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1、机械设计基础机械设计基础成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院成都理工大学工程技术学院机械工程教研室机械工程教研室机械工程教研室机械工程教研室唐克岩唐克岩唐克岩唐克岩8/3/20241第第8 8章章 回转件的平衡回转件的平衡本章要求：本章要求：掌握回转体平衡的目的和平衡计算，掌握回转体平衡的目的和平衡计算，了解回转体的平衡实验。了解回转体的平衡实验。本章重点和难点：本章重点和难点：回转体的平衡计算。回转体的平衡计算。8/3/20242教学内容：教学内容： 82 82 回转件的平衡计算回转件的平衡计算回转件的平衡计算回转件的平衡计算 81 81 回转件平衡的目的
2、、分类及方法回转件平衡的目的、分类及方法回转件平衡的目的、分类及方法回转件平衡的目的、分类及方法 83 83 回转件的平衡实验回转件的平衡实验回转件的平衡实验回转件的平衡实验8/3/20243881 1 回转件平衡的目的、分类及方法回转件平衡的目的、分类及方法一、平衡的目的一、平衡的目的一、平衡的目的一、平衡的目的： 回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问回转体平衡和机械调速是两个不同的机械动力学问题。在机械设计中，特别是设计高速机械和精密机械时题。在机械设计中，特别是设计高速机械和精密机械时题。在机
3、械设计中，特别是设计高速机械和精密机械时题。在机械设计中，特别是设计高速机械和精密机械时必须予以考虑。必须予以考虑。必须予以考虑。必须予以考虑。 机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。呈周期性变化的惯
4、性力。呈周期性变化的惯性力。呈周期性变化的惯性力。 对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。这就是机械的平衡问题，也
5、是机械平衡的目的所在。这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。8/3/202441).1).1).1).转子平衡转子平衡转子平衡转子平衡 转子平衡问题：转子平衡问题：转子平衡问题：转子平衡问题：绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性力矩的平衡问题。力矩的平衡问题。力矩的平衡问题。力矩的平衡问题。 刚性转子的平衡问题：刚性转子的平衡问题：刚性转子的平衡问题：刚性转子的平衡问题：转子转速低于一临界转速，挠曲线转子转速低于一临界转速，挠曲线转子转速低于一临界转速，挠曲线转子转速低于一临界转速，挠曲
6、线变形忽略变形忽略变形忽略变形忽略 挠性转子的平衡问题：挠性转子的平衡问题：挠性转子的平衡问题：挠性转子的平衡问题：转子转速高于一临界转速，其旋转子转速高于一临界转速，其旋转子转速高于一临界转速，其旋转子转速高于一临界转速，其旋转轴线的挠曲线的变形不能忽略。转轴线的挠曲线的变形不能忽略。转轴线的挠曲线的变形不能忽略。转轴线的挠曲线的变形不能忽略。 研研研研究究究究惯惯惯惯性性性性力力力力分分分分布布布布及及及及其其其其变变变变化化化化规规规规律律律律，并并并并采采采采取取取取相相相相应应应应的的的的措措措措施施施施对对对对惯惯惯惯性性性性力力力力进进进进行行行行平平平平衡衡衡衡，减减减减小小小
7、小或或或或消消消消除除除除所所所所产产产产生生生生的的的的附附附附加加加加动动动动压压压压力力力力、减减减减轻轻轻轻振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。振动、改善机械的工作性能和提高使用寿命。二、平衡的分类二、平衡的分类二、平衡的分类二、平衡的分类：8/3/20245各计算方法的特点：各计算方法的特点：各计算方法的特点：各计算方法的特点： 图解法图解法图解法图解法与与与与解析法解析法解析法解析法。图解法简单方便；解析法计算结果准确，。图解法简单方便；解析法计算结果准确，。图解法简单方便；解析法计算结果准确，。图
8、解法简单方便；解析法计算结果准确，它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。它们皆用在各不平衡质量大小及质心位置已知的情况下。试验法试验法试验法试验法则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经则适用于各平衡质量大小及质心位置未知的情况下或虽经计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差计算法加平衡配重平衡，但实际由
9、于材质不均匀、安装制造误差计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。 2) 2) 2) 2)机构平衡机构平衡机构平衡机构平衡机构的平衡：机构的平衡：机构的平衡：机构的平衡：为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动
10、而采用力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如内燃机曲柄连杆机构等的平衡。内燃机曲柄连杆机构等的平衡。内燃机曲柄连杆机构等的平衡。内燃机曲柄连杆机构等的平衡。三、研究机械平衡的方法：三、研究机械平衡的方法：三、研究机械平衡的方法：三、研究机械平衡的方法：8/3/20246一、
11、转子平衡的分类一、转子平衡的分类一、转子平衡的分类一、转子平衡的分类1.1.概念：概念：由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因，均会引起偏心原因，均会引起偏心原因，均会引起偏心原因，均会引起偏心( ( ( (质心偏离形心质心偏离形心质心偏离形心质心偏离形心) ) ) )。由于偏心将导致转子运转。由于偏心将导致转子运转。由于偏心将导致转子运转。由于偏心将导致转子运转时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减时产生离心惯性力，从
12、而使转子处于不平衡状态。在转子上加减时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡2.
