1、第第8 8章章 回轉(zhuǎn)件的平衡回轉(zhuǎn)件的平衡u 內(nèi)容內(nèi)容 8-1 回轉(zhuǎn)件平衡的目的回轉(zhuǎn)件平衡的目的 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算（重要）回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算（重要） 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)8-1 8-1 回轉(zhuǎn)件平衡的目的回轉(zhuǎn)件平衡的目的n基本概念基本概念n回轉(zhuǎn)件回轉(zhuǎn)件( (轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子) )：機(jī)械中繞固定軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。機(jī)械中繞固定軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。n剛性轉(zhuǎn)子：剛性轉(zhuǎn)子：回轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)時(shí)其產(chǎn)生的彈性變形很小，可以忽略回轉(zhuǎn)件旋轉(zhuǎn)時(shí)其產(chǎn)生的彈性變形很小，可以忽略不計(jì)，把此類回轉(zhuǎn)件稱為剛性轉(zhuǎn)子。不計(jì)，把此類回轉(zhuǎn)件稱為剛性轉(zhuǎn)子。n撓性轉(zhuǎn)子：撓性轉(zhuǎn)子：對(duì)于轉(zhuǎn)速高、尺寸大的回轉(zhuǎn)件，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生大的對(duì)

2、于轉(zhuǎn)速高、尺寸大的回轉(zhuǎn)件，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生大的變形，不能忽略，所以把此類回轉(zhuǎn)件統(tǒng)稱為撓性轉(zhuǎn)子。變形，不能忽略，所以把此類回轉(zhuǎn)件統(tǒng)稱為撓性轉(zhuǎn)子。n回轉(zhuǎn)件的離心力（慣性力）：回轉(zhuǎn)件的離心力（慣性力）：從理論力學(xué)可知，一偏離回轉(zhuǎn)從理論力學(xué)可知，一偏離回轉(zhuǎn)中心距離為中心距離為r r的質(zhì)量的質(zhì)量m，當(dāng)以角速度，當(dāng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的離心力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的離心力為：為：=mr r2 n不平衡離心力的產(chǎn)生：不平衡離心力的產(chǎn)生：若回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、制造不準(zhǔn)確、若回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)不對(duì)稱、制造不準(zhǔn)確、材質(zhì)不均勻，便會(huì)使整個(gè)回轉(zhuǎn)件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不平衡的離心材質(zhì)不均勻，便會(huì)使整個(gè)回轉(zhuǎn)件在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生不平衡的離心力系，使離心力系的合力

3、和合力偶矩不等于零。力系，使離心力系的合力和合力偶矩不等于零。n不平衡離心力對(duì)機(jī)械的影響：不平衡離心力對(duì)機(jī)械的影響：不平衡離心力對(duì)機(jī)械不平衡離心力對(duì)機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利的影響，尤其對(duì)高速機(jī)械的影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生不利的影響，尤其對(duì)高速機(jī)械的影響更為重要：更為重要： u使各運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加的動(dòng)反力，從而加大了運(yùn)動(dòng)副使各運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生附加的動(dòng)反力，從而加大了運(yùn)動(dòng)副中摩擦力，使運(yùn)動(dòng)副磨損加劇，導(dǎo)致機(jī)械效率下降。中摩擦力，使運(yùn)動(dòng)副磨損加劇，導(dǎo)致機(jī)械效率下降。u使各構(gòu)件的材料內(nèi)部引起附加內(nèi)應(yīng)力，影響機(jī)械及各使各構(gòu)件的材料內(nèi)部引起附加內(nèi)應(yīng)力，影響機(jī)械及各構(gòu)件的使用壽命。構(gòu)件的使用壽命。 u離心力的大小和方向一般

