回转件的平衡

一、回转件平衡的目的

      绕固定轴线作回转运动的构件是回转件。如果回转件的结构不对称、制造不均匀，便会使整个回转件在转动时产生离心力系的不平衡，使离心力系的合力（主向量）和合力偶矩（主矩）不等于零。它们的方向随着回转件的转动而发生周期性的变化并在轴承中引起一种附加的动压力，使整个机械产生振动，使机械工作精度和可靠性降低，零件材料的疲劳损坏，甚至使周围的设备和厂房建筑也会受到影响和破坏。因此，调整回转件的质量分布，使回转件工作时离心力系达到平衡，消除附加动压力，尽可能减轻有害的机械振动，这就是回转件平衡的目的。 

二、回转件的平衡计算

      1.质量分布在同一回转面内      （1）适用情：轴向尺寸很小的回转件，其分布质量可以近似地认为在同一回转平面内。      （2）静平衡：对这种转子的平衡，可通过重新调整转子上的质量分布，使其质心与回转轴线重合来达到，此时回转件质量对回转轴线的静力矩为零，该回转件可以在任何位置保持静止，而不会自行转动，因此这种平衡称为静平衡。      （3）静平衡条件：F=Fb+∑Fi                                           ∑miri+mbrb=0      即分布于该回转件上各个质量的离心力（或质径积）的向量和等于零。式中：mi 、ri 为原有各质量及其质心的向径；mb 、rb 为平衡质量及其质心的向径；miri 称为质径积，是矢量。      （4）静平衡计算：先按结构形状及尺寸定的出各不平衡质量的大小和方位，然后根据静平衡条件列出各质量陌含平衡质量和不平衡质量）质径积平衡方程式，再用图解法或解析法（列解析方程式）求出应加平衡质量的质径积大小和方位，然后 mb、rb  任定一个便可求另一个。        2.质量分布不在同一回转面内      （1）适用情况：轴向尺寸较大的回转件，其质量的分布不能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平行的回转面内。       （2）动平衡：由于这类转子的质量随>地分布在若干个不同的回转平面内，即使转子的质心在回转轴线上，但由于各偏心质量及所产生的离心惯性力不在同一回转平面内，所形成的惯性力偶仍使转子处于不平衡状态。对于这类转子，要调整转子上的质量分布，使转子所产生的惯性力和惯性力偶都达到平衡，这种平衡称为动平衡>         （3）动平衡条件：∑ F=0 ，∑M=0即回转件上各个质量的离心力的向量和等于零；而且离心力所引起的力偶矩的向量和也等于零。      （4）动平衡计算：因为一个力可分解为与它平行的两个分力。故我们根据该转子的结构，选定两个平衡基面Ⅰ及Ⅱ作为安装配重的平面，并将各离心惯性力分别分解到平面Ⅰ及Ⅱ上。实际中常将各偏心质量分解到两个基面上，各偏心质量的向径在基面上大小和方向都不变，然后      据静平衡原理，使每个基面达到静平衡就可（以只有三个偏心质量为例，见图8.2）：      在基面Ⅰ内：m1'=m1·l1''∕l ；m2'=m2·l2''∕l ； m3'=m3·l3''∕l      则在Ⅰ内：mb'rb+ m1'r1+m2'r2+m3'r3=0      在基面Ⅱ内：m1''=m1·l1'∕l  ；m2''=m2·l2'∕l  ；m3''=m3·l3'∕l      则在Ⅱ内&mb''rb+ m1''r1+m2''r2+m3''r3=0      这样就分别求得两个基面内的平衡质径积。即质量分布不在同一回转面内的刚性转子，必须分别在相应的两个平衡基面内加上适当的平衡重量，才能达到完全平衡。因此动平衡又叫双面平衡。

三、回转件的平衡实验

      1.静平衡实验：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位置，使质心移到回转轴线上以达到平衡。      2.动平s实验：在动平衡机上进行。令回转件在动平衡实验机上运转，然后在两个选定的平面内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。