13、2.2.2.分类：分类：分类：分类：根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静平衡和动平衡平衡和动平衡平衡和动平衡平衡和动平衡。 1)1)静平衡静平衡8.1.1 8.1.1 转子的平衡问题转子的平衡问题8/3/202472).2).动平衡动平衡对于这种转子的不平衡问题进行平衡时，一般的方法是先选定对于这种转子的不平衡问题进行平衡时，一般的方法是先选定对于这种转子的不平衡问题进行平衡时，一般的方法是先选定对于这种转子的不平衡问题进行平衡时，一般的方
14、法是先选定两个辅助平面，再将各个质量按其所在平面与两辅助平面的距两个辅助平面，再将各个质量按其所在平面与两辅助平面的距两个辅助平面，再将各个质量按其所在平面与两辅助平面的距两个辅助平面，再将各个质量按其所在平面与两辅助平面的距离的比值，按比例将质量分解到两辅助平面上，最后再采用静离的比值，按比例将质量分解到两辅助平面上，最后再采用静离的比值，按比例将质量分解到两辅助平面上，最后再采用静离的比值，按比例将质量分解到两辅助平面上，最后再采用静平衡的方法使这两个辅助平面达到静平衡。（平衡的方法使这两个辅助平面达到静平衡。（平衡的方法使这两个辅助平面达到静平衡。（平衡的方法使这两个辅助平面达到静平衡。
15、（亦称双面平衡亦称双面平衡亦称双面平衡亦称双面平衡）8/3/2024882 回转体的平衡计算回转体的平衡计算1.1.1.1.质量分布在同一回转面内平衡计算质量分布在同一回转面内平衡计算质量分布在同一回转面内平衡计算质量分布在同一回转面内平衡计算原理：原理：原理：原理：对于轴向宽度不大的转子，其质量可近似认为在同一回对于轴向宽度不大的转子，其质量可近似认为在同一回对于轴向宽度不大的转子，其质量可近似认为在同一回对于轴向宽度不大的转子，其质量可近似认为在同一回转平面内，回转体其质量不平衡产生的离心惯性力可用平面汇交转平面内，回转体其质量不平衡产生的离心惯性力可用平面汇交转平面内，回转体其质量不平衡
16、产生的离心惯性力可用平面汇交转平面内，回转体其质量不平衡产生的离心惯性力可用平面汇交力系表示，因合力不为零回转体不平衡，产生不均匀转动，转速力系表示，因合力不为零回转体不平衡，产生不均匀转动，转速力系表示，因合力不为零回转体不平衡，产生不均匀转动，转速力系表示，因合力不为零回转体不平衡，产生不均匀转动，转速逐渐降低，静止时合力方向在铅垂线轴心下方。在铅垂线上方，逐渐降低，静止时合力方向在铅垂线轴心下方。在铅垂线上方，逐渐降低，静止时合力方向在铅垂线轴心下方。在铅垂线上方，逐渐降低，静止时合力方向在铅垂线轴心下方。在铅垂线上方，做一平衡质量做一平衡质量做一平衡质量做一平衡质量mb mb mb m
17、b ，使其产生的离心力与汇交力系合力矢大小相，使其产生的离心力与汇交力系合力矢大小相，使其产生的离心力与汇交力系合力矢大小相，使其产生的离心力与汇交力系合力矢大小相等，方向相反，保持均匀转动。等，方向相反，保持均匀转动。等，方向相反，保持均匀转动。等，方向相反，保持均匀转动。计算：计算：计算：计算：如图示回转体，若使回转体平衡如图示回转体，若使回转体平衡如图示回转体，若使回转体平衡如图示回转体，若使回转体平衡，则应在回转体内，增加或减少一平衡，则应在回转体内，增加或减少一平衡，则应在回转体内，增加或减少一平衡，则应在回转体内，增加或减少一平衡质量。使其产生的离心力质量。使其产生的离心力质量。使
18、其产生的离心力质量。使其产生的离心力FbFbFbFb与原力系的与原力系的与原力系的与原力系的离心力的矢量和离心力的矢量和离心力的矢量和离心力的矢量和FiFiFiFi等于零，此时回转等于零，此时回转等于零，此时回转等于零，此时回转体必达到平衡状态。体必达到平衡状态。体必达到平衡状态。体必达到平衡状态。F F F Fi iF Fb b 0 08/3/20249 约掉约掉约掉约掉 整理得：整理得：整理得：整理得：式中式中式中式中 、 分别为回转平面内各偏心分别为回转平面内各偏心分别为回转平面内各偏心分别为回转平面内各偏心质量及其向径；质量及其向径；质量及其向径；质量及其向径； 、 分别为平衡质量分别