4、呈周期性變化，從而會(huì)導(dǎo)致離心力的大小和方向一般呈周期性變化，從而會(huì)導(dǎo)致機(jī)械及其基礎(chǔ)（機(jī)架）產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)（以上各慣性力機(jī)械及其基礎(chǔ)（機(jī)架）產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)（以上各慣性力即為干擾力），這會(huì)降低機(jī)械的運(yùn)動(dòng)精度，增大噪音，即為干擾力），這會(huì)降低機(jī)械的運(yùn)動(dòng)精度，增大噪音，甚至產(chǎn)生共振，由此會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的后果。甚至產(chǎn)生共振，由此會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的后果。8-1 8-1 回轉(zhuǎn)件平衡的目的回轉(zhuǎn)件平衡的目的8-1 8-1 回轉(zhuǎn)件平衡的目的回轉(zhuǎn)件平衡的目的n不平衡的利用：不平衡的利用：必須指出，生活中有的機(jī)械則是利必須指出，生活中有的機(jī)械則是利用不平衡原理而工作的，如蛙式打夯機(jī)、振動(dòng)打樁用不平衡原理而工作的，如蛙式打夯機(jī)、

5、振動(dòng)打樁機(jī)、振動(dòng)臺(tái)等。機(jī)、振動(dòng)臺(tái)等。n本章的研究對(duì)象：本章的研究對(duì)象：剛性回轉(zhuǎn)件的平衡問(wèn)題。而不包剛性回轉(zhuǎn)件的平衡問(wèn)題。而不包括撓性件和機(jī)械的平衡問(wèn)題。括撓性件和機(jī)械的平衡問(wèn)題。n平衡的目的：平衡的目的：對(duì)于高速回轉(zhuǎn)件來(lái)說(shuō)，必須使對(duì)于高速回轉(zhuǎn)件來(lái)說(shuō)，必須使其離心力合力及合力偶為零，從而消除其所其離心力合力及合力偶為零，從而消除其所帶來(lái)的不良影響。帶來(lái)的不良影響。n平衡的類型：平衡的類型：n靜平衡：靜平衡：只要求慣性力平衡的平衡成為靜平只要求慣性力平衡的平衡成為靜平衡。衡。n動(dòng)平衡：動(dòng)平衡：同時(shí)要求慣性力和慣性力矩平衡的同時(shí)要求慣性力和慣性力矩平衡的平衡成為動(dòng)平衡。平衡成為動(dòng)平衡。8-2 8-2

6、 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算三、靜平衡：三、靜平衡：1. 適用對(duì)象：適用對(duì)象：對(duì)于軸向尺寸很小的剛性轉(zhuǎn)子對(duì)于軸向尺寸很小的剛性轉(zhuǎn)子(B/ D0.2)，其，其質(zhì)量分布可近似認(rèn)為是在一個(gè)平面內(nèi)。質(zhì)量分布可近似認(rèn)為是在一個(gè)平面內(nèi)。BD8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算三、靜平衡：三、靜平衡：u 適用對(duì)象：適用對(duì)象：對(duì)于軸向尺寸很小的剛性轉(zhuǎn)子對(duì)于軸向尺寸很小的剛性轉(zhuǎn)子(最最大直徑大直徑D與軸向?qū)挾扰c軸向?qū)挾菳之比大于之比大于5時(shí)時(shí))，其質(zhì)量分，其質(zhì)量分布可近似認(rèn)為是在一個(gè)平面內(nèi)。布可近似認(rèn)為是在一個(gè)平面內(nèi)。u 靜平衡的條件：靜平衡的條

7、件：慣性力矢量和為零，即慣性力矢量和為零，即F F=F Fb+F Fi=0。1. F F為為轉(zhuǎn)子慣性力；轉(zhuǎn)子慣性力；F Fb為所加的平衡慣性力；為所加的平衡慣性力；F Fi轉(zhuǎn)子本生的慣性力。轉(zhuǎn)子本生的慣性力。n平衡計(jì)算：平衡計(jì)算：n離心力是慣性力，所以上式可寫成離心力是慣性力，所以上式可寫成 me e2=mbr rb2+mir ri2=0n在同一個(gè)轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)速在同一個(gè)轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)速相同，相同，消去公因子消去公因子2 ，可，可得得 me e=mbr rb+mir ri=0 （8-2）n式中式中m、e e 為回轉(zhuǎn)件的總質(zhì)量和總質(zhì)心的向徑，為回轉(zhuǎn)件的總質(zhì)量和總質(zhì)心的向徑，mb、r rb為平衡質(zhì)量及其質(zhì)

