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1、主主 要要 内内 容容一、回转件平衡的目的二、回转件的平衡计算三、回转件的平衡试验第9章回转机械的平衡9.1 9.1 回转件平衡的目的回转件平衡的目的1.1.平衡的意义平衡的意义 曲轴、车轮、汽轮机、曲轴、车轮、汽轮机、 螺杆泵、风机等螺杆泵、风机等当加速运动、质量不对称的转动时不平衡不平衡 螺杆泵转子动平衡螺杆泵转子动平衡低速风机转子动平衡低速风机转子动平衡汽轮机转子动平衡汽轮机转子动平衡不平衡不平衡后果后果：产生附加动压力、磨损、振动、产生附加动压力、磨损、振动、影响传动精度、可靠性、甚至造成破坏。影响传动精度、可靠性、甚至造成破坏。1.1.转子的平衡转子的平衡 (回转体)刚性转子的平衡刚
2、性转子的平衡挠性转子的平衡挠性转子的平衡C)静平衡静平衡动平衡动平衡(低速、变形小)(高速、变形大)2.2.机构的平衡机构的平衡（了解）C)临界转速9.1.2 9.1.2 机械平衡的内容与机械平衡的内容与分类分类3.3.机械平衡的机械平衡的方法方法1 1）设计计算：采取合理结构）设计计算：采取合理结构（制造前）2 2）平衡试验：实验确定、矫正）平衡试验：实验确定、矫正（制造后）2.2.特特点点：若若重重心心不不在在回回转转轴轴线线上上，则则重重心心在在转转动动后后，最最终终会会落落在在轴轴线线的的铅铅垂垂线线的的下下方方。这这种种不不平平衡衡现现象象在在静静止止后后就就能能表表现现出出来来，故
3、故称称为为静静平平衡衡。如自行车轮静平衡静平衡( (质量分布在同一回转面内质量分布在同一回转面内) )3.3.平平衡衡原原理理：在在重重心心的的另另一一侧侧加加上上一一定定的的质质量量或或在在重重心心同同侧侧去去掉掉一一些些质质量量，使使质质心心位位置置落在回转轴线上，使离心惯性力达到平衡。落在回转轴线上，使离心惯性力达到平衡。1.1.适适用用范范围围：轴轴向向尺尺寸寸较较小小的的盘盘形形转转子子（），如如风风扇扇叶叶轮轮、飞飞轮轮、砂砂轮轮等等回回转转件，件， 刚性回转件的平衡原理及方法刚性回转件的平衡原理及方法 BD静平衡：静平衡：如果：如果：b/D F= Fi i= mi2ri称称mir
4、i为为质径积质径积 ？ ？ 可用图解法求解此矢量方程可用图解法求解此矢量方程(选定比例w)。 约掉公因式m3r3mbrbm2r2m1r1 mb2rb + m12r1 + m22r2+ m32r3 =0 mbrb + m1r1 + m2r2+ m3r3 = 0 大小大小方向方向m3r3m2r2m3r3m2r2me = mbrb + m1r1 + m2r2+ m3r3 = 0 很显然，回转件平衡后：很显然，回转件平衡后：e=0回转件质量对轴线产生的静力矩：回转件质量对轴线产生的静力矩：mge = 0结果：结果：该回转件在任意位置将保持静止！该回转件在任意位置将保持静止！讨论讨论：钟表钟表（平衡、长
5、短、平放）5.5.偏心结构的等效平衡偏心结构的等效平衡mrF mbrbFb由力的由力的平衡原理：平衡原理：mr mrF F mbrbmbrbFbFb在两个等效的平面内分别进行静平衡：在两个等效的平面内分别进行静平衡：LLL即用即用m m b br r b b平衡平衡 m m r r 、 用用m m b b r r b b 平衡平衡m m r r ，当当r r = =r r = = r r 上式可简化成上式可简化成：平衡条件：平衡条件： m = m m = m 此结论很实用，请看：请看：令令=+上式解得上式解得:F=0M=0由力偶由力偶平衡原理：平衡原理：曲轴结构图曲轴结构图F F1 1F F2
6、 2 m惯性力偶矩惯性力偶矩即：即：D1/1/5 5b2.2.动平衡原理动平衡原理利用上面的结果：利用上面的结果：动平衡动平衡（质量分布不在同一回转面内，（质量分布不在同一回转面内，了解了解） 1.1.动平衡定义动平衡定义 质量分布不在同一平面时质量分布不在同一平面时（双面平衡双面平衡）DbF1F2此时，此时，要想达到平衡必须同时满足要想达到平衡必须同时满足离心力离心力：力偶矩：力偶矩： m =m m =m 进行等效进行等效,具体请看：具体请看：3.3.动平衡动平衡动平衡动平衡（B/DB/D 1 1 / / 5 5）的计算方法的计算方法的计算方法的计算方法 m =m m =m 1 2 3 1
7、2 3 m1m2m3m 1m 2m 3m 1m 3m 21）依据原理：）依据原理：T T m 1= m1 1 m 1= m1 1 m 2= m2 2 m 3= m3 3 m 2= m2 2 m 3= m3 3 2）方法动平衡转变为静平衡动平衡与静平衡的关系：动平衡与静平衡的关系：1.1.动平衡是双面平衡，静平衡是单面平衡，动平衡是双面平衡，静平衡是单面平衡，2.2.动平衡的转子动平衡的转子, , 一定是静平衡的，反之未必。一定是静平衡的，反之未必。m 1m 3m 2T m 1m 2m 3T m br bm br bT T 面面: :m 1r1+m 2r2+m 3r3+m br b =0T T
8、面面: :多面多面（双面）问题问题单面（平面）问题单面（平面）问题m 1r1+m 2r2+m 3r3+m br b =0例：例：图示盘状转子上有两个不平衡质量：图示盘状转子上有两个不平衡质量： m1，m2，r1=140mm，r2=180mm，相位如图。现用去重法来平衡，相位如图。现用去重法来平衡，求求所需挖去的质量的所需挖去的质量的大小和相位大小和相位(设挖去质量处的半径设挖去质量处的半径r=140mm)。解：解：不平衡质径积不平衡质径积静平衡条件静平衡条件作图解得：作图解得：应加平衡质量应加平衡质量去除的质量应在矢量的反方向，去除的质量应在矢量的反方向，140mm处去除处去除1kg质量。质量。去除质量方向去除质量方向m2m1r2r1动平衡小结动平衡与静平衡动平衡与静平衡： 1. 1.动平衡（双面平衡），静平衡（单面平衡）；动平衡（双面平衡），静平衡（单面平衡）； 2. 2.动平衡的转子动平衡的转子, ,一定是静平衡的，反之未必。一定是静平衡的，反之未必。动平衡问题动平衡问题 静平衡问题静平衡问题静平衡条件：静平衡条件：动平衡条件：平衡条件：质径径积的等效代替的等效代替