19、为平衡质量分别为平衡质量分别为平衡质量及其向径。及其向径。及其向径。及其向径。 称为称为称为称为质径积质径积质径积质径积，若，若，若，若e e e e等于零则等于零则等于零则等于零则表示总质心与回转体轴线重合，回转体表示总质心与回转体轴线重合，回转体表示总质心与回转体轴线重合，回转体表示总质心与回转体轴线重合，回转体质量对回转轴线静力矩等于零，称为静质量对回转轴线静力矩等于零，称为静质量对回转轴线静力矩等于零，称为静质量对回转轴线静力矩等于零，称为静平衡（单面平衡平衡（单面平衡平衡（单面平衡平衡（单面平衡) ) ) )。由此可见，。由此可见，。由此可见，。由此可见，机械静机械静机械静机械静平衡
20、的条件是：平衡的条件是：平衡的条件是：平衡的条件是：F F F Fi iF Fb b 0 0平衡的条件：平衡的条件：平衡的条件：平衡的条件：式中：式中：式中：式中： F F F F为总离心力。分别用为总离心力。分别用为总离心力。分别用为总离心力。分别用质量质量质量质量和和和和向径向径向径向径表示，可写成表示，可写成表示，可写成表示，可写成: : : :分布于该回转件上各个质量的离心力分布于该回转件上各个质量的离心力分布于该回转件上各个质量的离心力分布于该回转件上各个质量的离心力( ( ( (或质径积或质径积或质径积或质径积) ) ) )的向量和等于零，的向量和等于零，的向量和等于零，的向量和等
21、于零，即回转件的质心与回转轴线重合。即回转件的质心与回转轴线重合。即回转件的质心与回转轴线重合。即回转件的质心与回转轴线重合。8/3/202410例题例题例题例题1 1： 如下图所示的盘形转子，已知同一回转平面内的不平衡质量如下图所示的盘形转子，已知同一回转平面内的不平衡质量如下图所示的盘形转子，已知同一回转平面内的不平衡质量如下图所示的盘形转子，已知同一回转平面内的不平衡质量 ，它们的向径分别为，它们的向径分别为，它们的向径分别为，它们的向径分别为 ，则有则有则有则有求求求求应加的平衡质量应加的平衡质量应加的平衡质量应加的平衡质量 及其向经及其向经及其向经及其向经 。 此向量方程式中只有此向
22、量方程式中只有此向量方程式中只有此向量方程式中只有 未知，未知，未知，未知，可用图解法进行求解可用图解法进行求解可用图解法进行求解可用图解法进行求解。解：解：解：解： 由公式由公式由公式由公式得得得得：8/3/202411 由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安由于实际结构的限制，有时在所需平衡的回转面上不能安装平衡质量，如装平衡质量，如装平衡质量，如装平衡质量，如图图图图所示单缸曲轴便属于这类情况。所示单缸曲轴便属于这类情况。所示单缸曲轴便属于这类情况。所示单缸曲轴便属于这类情况。
23、8/3/202412欲使欲使欲使欲使F F F Fb b b b 和和和和F F F Fb b b b完全取代完全取代完全取代完全取代F F F Fb b b b，则必需满足平行力分解的关系式，则必需满足平行力分解的关系式，则必需满足平行力分解的关系式，则必需满足平行力分解的关系式，即：即：即：即： F F F Fb b b b + + + +F F F Fb b b b=F F F Fb b b b F F F Fb b b b l=Fl=Fl=Fl=Fb b b bl l l l以以以以l= l+ll= l+ll= l+ll= l+l代入，解以上二式得：代入，解以上二式得：代入，解以上二式