8、心的向徑，為平衡質(zhì)量及其質(zhì)心的向徑，mi、r ri為原有各質(zhì)量為原有各質(zhì)量及其質(zhì)心的向徑。及其質(zhì)心的向徑。n質(zhì)徑積：質(zhì)徑積：上式中質(zhì)量與向徑的乘積上式中質(zhì)量與向徑的乘積mr稱為質(zhì)徑積，稱為質(zhì)徑積，它是向量，其大小同相應(yīng)的離心力成正比，因此也它是向量，其大小同相應(yīng)的離心力成正比，因此也具有離心力的性質(zhì)具有離心力的性質(zhì)。 8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算n靜平衡方程的求解：靜平衡方程的求解：由上可知，靜平衡方程是一個(gè)矢由上可知，靜平衡方程是一個(gè)矢量方程，所以可以用圖解法和解析法進(jìn)行求解。量方程，所以可以用圖解法和解析法進(jìn)行求解。u 解析法：解析法：向量方程向直角坐標(biāo)系的兩坐標(biāo)軸投影

9、，向量方程向直角坐標(biāo)系的兩坐標(biāo)軸投影，得到兩個(gè)代數(shù)方程，然后聯(lián)立這兩個(gè)代數(shù)方程可得到兩個(gè)代數(shù)方程，然后聯(lián)立這兩個(gè)代數(shù)方程可解出平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積解出平衡質(zhì)量的質(zhì)徑積mbr rb 和方位角和方位角b。再根據(jù)。再根據(jù)實(shí)際需要或可能，在平衡質(zhì)量實(shí)際需要或可能，在平衡質(zhì)量mb和所在半徑和所在半徑r rb兩兩者中選定一個(gè)后，即可確定另一個(gè)的值。者中選定一個(gè)后，即可確定另一個(gè)的值。u 圖解法：圖解法：由理論力學(xué)可知，平衡的平面匯交力系由理論力學(xué)可知，平衡的平面匯交力系各力矢量一定構(gòu)成封閉矢量圖，所以按照一定的各力矢量一定構(gòu)成封閉矢量圖，所以按照一定的比例，作出平衡力系的封閉圖形，可以求解未知比例，作出平衡力

10、系的封閉圖形，可以求解未知平衡矢量力。平衡矢量力。8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算例：如圖所示，已知同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的不平衡質(zhì)量例：如圖所示，已知同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的不平衡質(zhì)量m1、m2、m3 (kg)及其向徑及其向徑r r1、r r2 、r r3 (m)，求應(yīng)加的平衡質(zhì)量，求應(yīng)加的平衡質(zhì)量mb及其向及其向徑徑r rb 。動(dòng)畫8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算u由于質(zhì)徑積向量封閉圖上由于質(zhì)徑積向量封閉圖上 mbr rb的指向即為的指向即為mb產(chǎn)生離心力產(chǎn)生離心力F Fb的的方向，因此方向，因此mb應(yīng)放在如圖所示的位置處應(yīng)放在如圖所示的位置處(也可在也可在mbr rb所指方向

11、所指方向的反方向去掉相同的質(zhì)量的反方向去掉相同的質(zhì)量)。根據(jù)根據(jù)mbrb，在選定，在選定rb后，平衡質(zhì)量后，平衡質(zhì)量mb應(yīng)該放在回轉(zhuǎn)構(gòu)件應(yīng)該放在回轉(zhuǎn)構(gòu)件的什么方位處？的什么方位處？動(dòng)畫8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算n由于實(shí)際結(jié)構(gòu)的由于實(shí)際結(jié)構(gòu)的限制，有時(shí)在所限制，有時(shí)在所需平衡的回轉(zhuǎn)面需平衡的回轉(zhuǎn)面上不能安裝平衡上不能安裝平衡質(zhì)量，如圖質(zhì)量，如圖8-2a所示單缸曲軸便所示單缸曲軸便屬于這類情況。屬于這類情況。此時(shí)可以另選兩此時(shí)可以另選兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面分別個(gè)回轉(zhuǎn)平面分別安裝平衡質(zhì)量來(lái)安裝平衡質(zhì)量來(lái)使回轉(zhuǎn)件達(dá)到平使回轉(zhuǎn)件達(dá)到平衡。衡。u如圖如圖8-2b所示，在原平衡平面兩側(cè)選定任意兩

