概念，考慮到質(zhì)徑積的概念，在轉(zhuǎn)速和偏心質(zhì)量方位在轉(zhuǎn)速和偏心質(zhì)量方位一定的情況下，可變力一定的情況下，可變力的分解為質(zhì)量的的分解為質(zhì)量的分解分解。丁剛力的分解原理：力的分解原理：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡L1L3L2L1m2m3m1r2r3r1F2F3FIII1IF2IF3IF1IIF2IIF3IIFIrImIFIIrIImIIF丁剛11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡兩平衡基面兩平衡基面及及內(nèi)的平衡質(zhì)量及的大小及

13、方位的確定，與內(nèi)的平衡質(zhì)量及的大小及方位的確定，與前述靜平衡計(jì)算方法完全相同。前述靜平衡計(jì)算方法完全相同。平衡基面平衡基面：平衡條件是：平衡條件是各力的大小為：各力的大小為：平衡基面平衡基面的平衡方程是：的平衡方程是：可用同樣方法確定平衡基面可用同樣方法確定平衡基面II的平衡方程：的平衡方程：L1L3L2L1m2m3m1r2r3r1F2F3FIII1IF2IF3IF1IIF2IIF3IIFIrImIFIIrIImIIF1I2I3II0FFFF2111I111LLFFmrLL2222I222LLFFmrLL2333I333LLFFmrLL2IIIFmr1231 12 23 3I I0LLLm r

14、m rm rm rLLL1231 12 23 3II II0LLLLLLm rm rm rm rLLL丁剛11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)：剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)：選擇轉(zhuǎn)子兩端選擇轉(zhuǎn)子兩端I、II為兩平衡基面。要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，首先需要求得為兩平衡基面。要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，首先需要求得兩平衡基面上不平衡量的大小和方位。在兩端支承處布置測(cè)振傳感器兩平衡基面上不平衡量的大小和方位。在兩端支承處布置測(cè)振傳感器1，2，將拾取的信號(hào)同時(shí)加到解算電路，將拾取的信號(hào)同時(shí)加到解算電路3上，進(jìn)行信號(hào)處理，再經(jīng)過(guò)選頻放上，進(jìn)行信號(hào)處理，再經(jīng)過(guò)選頻放大器大器4選頻放大后，從

15、表選頻放大后，從表5上顯示出不平衡質(zhì)徑積的大小。由傳感器上顯示出不平衡質(zhì)徑積的大小。由傳感器1測(cè)測(cè)得的是基面得的是基面I上的不平衡量，由傳感器上的不平衡量，由傳感器2測(cè)得的是基面測(cè)得的是基面II上的不平衡上的不平衡量。量。丁剛0F00MF靜平衡條件：靜平衡條件：動(dòng)平衡條件：動(dòng)平衡條件：11-2 剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡剛性轉(zhuǎn)子的靜平衡及動(dòng)平衡動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子必定是靜平衡的。但其逆未必真！動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子必定是靜平衡的。但其逆未必真！丁剛11-3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度q剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)自學(xué)。認(rèn)真進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備！自學(xué)。認(rèn)真進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備！丁剛11-3 剛

16、性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度q轉(zhuǎn)子的平衡精度轉(zhuǎn)子的平衡精度轉(zhuǎn)子要完全平衡是不可能的，實(shí)際上，也不需要過(guò)高要求轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)子要完全平衡是不可能的，實(shí)際上，也不需要過(guò)高要求轉(zhuǎn)子的平衡精度，而應(yīng)以滿足實(shí)際工作要求為度。為此，對(duì)不同工作要求的轉(zhuǎn)子精度，而應(yīng)以滿足實(shí)際工作要求為度。為此，對(duì)不同工作要求的轉(zhuǎn)子規(guī)定了不同的許用不平衡量，即轉(zhuǎn)子殘余不平衡量。規(guī)定了不同的許用不平衡量，即轉(zhuǎn)子殘余不平衡量。許用不平衡量許用不平衡量的兩種表示法：的兩種表示法：(1) 用質(zhì)徑積用質(zhì)徑積mr（單位（單位gmm）表示；）表示；(2) 用偏心距用偏心距e（單位是（單位是 m）表示。）表示。對(duì)于質(zhì)量