24、得：代入，解以上二式得：若取若取若取若取rb =rb =rbrb =rb =rbrb =rb =rbrb =rb =rb ，则上式简化为：，则上式简化为：，则上式简化为：，则上式简化为：8/3/202413 由式由式由式由式(8-3)(8-3)(8-3)(8-3)和和和和(8-4)(8-4)(8-4)(8-4)可知，可知，可知，可知，任何一个质径积都任何一个质径积都任何一个质径积都任何一个质径积都可以用任意选定的两个回转平面可以用任意选定的两个回转平面可以用任意选定的两个回转平面可以用任意选定的两个回转平面TTTT和和和和T T T T内内内内的两个质径积来代替。若向径不变，任一质的两个质径积
25、来代替。若向径不变，任一质的两个质径积来代替。若向径不变，任一质的两个质径积来代替。若向径不变，任一质量都可用任选的两个回转平面内的两个质量量都可用任选的两个回转平面内的两个质量量都可用任选的两个回转平面内的两个质量量都可用任选的两个回转平面内的两个质量来代替。来代替。来代替。来代替。结论：结论：8/3/2024142 2、质量分布不在同一回转面内平衡计算、质量分布不在同一回转面内平衡计算、质量分布不在同一回转面内平衡计算、质量分布不在同一回转面内平衡计算 轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能再近似地认为轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能再近似地认为轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能
26、再近似地认为轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能再近似地认为是位于同一回转面内，而应看作分布于垂直于轴线的许多互相是位于同一回转面内，而应看作分布于垂直于轴线的许多互相是位于同一回转面内，而应看作分布于垂直于轴线的许多互相是位于同一回转面内，而应看作分布于垂直于轴线的许多互相平行的回转面内。这类回转件转动时所产生的离心力系不再是平行的回转面内。这类回转件转动时所产生的离心力系不再是平行的回转面内。这类回转件转动时所产生的离心力系不再是平行的回转面内。这类回转件转动时所产生的离心力系不再是平面汇交力系，而是空间力系。因此，单靠在某一回转面内加平面汇交力系，而是空间力系。因此，单靠在某一回转面内
27、加平面汇交力系，而是空间力系。因此，单靠在某一回转面内加平面汇交力系，而是空间力系。因此，单靠在某一回转面内加一平衡质量的静平衡方法并不能消除这类回转件转动时的不平一平衡质量的静平衡方法并不能消除这类回转件转动时的不平一平衡质量的静平衡方法并不能消除这类回转件转动时的不平一平衡质量的静平衡方法并不能消除这类回转件转动时的不平衡。衡。衡。衡。例题例题例题例题2 2如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：8/3/202415 这种不平衡通常在回转件运转的情况下才能完全显示出这种不平衡通常在回转件运转的情况下才能完全显示出这种不平衡通常在回转件运转的情况下才能完全显示出这种不平衡通常在回转件运转的情
28、况下才能完全显示出来，来，来，来，故称为故称为动不平衡动不平衡动不平衡动不平衡。对于动不平衡的回转件，。对于动不平衡的回转件，必须选择必须选择必须选择必须选择两个垂直于轴线的校正平面，并在这两个面上适当附加两个垂直于轴线的校正平面，并在这两个面上适当附加两个垂直于轴线的校正平面，并在这两个面上适当附加两个垂直于轴线的校正平面，并在这两个面上适当附加（或去除）各自的平衡质量，使各质量产生的离心力与力（或去除）各自的平衡质量，使各质量产生的离心力与力（或去除）各自的平衡质量，使各质量产生的离心力与力（或去除）各自的平衡质量，使各质量产生的离心力与力偶矩都达到平衡，偶矩都达到平衡，偶矩都达到平衡，偶