12、個(gè)回轉(zhuǎn)平面所示，在原平衡平面兩側(cè)選定任意兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面T和和T，它們與原平衡平面的距離分別為，它們與原平衡平面的距離分別為l和和l。8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算n設(shè)在設(shè)在T和和T面內(nèi)分別裝上平衡質(zhì)量面內(nèi)分別裝上平衡質(zhì)量mb 和和mb，其質(zhì)心的向徑分別，其質(zhì)心的向徑分別為為rb 和和rb ，且，且mb 和和mb 都處于經(jīng)過(guò)都處于經(jīng)過(guò)mb的質(zhì)心且包含回轉(zhuǎn)軸線的的質(zhì)心且包含回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)，則且平面內(nèi)，則且mb 、mb 和和mb 在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力在回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力Fb 、Fb 和和Fb 成為三個(gè)互相平行的力。成為三個(gè)互相平行的力。n欲使欲使Fb 和和Fb完全取代完全取代Fb，

13、則必需滿足平行力分解的關(guān)系式，即，則必需滿足平行力分解的關(guān)系式，即 Fb +Fb=Fb Fb l=Fbln以以l= l+l代入，解以上二式得代入，解以上二式得)38( bbbbbbbbrmllrmrmllrm8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算u若取若取rb =rb =rb ，則上式簡(jiǎn)化為，則上式簡(jiǎn)化為u由式由式(8-3)和和(8-4)可知，可知，任何一個(gè)質(zhì)徑積都可以用任意選任何一個(gè)質(zhì)徑積都可以用任意選定的兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面定的兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面T和和T內(nèi)的兩個(gè)質(zhì)徑積來(lái)代替。內(nèi)的兩個(gè)質(zhì)徑積來(lái)代替。若向若向徑不變，任一質(zhì)量都可用任選的兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的兩個(gè)徑不變，任一質(zhì)量都可用任選的兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面內(nèi)

14、的兩個(gè)質(zhì)量來(lái)代替。質(zhì)量來(lái)代替。)48( bbbbmllmmllm8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算 二、動(dòng)平衡：二、動(dòng)平衡：u 適用情況：適用情況：軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，其質(zhì)量的分布不軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，其質(zhì)量的分布不能近似地認(rèn)為是位于同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)，而應(yīng)看作分布于能近似地認(rèn)為是位于同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)，而應(yīng)看作分布于垂直于軸線的許多互相平行的回轉(zhuǎn)面內(nèi)。垂直于軸線的許多互相平行的回轉(zhuǎn)面內(nèi)。u 動(dòng)平衡的條件：動(dòng)平衡的條件： 慣性力矢量和為零，同時(shí)慣性力產(chǎn)生慣性力矢量和為零，同時(shí)慣性力產(chǎn)生的力矩矢量和也為零，即：的力矩矢量和也為零，即：F F=F Fb+F Fi=0M M=M Mb+M Mi

15、=08-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算u 動(dòng)平衡計(jì)算：動(dòng)平衡計(jì)算：8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算u因?yàn)閯?dòng)平衡計(jì)算所得平衡質(zhì)量塊滿足靜平衡條件，故也是因?yàn)閯?dòng)平衡計(jì)算所得平衡質(zhì)量塊滿足靜平衡條件，故也是靜平衡的。靜平衡的。 n注意：注意：動(dòng)平衡的不平衡質(zhì)量與所選兩個(gè)校正平面的相對(duì)位置有關(guān)；動(dòng)平衡的不平衡質(zhì)量與所選兩個(gè)校正平面的相對(duì)位置有關(guān)；動(dòng)平衡包含了靜平衡的條件，故經(jīng)動(dòng)平衡的回轉(zhuǎn)件一定也動(dòng)平衡包含了靜平衡的條件，故經(jīng)動(dòng)平衡的回轉(zhuǎn)件一定也是靜平衡的。但是，靜平衡的回轉(zhuǎn)件卻不一定是動(dòng)平衡的。是靜平衡的。但是，靜平衡的回轉(zhuǎn)件卻不一定是動(dòng)平衡的。8-2 8-2 回轉(zhuǎn)件的平