17、為對(duì)于質(zhì)量為m的轉(zhuǎn)子，兩者的關(guān)系為：的轉(zhuǎn)子，兩者的關(guān)系為： mreme可以理解為轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的不平衡量。一般用可以理解為轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的不平衡量。一般用mr來(lái)表示具體轉(zhuǎn)子不來(lái)表示具體轉(zhuǎn)子不平衡量大小，用平衡量大小，用e來(lái)表示轉(zhuǎn)子的來(lái)表示轉(zhuǎn)子的不平衡度不平衡度。丁剛11-3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度q轉(zhuǎn)子的平衡精度轉(zhuǎn)子的平衡精度 1000eAmm/s,為轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速（單位是為轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速（單位是rad/s）。）。ISO1940丁剛11-3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的許用不平衡量推薦值剛性轉(zhuǎn)子的許用不平衡量推薦值平衡精度等級(jí)

18、平衡精度等級(jí) G轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 子子 類類 型型 舉舉 例例G40004000剛性安裝的具有奇數(shù)汽缸的低速船用柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置剛性安裝的具有奇數(shù)汽缸的低速船用柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G16001600剛性安裝的大型兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置剛性安裝的大型兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G630630剛性安裝的大型四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置；彈性安裝的船用柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置剛性安裝的大型四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置；彈性安裝的船用柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G250250剛性安裝的高速四缸柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置剛性安裝的高速四缸柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G100100六缸和六缸以上高速柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車用發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）六

19、缸和六缸以上高速柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車用發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）G4040汽車輪、輪緣、輪組、傳動(dòng)軸；彈性安裝的六缸或六缸以上高速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）汽車輪、輪緣、輪組、傳動(dòng)軸；彈性安裝的六缸或六缸以上高速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）曲軸傳動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置曲軸傳動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G1616特殊要求的傳動(dòng)軸（螺旋槳軸、萬(wàn)向節(jié)軸）；破碎機(jī)的零件；農(nóng)用機(jī)械；汽車和機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)（汽特殊要求的傳動(dòng)軸（螺旋槳軸、萬(wàn)向節(jié)軸）；破碎機(jī)的零件；農(nóng)用機(jī)械；汽車和機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)（汽油機(jī)或柴油機(jī)）；有特殊要求的六缸或六缸以上發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置油機(jī)或柴油機(jī)）；

20、有特殊要求的六缸或六缸以上發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G6.36.3作業(yè)機(jī)械的零件；船用主汽輪機(jī)齒輪（商船用）；離心機(jī)鼓輪；風(fēng)扇；裝配好的航空燃?xì)廨啓C(jī)；作業(yè)機(jī)械的零件；船用主汽輪機(jī)齒輪（商船用）；離心機(jī)鼓輪；風(fēng)扇；裝配好的航空燃?xì)廨啓C(jī)；泵轉(zhuǎn)子；機(jī)床和一般機(jī)械零件；普通電機(jī)轉(zhuǎn)子；有特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)部件泵轉(zhuǎn)子；機(jī)床和一般機(jī)械零件；普通電機(jī)轉(zhuǎn)子；有特殊要求的發(fā)動(dòng)機(jī)部件G2.52.5燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)，包括船用主汽輪機(jī)（商船用）；剛性汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；透平壓縮機(jī)；機(jī)床傳燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)，包括船用主汽輪機(jī)（商船用）；剛性汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；透平壓縮機(jī)；機(jī)床傳動(dòng)裝置；有特殊要求的中型和大型電機(jī)轉(zhuǎn)子；小型電機(jī)轉(zhuǎn)子；透平驅(qū)動(dòng)泵

21、動(dòng)裝置；有特殊要求的中型和大型電機(jī)轉(zhuǎn)子；小型電機(jī)轉(zhuǎn)子；透平驅(qū)動(dòng)泵G11磁帶記錄儀和錄音機(jī)的傳動(dòng)裝置；磨床傳動(dòng)裝置；有特殊要求的小型電機(jī)轉(zhuǎn)子磁帶記錄儀和錄音機(jī)的傳動(dòng)裝置；磨床傳動(dòng)裝置；有特殊要求的小型電機(jī)轉(zhuǎn)子G0.40.4精密磨床主軸、砂輪盤(pán)及電機(jī)轉(zhuǎn)子；陀螺儀精密磨床主軸、砂輪盤(pán)及電機(jī)轉(zhuǎn)子；陀螺儀 A1000e丁剛11-3 剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度剛性轉(zhuǎn)子的平衡試驗(yàn)及平衡精度例題：例題：一個(gè)一般機(jī)械轉(zhuǎn)子，質(zhì)量一個(gè)一般機(jī)械轉(zhuǎn)子，質(zhì)量m= =70kg，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=3000r/min， 兩平衡基兩平衡基面面、至質(zhì)心的距離分別為至質(zhì)心的距離分別為a=40cm，b=60cm, ,試確定兩平衡基試確定