29、矩都达到平衡，这种平衡称为这种平衡称为动平衡（双面平衡）动平衡（双面平衡）。因此，回转件的动平衡条件是：因此，回转件的动平衡条件是：因此，回转件的动平衡条件是：因此，回转件的动平衡条件是：回转件上各质量的离心力回转件上各质量的离心力回转件上各质量的离心力回转件上各质量的离心力的向量和等于零，且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于的向量和等于零，且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于的向量和等于零，且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于的向量和等于零，且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。零。零。零。结论：结论：8/3/202416例题例题例题例题3 3 如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：8/
30、3/202417 因此，上述回转件的不平衡质量可以认为完全集中因此，上述回转件的不平衡质量可以认为完全集中因此，上述回转件的不平衡质量可以认为完全集中因此，上述回转件的不平衡质量可以认为完全集中在在在在TT和和和和T T 两个回转面内。对于回转面两个回转面内。对于回转面两个回转面内。对于回转面两个回转面内。对于回转面TT，其平衡方程为：，其平衡方程为：，其平衡方程为：，其平衡方程为：由公式（由公式（由公式（由公式（8-48-4）得：）得：）得：）得： 8/3/202418（1 1）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图
31、所示。由此求出质径积mmb br rb b 。选定。选定。选定。选定r rb b 后即可确定后即可确定后即可确定后即可确定mmb b 。8/3/202419同理，对于回转面同理，对于回转面同理，对于回转面同理，对于回转面T T ，其平衡方程为：，其平衡方程为：，其平衡方程为：，其平衡方程为：（2 2）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图所示。由此求出质径积）作向量图如图所示。由此求出质径积mmb b r rb b 。选定。选定。选定。选定r rb b 后即可确定后即可确定后即可确定后即可确定mmb b 。8/3/202420特别提示：特别提示：特别提
32、示：特别提示：1)1)动平衡的不平衡质量与所选两个校正平面的相对位置有动平衡的不平衡质量与所选两个校正平面的相对位置有动平衡的不平衡质量与所选两个校正平面的相对位置有动平衡的不平衡质量与所选两个校正平面的相对位置有关；关；关；关；2)2)动平衡包含了静平衡的条件，故经动平衡的回转件一定动平衡包含了静平衡的条件，故经动平衡的回转件一定动平衡包含了静平衡的条件，故经动平衡的回转件一定动平衡包含了静平衡的条件，故经动平衡的回转件一定也是静平衡的。但是，静平衡的回转件却不一定是动平也是静平衡的。但是，静平衡的回转件却不一定是动平也是静平衡的。但是，静平衡的回转件却不一定是动平也是静平衡的。但是，静平衡
33、的回转件却不一定是动平衡的。衡的。衡的。衡的。动平衡动平衡动平衡动平衡静平衡静平衡静平衡静平衡一定一定一定一定不一定不一定不一定不一定8/3/2024218-3 8-3 回转件的平衡试验回转件的平衡试验 结构上不对称于回转轴线的回转件，可以根据质量分结构上不对称于回转轴线的回转件，可以根据质量分结构上不对称于回转轴线的回转件，可以根据质量分结构上不对称于回转轴线的回转件，可以根据质量分布情况计算出所需的平衡质量，使它满足平衡条件。这样，布情况计算出所需的平衡质量，使它满足平衡条件。这样，布情况计算出所需的平衡质量，使它满足平衡条件。这样，布情况计算出所需的平衡质量，使它满足平衡条件。这样，它就