16、衡計(jì)算回轉(zhuǎn)件的平衡計(jì)算8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n結(jié)構(gòu)上不對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸線的回轉(zhuǎn)件，可以根據(jù)質(zhì)量分結(jié)構(gòu)上不對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸線的回轉(zhuǎn)件，可以根據(jù)質(zhì)量分布情況計(jì)算出所需的平衡質(zhì)量，使它滿足平衡條件。布情況計(jì)算出所需的平衡質(zhì)量，使它滿足平衡條件。這樣，它就和對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸線的回轉(zhuǎn)件一樣在理論上這樣，它就和對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸線的回轉(zhuǎn)件一樣在理論上達(dá)到完全平衡。達(dá)到完全平衡。n對(duì)于結(jié)構(gòu)對(duì)稱的回轉(zhuǎn)件，由于制造和裝配誤差以及材對(duì)于結(jié)構(gòu)對(duì)稱的回轉(zhuǎn)件，由于制造和裝配誤差以及材質(zhì)不均勻等原因，也會(huì)引起不平衡，而這種不平衡是質(zhì)不均勻等原因，也會(huì)引起不平衡，而這種不平衡是無(wú)法計(jì)算出來(lái)的，只能在平衡機(jī)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)

17、的方法加無(wú)法計(jì)算出來(lái)的，只能在平衡機(jī)上通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法加以平衡。很據(jù)質(zhì)量分布的特點(diǎn)，平衡試驗(yàn)法也分為兩以平衡。很據(jù)質(zhì)量分布的特點(diǎn)，平衡試驗(yàn)法也分為兩種。種。一、靜平衡試驗(yàn)法一、靜平衡試驗(yàn)法u靜平衡試驗(yàn)的基本原理是基于靜平衡試驗(yàn)的基本原理是基于這樣一個(gè)普遍現(xiàn)象：任何物體這樣一個(gè)普遍現(xiàn)象：任何物體在地球引力的作用下，其重心在地球引力的作用下，其重心（也即質(zhì)心）總是處于最低位（也即質(zhì)心）總是處于最低位置。置。n如圖所示的盤型凸輪，其質(zhì)心如圖所示的盤型凸輪，其質(zhì)心s若在轉(zhuǎn)軸若在轉(zhuǎn)軸O的上方，它是無(wú)的上方，它是無(wú)法靜止的，必然會(huì)產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)，直至晃動(dòng)到質(zhì)心法靜止的，必然會(huì)產(chǎn)生往復(fù)擺動(dòng)，直至晃動(dòng)到質(zhì)心s位于

18、最位于最低位置時(shí)才靜止不動(dòng)。低位置時(shí)才靜止不動(dòng)。n由于回轉(zhuǎn)構(gòu)件質(zhì)心偏離轉(zhuǎn)軸，不能使構(gòu)件在任意位置保持由于回轉(zhuǎn)構(gòu)件質(zhì)心偏離轉(zhuǎn)軸，不能使構(gòu)件在任意位置保持靜止不動(dòng)（即靜平衡），這種現(xiàn)象稱為靜止不動(dòng)（即靜平衡），這種現(xiàn)象稱為靜不平衡靜不平衡。加平衡。加平衡質(zhì)量實(shí)質(zhì)上就是調(diào)整回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)心位置，使其位于轉(zhuǎn)軸質(zhì)量實(shí)質(zhì)上就是調(diào)整回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)心位置，使其位于轉(zhuǎn)軸上。上。8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)動(dòng)畫n靜不平衡的回轉(zhuǎn)件，其質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)生靜力矩。利用靜平靜不平衡的回轉(zhuǎn)件，其質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)生靜力矩。利用靜平衡架，找出不平衡質(zhì)徑積的大小和方向，并由此確定平衡質(zhì)量的衡架，找出不平衡質(zhì)徑