22、兩平衡基面內(nèi)的許用不平衡量。面內(nèi)的許用不平衡量。丁剛11-4 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介q撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)在很多高速與大型回轉(zhuǎn)機(jī)械中，轉(zhuǎn)子的工作速度往往超過(guò)其本身的臨界在很多高速與大型回轉(zhuǎn)機(jī)械中，轉(zhuǎn)子的工作速度往往超過(guò)其本身的臨界速度，這些轉(zhuǎn)子在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中將產(chǎn)生明顯的變形速度，這些轉(zhuǎn)子在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中將產(chǎn)生明顯的變形動(dòng)撓度動(dòng)撓度，因而引，因而引起或加劇其支承的振動(dòng)。由于動(dòng)撓度的出現(xiàn)，使轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)復(fù)雜起或加劇其支承的振動(dòng)。由于動(dòng)撓度的出現(xiàn)，使轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)復(fù)雜化了，即除由于質(zhì)量分布不均造成的不平衡外，增加了由于轉(zhuǎn)子彈性變化了，即除由于質(zhì)量分布不均造成

23、的不平衡外，增加了由于轉(zhuǎn)子彈性變形造成的不平衡，而后者又隨工作轉(zhuǎn)速按復(fù)雜規(guī)律變化。形造成的不平衡，而后者又隨工作轉(zhuǎn)速按復(fù)雜規(guī)律變化。GB/T 6557-2009撓性轉(zhuǎn)子機(jī)械平衡的方法與準(zhǔn)則撓性轉(zhuǎn)子機(jī)械平衡的方法與準(zhǔn)則丁剛11-4 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介q撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)丁剛11-4 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介q撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的兩個(gè)特點(diǎn)：撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的兩個(gè)特點(diǎn)：1）轉(zhuǎn)子的不平衡質(zhì)量對(duì)支承引起的動(dòng)壓力和轉(zhuǎn)子彈性變形的形狀隨）轉(zhuǎn)子的不平衡質(zhì)量對(duì)支承引起的動(dòng)壓力和轉(zhuǎn)子彈性變形的形狀隨轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速而變化，

24、因此，在某一轉(zhuǎn)速下平衡好的轉(zhuǎn)子，不能保轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速而變化，因此，在某一轉(zhuǎn)速下平衡好的轉(zhuǎn)子，不能保證在其它轉(zhuǎn)速下也是平衡的。證在其它轉(zhuǎn)速下也是平衡的。2）減小或消除支承動(dòng)壓力，不一定能減小轉(zhuǎn)子的彎曲變形。而明顯）減小或消除支承動(dòng)壓力，不一定能減小轉(zhuǎn)子的彎曲變形。而明顯的彎曲變形將對(duì)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和工作性能產(chǎn)生有害影響。的彎曲變形將對(duì)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和工作性能產(chǎn)生有害影響。丁剛11-4 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介q撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子的平衡要解兩個(gè)問(wèn)題：撓性轉(zhuǎn)子的平衡要解兩個(gè)問(wèn)題：1）根據(jù)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中測(cè)得的動(dòng)撓度或?qū)χС械膭?dòng)壓力，找出不平）根據(jù)轉(zhuǎn)子運(yùn)

25、轉(zhuǎn)過(guò)程中測(cè)得的動(dòng)撓度或?qū)χС械膭?dòng)壓力，找出不平衡量的分布規(guī)律；衡量的分布規(guī)律；2）根據(jù)不平衡量的分布規(guī)律，確定所需平衡質(zhì)量的大小、相位和沿）根據(jù)不平衡量的分布規(guī)律，確定所需平衡質(zhì)量的大小、相位和沿軸向的安放位置，以消除或減少支承動(dòng)壓力和轉(zhuǎn)子的動(dòng)撓度，并保證軸向的安放位置，以消除或減少支承動(dòng)壓力和轉(zhuǎn)子的動(dòng)撓度，并保證在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。要同時(shí)解決這兩個(gè)問(wèn)題，再用剛性轉(zhuǎn)子雙面平衡法就不夠了，而應(yīng)根要同時(shí)解決這兩個(gè)問(wèn)題，再用剛性轉(zhuǎn)子雙面平衡法就不夠了，而應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)子彈性變形的規(guī)律，采用多平衡面并在幾種轉(zhuǎn)速下進(jìn)行平衡。因據(jù)轉(zhuǎn)子彈性變形的規(guī)律，采用多平衡面并在幾種轉(zhuǎn)速下進(jìn)行