34、和对称于回转轴线的回转件一样在理论上达到完全平它就和对称于回转轴线的回转件一样在理论上达到完全平它就和对称于回转轴线的回转件一样在理论上达到完全平它就和对称于回转轴线的回转件一样在理论上达到完全平衡。衡。衡。衡。 对于结构对称的回转件，由于制造和装配误差以及材对于结构对称的回转件，由于制造和装配误差以及材对于结构对称的回转件，由于制造和装配误差以及材对于结构对称的回转件，由于制造和装配误差以及材质不均匀等原因，也会引起不平衡，而这种不平衡是无法质不均匀等原因，也会引起不平衡，而这种不平衡是无法质不均匀等原因，也会引起不平衡，而这种不平衡是无法质不均匀等原因，也会引起不平衡，而这种不平衡是无法计
35、算出来的，只能在平衡机上通过实验的方法加以平衡。计算出来的，只能在平衡机上通过实验的方法加以平衡。计算出来的，只能在平衡机上通过实验的方法加以平衡。计算出来的，只能在平衡机上通过实验的方法加以平衡。很据质量分布的特点，平衡试验法也分为两种。很据质量分布的特点，平衡试验法也分为两种。很据质量分布的特点，平衡试验法也分为两种。很据质量分布的特点，平衡试验法也分为两种。8/3/202422 一、静平衡试验法一、静平衡试验法一、静平衡试验法一、静平衡试验法 由前所述可知，静不平衡的回转由前所述可知，静不平衡的回转由前所述可知，静不平衡的回转由前所述可知，静不平衡的回转件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。
36、件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。件，其质心偏离回转轴，产生静力矩。利用静平衡架，找出不平衡质径积的利用静平衡架，找出不平衡质径积的利用静平衡架，找出不平衡质径积的利用静平衡架，找出不平衡质径积的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和方向，并由此确定平衡质量的大小和位置，使质心移到回转轴线上大小和位置，使质心移到回转轴线上大小和位置，使质心移到回转轴线上大小和位置，使质心移到回转轴线上以达到静平衡。这种方法称为静平衡以达到静平衡。这种方法称为静平衡以达到静平衡。这种方法称为静平衡以达到静平衡。这种
37、方法称为静平衡试验法。试验法。试验法。试验法。 图图图图8-58-5所示为导轨式静平衡架。架上两根互相平行的所示为导轨式静平衡架。架上两根互相平行的所示为导轨式静平衡架。架上两根互相平行的所示为导轨式静平衡架。架上两根互相平行的钢制刀口形导轨被安装在同一水平面内。试验时将回转钢制刀口形导轨被安装在同一水平面内。试验时将回转钢制刀口形导轨被安装在同一水平面内。试验时将回转钢制刀口形导轨被安装在同一水平面内。试验时将回转件的轴放在导轨上。件的轴放在导轨上。件的轴放在导轨上。件的轴放在导轨上。*8/3/202423导轨式静平衡仪导轨式静平衡仪导轨式静平衡仪导轨式静平衡仪滚轮式静平衡仪滚轮式静平衡仪滚
38、轮式静平衡仪滚轮式静平衡仪8/3/202424 图图图图8-68-6所示为所示为所示为所示为圆盘式静平圆盘式静平圆盘式静平圆盘式静平衡架衡架衡架衡架。待平衡回转件的轴放。待平衡回转件的轴放。待平衡回转件的轴放。待平衡回转件的轴放置在分别由两个圆盘组成的置在分别由两个圆盘组成的置在分别由两个圆盘组成的置在分别由两个圆盘组成的支承上，圆盘可绕其几何轴支承上，圆盘可绕其几何轴支承上，圆盘可绕其几何轴支承上，圆盘可绕其几何轴线转动，故回转件也可以自线转动，故回转件也可以自线转动，故回转件也可以自线转动，故回转件也可以自由转动。它的试验程序与上由转动。它的试验程序与上由转动。它的试验程序与上由转动。它的