19、積的大小和方向，并由此確定平衡質(zhì)量的大小和位置，使質(zhì)心移到回轉(zhuǎn)軸線上以達(dá)到靜平衡。這種方法稱大小和位置，使質(zhì)心移到回轉(zhuǎn)軸線上以達(dá)到靜平衡。這種方法稱為為靜平衡試驗(yàn)法靜平衡試驗(yàn)法。u右圖所示為右圖所示為導(dǎo)軌式靜平衡架導(dǎo)軌式靜平衡架。其其主要部分是安裝在同一水平面內(nèi)主要部分是安裝在同一水平面內(nèi)的兩個(gè)互相平行的刀口形導(dǎo)軌的兩個(gè)互相平行的刀口形導(dǎo)軌（也有棱柱形或圓柱形的）。（也有棱柱形或圓柱形的）。 u試驗(yàn)時(shí)將回轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸頸支承在兩導(dǎo)軌上。若構(gòu)件是靜不試驗(yàn)時(shí)將回轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸頸支承在兩導(dǎo)軌上。若構(gòu)件是靜不平衡的，則在偏心重力的作用下，將在刀口上滾動(dòng)。當(dāng)滾平衡的，則在偏心重力的作用下，將在刀口上滾動(dòng)。當(dāng)滾動(dòng)

20、停止后，構(gòu)件的質(zhì)心動(dòng)停止后，構(gòu)件的質(zhì)心s在理論上應(yīng)位于轉(zhuǎn)軸的鉛垂下方，在理論上應(yīng)位于轉(zhuǎn)軸的鉛垂下方，如下圖所示。如下圖所示。8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n在判定了回轉(zhuǎn)構(gòu)件質(zhì)心相對(duì)轉(zhuǎn)軸的偏離方向后，在相反方向在判定了回轉(zhuǎn)構(gòu)件質(zhì)心相對(duì)轉(zhuǎn)軸的偏離方向后，在相反方向( (即正即正上方上方) )的某個(gè)適當(dāng)位置，取適量的膠泥暫時(shí)代替平衡質(zhì)量粘貼在構(gòu)的某個(gè)適當(dāng)位置，取適量的膠泥暫時(shí)代替平衡質(zhì)量粘貼在構(gòu)件上，重復(fù)上述過(guò)程。件上，重復(fù)上述過(guò)程。并逐步調(diào)整其大小或徑向位置，直到該回并逐步調(diào)整其大小或徑向位置，直到該回轉(zhuǎn)件在任意位置都能保持靜止。這時(shí)所加的平衡質(zhì)量與其向徑的轉(zhuǎn)件在任意位置都能保持

21、靜止。這時(shí)所加的平衡質(zhì)量與其向徑的乘積即為該回轉(zhuǎn)件達(dá)到靜平衡需加的質(zhì)徑積。乘積即為該回轉(zhuǎn)件達(dá)到靜平衡需加的質(zhì)徑積。n最后根據(jù)回轉(zhuǎn)構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)，按最后根據(jù)回轉(zhuǎn)構(gòu)件的具體結(jié)構(gòu)，按質(zhì)徑積質(zhì)徑積的大小確定的平衡質(zhì)量的大小確定的平衡質(zhì)量固定到構(gòu)件的相應(yīng)位置（或在相反方向上去除構(gòu)件上相應(yīng)的質(zhì)固定到構(gòu)件的相應(yīng)位置（或在相反方向上去除構(gòu)件上相應(yīng)的質(zhì)量），就能使回轉(zhuǎn)構(gòu)件達(dá)到靜平衡。量），就能使回轉(zhuǎn)構(gòu)件達(dá)到靜平衡。u導(dǎo)軌式靜平衡架簡(jiǎn)單導(dǎo)軌式靜平衡架簡(jiǎn)單可靠，其精度也能滿可靠，其精度也能滿足一般主產(chǎn)需要。其足一般主產(chǎn)需要。其缺點(diǎn)是它不能用于平缺點(diǎn)是它不能用于平衡兩端軸徑不等的回衡兩端軸徑不等的回轉(zhuǎn)件。轉(zhuǎn)件。8-3

