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1、第十七章 机械的平衡与调速,概述回转件的静平衡回转件的动平衡机器速度波动的调节,概述,转动惯性力附加动压力,磨擦力,强度振动、工作精度效率、可靠性甚至共振。故需平衡。,机械动能变化速度变化附加动压力。需调速。,回转件的静平衡,一、回转件的静平衡计算,对于轴向尺寸较小的盘状转子即宽径比(B/D)小于0.2,例如齿轮、盘形凸轮、带轮、链轮及叶轮等,它们的质量可以视为分布在同一平面内。如图所示,红色小块为偏心质量,转子在运转过程中必然产生惯性力,从而在转动副中引起附加动压力。刚性转子的静平衡就是利用在刚性转子上加减平衡质量的方法,使其质心回到回转轴线上,从而使转子的惯性力得以平衡的一种平衡措施。,右
2、图:各不平衡质量产生之离心惯性力合力不为零。在同平面加减一质量使之平衡。即:,可写为:,mr为质径积,是矢量右图即为:,二、回转件的静平衡试验,经平衡计算加平衡重还须逐个进行静平衡试验。,若结构上不可能在所需平衡面内增减平衡质量,则可在另选两平面内增减质量使之平衡。,L/D0.2的回转件,须动平衡。方法:将各面不平衡质量等效分解到选定的两个平面,在该两平面内进行平衡。,一、回转件的动平衡计算,回转件的动平衡,则可认为偏心质量集中在T和T两平面内,分别平衡即可。,二、回转件的动平衡试验,由于动平衡同时满足了静平衡条件,故达到动平衡的回转体一定是静平衡的,但满足静平衡的回转体不一定达到动平衡。,L
3、/D0.2的回转件,须作动平衡试验。,机器速度波动的调节,一、机器速度波动的原因及类型 启动阶段 驱动功消耗功 稳定运转阶段 驱动功=消耗功 停车阶段 驱动功消耗功,分类:,1、周期性速度波动,机械能增减呈周期性变化,一个周期内WdWr,解决方法:安装飞轮作用:将速度波动限制在一定范围内。,2、非周期性速度波动,机械能增减呈不规则的变化。,用飞轮不能解决,需用调速器,二、周期性速度波动的调节 机械运转的平均角速度和不均匀系数 平均角速度:,机械运转的不均匀系数,查表171,如知:和m便可求得,飞轮转动惯量的计算,设计飞轮是根据m,设计飞轮转动惯量。,最大盈亏功:一个周期中最大动能与最小动能之差
4、,2.非周期性速度波动如果驱动力或阻力无规律地变化,会引起机械运转速度波动规则随机且无一定周期,这种现象称为非周期性波动,此时飞轮已不能达到调节速度的目的,需采用特殊的调速器。当外力(驱动力和阻力)的变化是随机的、不规则的,没有一定的周期性时,机械和速度也呈非周期性波动。当盈功过多时,速度可能变得太快;当亏功过多时,速度可能变得太慢。为此,必须调节驱动力作功和阻力作功的比值,此时飞轮已不能满足要求,只能采用特殊的装置使驱动力所作的功随阻力作功的变化而变化,并使两功趋于平衡,以使机械平稳运转。这种特殊的装置称为调速器。(见调速器的原理),前角0:前刀面与基面间的夹角(在主剖面中测量)。,图1.11(a)主剖面系标注的刀具角度,