39、试验程序与上述相同。这类平衡架一端的述相同。这类平衡架一端的述相同。这类平衡架一端的述相同。这类平衡架一端的支承高度可调，以便平衡两支承高度可调，以便平衡两支承高度可调，以便平衡两支承高度可调，以便平衡两端轴径不等的回转件。端轴径不等的回转件。端轴径不等的回转件。端轴径不等的回转件。 这种设备安装和调整都很简便，但圆盘中心的这种设备安装和调整都很简便，但圆盘中心的这种设备安装和调整都很简便，但圆盘中心的这种设备安装和调整都很简便，但圆盘中心的滚动轴承易于弄脏，致使摩擦阻力矩增大，故精度滚动轴承易于弄脏，致使摩擦阻力矩增大，故精度滚动轴承易于弄脏，致使摩擦阻力矩增大，故精度滚动轴承易于弄脏，致使
40、摩擦阻力矩增大，故精度略低于导轨式静平衡架。略低于导轨式静平衡架。略低于导轨式静平衡架。略低于导轨式静平衡架。8/3/202425 由动平衡原理可知，轴向尺寸较大的回转件，必须分别在任由动平衡原理可知，轴向尺寸较大的回转件，必须分别在任由动平衡原理可知，轴向尺寸较大的回转件，必须分别在任由动平衡原理可知，轴向尺寸较大的回转件，必须分别在任意而个校正平面内各加一个适当的质量，才能使回转件达到平意而个校正平面内各加一个适当的质量，才能使回转件达到平意而个校正平面内各加一个适当的质量，才能使回转件达到平意而个校正平面内各加一个适当的质量，才能使回转件达到平衡。令回转件在动平衡试验机上运转，然后在两个
41、选定的平面衡。令回转件在动平衡试验机上运转，然后在两个选定的平面衡。令回转件在动平衡试验机上运转，然后在两个选定的平面衡。令回转件在动平衡试验机上运转，然后在两个选定的平面内分别找出所需平衡质径积的大小和方位，从而使回转件达到内分别找出所需平衡质径积的大小和方位，从而使回转件达到内分别找出所需平衡质径积的大小和方位，从而使回转件达到内分别找出所需平衡质径积的大小和方位，从而使回转件达到动平衡的方法称为动平衡试验法。动平衡的方法称为动平衡试验法。动平衡的方法称为动平衡试验法。动平衡的方法称为动平衡试验法。 图图图图8-7a8-7a所示所示所示所示: :二、动平衡试验法二、动平衡试验法二、动平衡试
42、验法二、动平衡试验法8/3/2024261.1.机械式动平衡机的结构和测试方法都比较简陋，因而灵机械式动平衡机的结构和测试方法都比较简陋，因而灵机械式动平衡机的结构和测试方法都比较简陋，因而灵机械式动平衡机的结构和测试方法都比较简陋，因而灵敏度和平衡精度都较低。如：敏度和平衡精度都较低。如：敏度和平衡精度都较低。如：敏度和平衡精度都较低。如：导轨式静平衡仪、滚轮式静导轨式静平衡仪、滚轮式静导轨式静平衡仪、滚轮式静导轨式静平衡仪、滚轮式静平衡仪平衡仪平衡仪平衡仪。2.2.近代动平衡机采用电子检测、激光去质量等先进技术，近代动平衡机采用电子检测、激光去质量等先进技术，近代动平衡机采用电子检测、激光
43、去质量等先进技术，近代动平衡机采用电子检测、激光去质量等先进技术，大大提高了平衡精度和平衡试验过程的自动化程度。大大提高了平衡精度和平衡试验过程的自动化程度。大大提高了平衡精度和平衡试验过程的自动化程度。大大提高了平衡精度和平衡试验过程的自动化程度。如：如：如：如：YYQ-16YYQ-16及及及及YYQ-50YYQ-50型硬支承平衡机型硬支承平衡机型硬支承平衡机型硬支承平衡机, YYW-300A, YYW-300A型硬型硬型硬型硬支承平衡机支承平衡机支承平衡机支承平衡机, RYS-30, RYS-30及及及及RYS-5ARYS-5A型闪光式软支承平衡机。型闪光式软支承平衡机。型闪光式软支承平衡机。型闪光式软支承平衡机。*3.3.此外，还出现了带有真空筒的大型此外，还出现了带有真空筒的大型此外，还出现了带有真空筒的大型此外，还出现了带有真空筒的大型高速动平衡机高速动平衡机高速动平衡机高速动平衡机和整机和整机和整机和整机平衡用的测振动平衡仪。平衡用的测振动平衡仪。平衡用的测振动平衡仪。平衡用的测振动平衡仪。总结：总结：总结：总结：8/3/202427YYQ-16及及YYQ-50型硬支承型硬支承平衡平衡平衡平衡机机YYW-300AYYW-300A型硬支承平衡机型硬支承平衡机RYS-30及及RYS-5ARYS-5A型闪光式软支承平衡机型闪光式软支承平衡机8/3/202428