22、 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n右圖所示為圓盤式靜平衡架。平右圖所示為圓盤式靜平衡架。平衡時(shí)將回轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸頸支承在兩衡時(shí)將回轉(zhuǎn)構(gòu)件的軸頸支承在兩對(duì)圓盤上，每個(gè)圓盤均可繞自身對(duì)圓盤上，每個(gè)圓盤均可繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而且一端的支承高度軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，而且一端的支承高度可以調(diào)整，以適應(yīng)兩端軸頸的直可以調(diào)整，以適應(yīng)兩端軸頸的直徑不相等的回轉(zhuǎn)構(gòu)件。徑不相等的回轉(zhuǎn)構(gòu)件。n它的試驗(yàn)程序與上述相同。此種它的試驗(yàn)程序與上述相同。此種平衡架的安裝和調(diào)整都很簡(jiǎn)便，平衡架的安裝和調(diào)整都很簡(jiǎn)便，但圓盤中心的滾動(dòng)軸承易于弄臟，但圓盤中心的滾動(dòng)軸承易于弄臟，致使摩擦阻力矩增大，故精度略致使摩擦阻力矩增大，故精度略低于導(dǎo)

23、軌式靜平衡架。低于導(dǎo)軌式靜平衡架。8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)二、動(dòng)平衡試驗(yàn)法二、動(dòng)平衡試驗(yàn)法n 由動(dòng)平衡原理可知，軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，必須分別在由動(dòng)平衡原理可知，軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，必須分別在任意而個(gè)校正平面內(nèi)各加一個(gè)適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，才能使回轉(zhuǎn)件達(dá)任意而個(gè)校正平面內(nèi)各加一個(gè)適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，才能使回轉(zhuǎn)件達(dá)到平衡。令回轉(zhuǎn)件在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)，然后在兩個(gè)選定到平衡。令回轉(zhuǎn)件在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)，然后在兩個(gè)選定的平面內(nèi)分別找出所需平衡質(zhì)徑積的大小和方位，從而使回的平面內(nèi)分別找出所需平衡質(zhì)徑積的大小和方位，從而使回轉(zhuǎn)件達(dá)到動(dòng)平衡的方法稱為動(dòng)平衡試驗(yàn)法。轉(zhuǎn)件達(dá)到動(dòng)平衡的方法稱為動(dòng)平衡試

24、驗(yàn)法。n圖圖8-7所示為一種機(jī)械式動(dòng)平衡機(jī)的工作原理圖。待平衡的所示為一種機(jī)械式動(dòng)平衡機(jī)的工作原理圖。待平衡的回轉(zhuǎn)件回轉(zhuǎn)件1安裝在擺架安裝在擺架2的兩個(gè)軸承的兩個(gè)軸承B上。擺架的一端用水平軸上。擺架的一端用水平軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副線的轉(zhuǎn)動(dòng)副O(jiān)與機(jī)架與機(jī)架3相聯(lián)接；另一端用彈簧相聯(lián)接；另一端用彈簧4與機(jī)架與機(jī)架3相聯(lián)。相聯(lián)。調(diào)整彈簧使回轉(zhuǎn)件的軸線處于水平位置。當(dāng)擺架繞調(diào)整彈簧使回轉(zhuǎn)件的軸線處于水平位置。當(dāng)擺架繞O軸擺動(dòng)軸擺動(dòng)時(shí)，其振幅大小可由指針時(shí)，其振幅大小可由指針5讀出。由此可測(cè)出校正平面讀出。由此可測(cè)出校正平面T和和T內(nèi)的不平衡質(zhì)徑積內(nèi)的不平衡質(zhì)徑積mbrb 和和 mbrb 。 8-3 8-3 回

25、轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n在進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，調(diào)整回轉(zhuǎn)件在進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)，調(diào)整回轉(zhuǎn)件的軸向位置，使校正面的軸向位置，使校正面T通通過(guò)擺動(dòng)軸線過(guò)擺動(dòng)軸線O-O。這樣，當(dāng)待。這樣，當(dāng)待平衡回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平衡回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，T面內(nèi)面內(nèi)mr 所產(chǎn)生的離心力將不會(huì)所產(chǎn)生的離心力將不會(huì)影響擺架的擺動(dòng)。也就是說(shuō)，影響擺架的擺動(dòng)。也就是說(shuō)，擺架的振動(dòng)完全是由擺架的振動(dòng)完全是由T面上質(zhì)面上質(zhì)徑積徑積mr所產(chǎn)生的離心力造成所產(chǎn)生的離心力造成的。的。n根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)理論，擺架振動(dòng)的振幅根據(jù)強(qiáng)迫振動(dòng)理論，擺架振動(dòng)的振幅Z與與T面上的不平衡面上的不平衡質(zhì)徑積質(zhì)徑積mr成正比，即成正比，即 Z=mr (8-5)2345BOB

