第8章回转件的平衡§8-1回转件平衡的目的不平衡离心力对机械的影响：不平衡离心力对机械正常运转产生不利的影响，尤其对高速机械的影响更为重要：使各运动副中产生附加的动反力，从而加大了运动副中摩擦力，使运动副磨损加剧，导致机械效率下降。使各构件的材料内部引起附加内应力，影响机械及各构件的使用寿命。离心力的大小和方向一般呈周期性变化，从而会导致机械及其基础（机架）产生强迫振动（以上各惯性力即为干扰力），这会降低机械的运动精度，增大噪音，甚至产生共振，由此会带来更严重的后果。§8-1回转件平衡的目的平衡的目的：对于高速回转件来说，必须使其离心力合力及合力偶为零，从而消除其所带来的不良影响。平衡的类型：静平衡：只要求惯性力平衡的平衡成为静平衡。动平衡：同时要求惯性力和惯性力矩平衡的平衡成为动平衡。§8-2回转件的平衡计算§8-2回转件的平衡计算平衡计算：离心力是惯性力，所以上式可写成meω2=mbrbω2+∑miriω2=0在同一个转子上，转速ω相同，消去公因子ω2，可得me=mbrb+∑miri=0（8-2）式中m、e为回转件的总质量和总质心的向径，mb、rb为平衡质量及其质心的向径，mi、ri为原有各质量及其质心的向径。质径积：上式中质量与向径的乘积mr称为质径积，它是向量，其大小同相应的离心力成正比，因此也具有离心力的性质。静平衡方程的求解：由上可知，静平衡方程是一个矢量方程，所以可以用图解法和解析法进行求解。解析法：向量方程向直角坐标系的两坐标轴投影，得到两个代数方程，然后联立这两个代数方程可解出平衡质量的质径积mbrb和方位角θb。再根据实际需要或可能，在平衡质量mb和所在半径rb两者中选定一个后，即可确定另一个的值。图解法：由理论力学可知，平衡的平面汇交力系各力矢量一定构成封闭矢量图，所以按照一定的比例，作出平衡力系的封闭图形，可以求解未知平衡矢量力。以同样速度将试件反转，用划针记下反转时的最高偏离点H2。§8-2回转件的平衡计算（重要）§8-2回转件的平衡计算再根据实际需要或可能，在平衡质量mb和所在半径rb两者中选定一个后，即可确定另一个的值。静平衡试验的基本原理是基于这样一个普遍现象：任何物体在地球引力的作用下，其重心（也即质心）总是处于最低位置。并逐步调整其大小或径向位置，直到该回转件在任意位置都能保持静止。在进行动平衡时，调整回转件的轴向位置，使校正面T"通过摆动轴线O-O。静平衡的条件：惯性力矢量和为零，即不平衡的利用：必须指出，生活中有的机械则是利用不平衡原理而工作的，如蛙式打夯机、振动打桩机、振动台等。α称为强迫振动相位差。§8-3回转件的平衡试验再根据实际需要或可能，在平衡质量mb和所在半径rb两者中选定一个后，即可确定另一个的值。调整弹簧使回转件的轴线处于水平位置。由于质径积向量封闭图上mbrb的指向即为mb产生离心力Fb的方向，因此mb应放在如图所示的位置处(也可在mbrb所指方向的反方向去掉相同的质量)。此外，还出现了带有真空筒的大型高速动平衡机和整机平衡用的测振动平衡仪。§8-3回转件的平衡试验设在T′和T″面内分别装上平衡质量mb′和mb″，其质心的向径分别为rb′和rb″，且mb′和mb″都处于经过mb的质心且包含回转轴线的平面内，则且mb′、mb″和mb在回转时产生的离心力Fb′、Fb″和Fb成为三个互相平行的力。因两个方向的相位差α1和α2应相等，故联接H1和H2并作其中垂线，向径OA即表示不平衡质径积m′r′的方位。图8-8a为校正平面T'的右侧视图。先将待平衡回转件正向转动，用一根划针沿半径方向逐渐接近试件外缘，至针尖刚刚触及试件即止。另一端用弹簧4与机架3相联。先将待平衡回转件正向转动，用一根划针沿半径方向逐渐接近试件外缘，至针尖刚刚触及试件即止。在判定了回转构件质心相对转轴的偏离方向后，在相反方向(即正上方)的某个适当位置，取适量的胶泥暂时代替平衡质量粘贴在构件上，重复上述过程。另一端用弹簧4与机架3相联。同时由一对传动比为1的齿轮传动带动基准信号发生器8，产生与回转构件转动同步的基准信号，并将基准信号和放大器7输出的信号一起输入鉴相器9进行处理，最后有仪表11指示出不平衡质径积的相位（即方位角）。式中m、e为回转件的总质量和总质心的向径，mb、rb为平衡质量及其质心的向径，mi、ri为原有各质量及其质心的向径。μ的数值可用下述方法求得：取一个类似的、经过动平衡校正的标准转子，在其T'面上加一已知质径积m0′r0′，并测出其振幅Z'，将已知值m0′r0′和Z'代入式(8-5)，即可求出比例常数μ。§8-3回转件的平衡试验将待平衡回转件调头安放，令T'面通过摆架的转动轴线O-O，重复前述步骤，即可求出T"面