26、平衡。因此，撓性轉(zhuǎn)子的平衡也叫多面平衡或振型平衡。此，撓性轉(zhuǎn)子的平衡也叫多面平衡或振型平衡。丁剛11-4 撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡簡(jiǎn)介q撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)撓性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡及其特點(diǎn)丁剛11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介設(shè)機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量為設(shè)機(jī)構(gòu)的總質(zhì)量為m，其，其質(zhì)心質(zhì)心S的加速度為的加速度為aS，則機(jī)構(gòu)的總慣性力，則機(jī)構(gòu)的總慣性力F=-maS，由于，由于m不可能為零，所以欲使總慣性力不可能為零，所以欲使總慣性力F=0必須使必須使aS=0，也就是，也就是說(shuō)機(jī)構(gòu)的質(zhì)心應(yīng)作等速直線運(yùn)動(dòng)或靜止不動(dòng)。由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是周期說(shuō)機(jī)構(gòu)的質(zhì)心應(yīng)作等速直線運(yùn)動(dòng)或靜止不動(dòng)。由于機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是周期性重復(fù)的，

27、其質(zhì)心不可能總是作等速直線運(yùn)動(dòng)，因此欲使性重復(fù)的，其質(zhì)心不可能總是作等速直線運(yùn)動(dòng)，因此欲使aS=0，唯一，唯一的可能的方法是使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心靜止不動(dòng)。根據(jù)這個(gè)論斷，在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)的可能的方法是使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心靜止不動(dòng)。根據(jù)這個(gè)論斷，在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行平衡時(shí)，就是運(yùn)用增加平衡質(zhì)量的方法使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心行平衡時(shí)，就是運(yùn)用增加平衡質(zhì)量的方法使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心S落在機(jī)架上并落在機(jī)架上并且固定不動(dòng)。且固定不動(dòng)。機(jī)座上的平衡機(jī)座上的平衡丁剛l 利用機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置達(dá)到平衡利用機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置達(dá)到平衡11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介q完全平衡法完全平衡法 完全平衡是使機(jī)構(gòu)的總慣性力恒為零。為此需使機(jī)構(gòu)的質(zhì)完全平衡是使機(jī)構(gòu)的總慣性力恒

28、為零。為此需使機(jī)構(gòu)的質(zhì)心心S恒固定不動(dòng)。而為了達(dá)到完全平衡的目的，可以采取恒固定不動(dòng)。而為了達(dá)到完全平衡的目的，可以采取以下兩種不同的措施：以下兩種不同的措施：l 利用平衡質(zhì)量達(dá)到平衡利用平衡質(zhì)量達(dá)到平衡丁剛11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介l 利用機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置達(dá)到平衡利用機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置達(dá)到平衡丁剛11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介l 利用平衡質(zhì)量達(dá)到平衡利用平衡質(zhì)量達(dá)到平衡丁剛l 利用非完全對(duì)稱機(jī)構(gòu)達(dá)到平衡利用非完全對(duì)稱機(jī)構(gòu)達(dá)到平衡l 利用利用加平衡質(zhì)量法達(dá)到平衡加平衡質(zhì)量法達(dá)到平衡11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介q部分平衡法部分平衡法丁剛11-5 平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介平面機(jī)構(gòu)平衡簡(jiǎn)介 當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在某些位置，兩個(gè)滑塊的加速度方向相反，當(dāng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在某些位置，兩個(gè)滑塊的加速度方向相反，它們的慣性力也相反可以相互平衡。但由于運(yùn)動(dòng)規(guī)律不完全它們的慣性力也相反可以相互平衡。但由于運(yùn)動(dòng)規(guī)律不完全相應(yīng)，所以只能部分平衡其慣性力。相應(yīng)，所以只能部分平衡其慣性力。l 利用非完全對(duì)稱機(jī)構(gòu)達(dá)到平衡利用非完全對(duì)稱機(jī)構(gòu)達(dá)到平衡丁剛1