26、TO圖圖8-7動(dòng)平衡機(jī)原理圖動(dòng)平衡機(jī)原理圖Z8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n的數(shù)值可用下述方法求得：取一個(gè)類似的、經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的數(shù)值可用下述方法求得：取一個(gè)類似的、經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡校正的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子，在其校正的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子，在其T面上加一已知質(zhì)徑積面上加一已知質(zhì)徑積m0r0，并測(cè)，并測(cè)出其振幅出其振幅Z ，將已知值，將已知值m0r0和和Z代入式代入式(8-5)，即可求出比，即可求出比例常數(shù)例常數(shù) 。n當(dāng)比例常數(shù)當(dāng)比例常數(shù)已知，讀出已知，讀出Z之后，便可由式之后，便可由式(8-5)算出算出mr的的大小。大小。n至于至于 mr的方向，可用下的方向，可用下述方法確定。述方法確定。n圖圖8-8a為校

27、正平面為校正平面T的右的右側(cè)視圖。側(cè)視圖。 O1、O2分別為分別為待平衡回轉(zhuǎn)件軸心在振動(dòng)待平衡回轉(zhuǎn)件軸心在振動(dòng)時(shí)達(dá)到的最低和最高位置。時(shí)達(dá)到的最低和最高位置。8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n該圖表明，當(dāng)擺架擺到最高位置時(shí)，不平衡質(zhì)量該圖表明，當(dāng)擺架擺到最高位置時(shí)，不平衡質(zhì)量m并不在正并不在正上方，而是處在沿回轉(zhuǎn)方向超前上方，而是處在沿回轉(zhuǎn)方向超前角的位置。角的位置。稱為稱為強(qiáng)迫振強(qiáng)迫振動(dòng)相位差動(dòng)相位差。n相位差相位差可用可用圖圖8-8b所示方法測(cè)定。先將待平衡回轉(zhuǎn)件正向所示方法測(cè)定。先將待平衡回轉(zhuǎn)件正向轉(zhuǎn)動(dòng)，用一根劃針沿半徑方向逐漸接近試件外緣，至針尖轉(zhuǎn)動(dòng)，用一根劃針沿半徑方

28、向逐漸接近試件外緣，至針尖剛剛觸及試件即止。這樣一來(lái)，針尖在外緣上畫出一段短剛剛觸及試件即止。這樣一來(lái)，針尖在外緣上畫出一段短弧線，弧線中點(diǎn)弧線，弧線中點(diǎn)H1即為最高偏離點(diǎn)。以同樣速度將試件反即為最高偏離點(diǎn)。以同樣速度將試件反轉(zhuǎn)，用劃針記下反轉(zhuǎn)時(shí)的最高偏離點(diǎn)轉(zhuǎn)，用劃針記下反轉(zhuǎn)時(shí)的最高偏離點(diǎn)H2 。因兩個(gè)方向的相。因兩個(gè)方向的相位差位差1和和2應(yīng)相等，故聯(lián)接應(yīng)相等，故聯(lián)接H1和和H2并作其中垂線，向徑并作其中垂線，向徑OA即表示不平衡質(zhì)徑積即表示不平衡質(zhì)徑積mr的方位。的方位。n將待平衡回轉(zhuǎn)件調(diào)頭安放，令將待平衡回轉(zhuǎn)件調(diào)頭安放，令T面通過(guò)擺架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線面通過(guò)擺架的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線O-O，重復(fù)前述步驟，即可求出重復(fù)前述步驟，即可求出T面內(nèi)不平衡質(zhì)徑積面內(nèi)不平衡質(zhì)徑積mr 的大小的大小和方位。和方位。8-3 8-3 回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)回轉(zhuǎn)件的平衡試驗(yàn)n機(jī)械式動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法都比較簡(jiǎn)陋，因而機(jī)械式動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)和測(cè)試方法都比較簡(jiǎn)陋，因而靈敏度和平衡精度都較低。靈敏度和平衡精度都較低