動平衡理論與方法3.1剛性轉(zhuǎn)子的平衡檢查和調(diào)整轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布的工藝過程(或改轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布的工藝方法),稱為轉(zhuǎn)子平衡3.11剛性轉(zhuǎn)子的平衡原理轉(zhuǎn)子不平衡類型)靜不平衡:如果不平衡質(zhì)量矩存在于質(zhì)心所在的徑向平面上,且無任何力偶矩存在時稱為靜不平衡。它可在通過質(zhì)心的徑向平面加重(或去重),使轉(zhuǎn)子獲得平衡。二)動不平衡■假設(shè)有一個具有兩個平面的轉(zhuǎn)子的重心位于同一轉(zhuǎn)軸平面的兩側(cè),且m1r1=m2r2,整個轉(zhuǎn)子的質(zhì)心Mc仍恰好位于軸線上(圖3-3),顯然,此時轉(zhuǎn)子是靜平衡的。但當轉(zhuǎn)圖32靜不平衡轉(zhuǎn)子示意圖旋轉(zhuǎn)時,二離心力大小相等方向相反,組成一對力偶,此力偶矩將引起二端軸承產(chǎn)生周期性變化的動反力,其數(shù)值為:Pmrl這種由力偶矩引起的轉(zhuǎn)子及軸承的振動的不平衡叫做動不平衡圖3-3動不干衡干衡動靜混合不平衡■實際轉(zhuǎn)子往往都是動靜混合不衡。轉(zhuǎn)子諸截面上的不平衡離心力形成的偏心距不相等,質(zhì)心也不在旋轉(zhuǎn)軸線上。轉(zhuǎn)動時離心力合成成為力(主向量)和一個力偶會9F2(主力矩),即構(gòu)成一靜不平衡力和一動不平衡力偶。(圖3-4)二、剛性轉(zhuǎn)子的平衡原理六京"201.不平衡離心力的分解(1)分解為一個合力及一個力偶矩,以兩平面轉(zhuǎn)子為例。由理論力學可圖34三種不平衡知,不平衡力(任意力系)可以分解為一個徑向力和一個力偶。如圖3-6所示二平面轉(zhuǎn)子,不平衡離心力、,分別置于Ⅰ、Ⅱ平面上。若在Ⅰ平面0點上加一對大小相等方面相反的力、,國、小園力組成的力系與原、力系完全等價。圖36二平面轉(zhuǎn)子受力分析圖3-5不平衡力系在O點求團、的合力F,1平面中剩下與Ⅱ平面中正好組成力偶。經(jīng)這樣分解,得到了一般的不平衡狀況,即將動靜混合不平衡間題歸結(jié)為一個合力和一個力偶矩F2的作用。前者是靜不平衡,后者為動不平衡22圖3-7力的分解圖36力的分解2)向任意二平面進行分解(圖3-7)將不平衡離心力網(wǎng)、因分別對任選(徑向)二平面1、Ⅱ進行分解。將分解為1Ⅱ平面上的平行力12同理將網(wǎng)分解為Ⅰ、Ⅱ平面上的平行力迭加園、國為團:選加國、F為顯而易見,作用在I、Ⅱ平面上的A、E兩力與不平衡離心力園、等效如果轉(zhuǎn)子上有多個不平衡離心力存在,亦可同樣分解到該選定的Ⅰ、Ⅱ平面上再合成,最終結(jié)果都只有兩個不平衡合力(A、)(I、Ⅱ平面上各一個)。到此校正轉(zhuǎn)子不平衡的任務(wù)就簡單了,即僅分別在I、Ⅱ平面不平衡合力A、E的對側(cè)(反方向)加重(或去重),使其產(chǎn)生的附加離心力與上述不平衡合力相等,這樣轉(zhuǎn)子就達到了平衡。(3)分解為對稱及反對稱不平衡力(圖3-8)將1、Ⅱ平面內(nèi)的A園力同時平移到某任一個點0上,由矢量三角形、可以看出:;A=As+ApB=B+B圖37力的分解圖38力的分解A,=B,=(A+BAB(A-6)由此可見,已將A、分解為大小相等,方向相同的對稱力園、及大小相等、方向相反的反對稱力了。由于AB與B等效,即與不平衡離心力網(wǎng)等效。如果在區(qū)的相反方向加一對同方向的對稱平衡重量(在I、Ⅱ平面內(nèi)),在的相反方向加一對反方向的對稱平衡重量(亦在Ⅰ、Ⅱ平面內(nèi)),就可使整個轉(zhuǎn)子達到平衡顯然,同方向?qū)ΨQ力A、B可以認為是由于靜不平衡分量產(chǎn)生的,反方向?qū)ΨQ力A、B。,可以認為是由動不平衡分量生的。所以,對剛性轉(zhuǎn)子而言,可用同方向平衡重量平衡靜不平衡分量,用反方向平衡重量平衡動不平衡分量由以上討論可知,與在二個平面內(nèi)平衡重量的結(jié)果相同,亦可在二個任意