И динамической балансировки: 1 - статическая балансировка; 2 - статическая и динамическая балансировка; 3 -динамическая балансировка

Лабораторная работа № 2

Статическая балансировка ротора на призмах

Цель работы: ознакомиться с методом статической балансировки деталей типа диск на призмах

Краткие теоретические сведения

Балансировка является способом восстановления уравновешенности деталей, нарушенной в результате износа, при изготовлении, сборке или после проведения ремонтных работ. Неуравновешенные массы при вращении детали (узла) приводят к появлению центробежных сил, вызывающих вибрацию и повреждение машины и ее фундамента.

Для тел, близких по форме к тонким дискам (маховики, шкивы и т.д.), характерно неуравновешенность, проявляющаяся в смещении центра тяжести детали от оси вращения. Такая неуравновешенность называется статической, и дисбаланс Dизмеряется статическим моментом:

, (1)

где М – масса детали, кг; е – смещение центра тяжести от оси вращения, м; т – масса уравновешивающего груза, кг; r – расстояние от оси вращения до центра тяжести уравновешивающего груза, м; g – ускорение свободного падения, м/с.

Возникающую при вращении детали в случае ее статической неуравновешенности неуравновешенную (центробежную) силу F_цб определяют по формуле:

, (2)

где w – угловая скорость вращения, рад/с; n – частота вращения детали, об/мин.

Для тел, имеющих значительную длину в осевом направлении, неуравновешенные силы возникают в различных сечениях. Эти силы могут быть приведены к паре сил и результирующей силе. Неуравновешенность от пары сил называется динамической, статической балансировкой ее обнаружить невозможно. На практике чаще всего для деталей и узлов, имеющих большое отношение длины к диаметру, встречается смешанная неуравновешенность.

Факторами, определяющими границы использования статической балансировки, являются относительная длина детали L/D(L - длина детали, D - ее диаметр) и частота ее вращения. На рисунке 1 представлен график для определения границ применения динамической и статической балансировки.

При статической балансировке достигается совмещение центра тяжести детали с осью ее вращения. Основана она на стремлении центра тяжести детали занять крайнее нижнее положение, т.е. на вертикальном направлении ниже оси вращения. Вследствие этого статическая балансировка осуществляется на специальных приспособлениях: промышленных опорах - призмах, а также на вращающихся дисковых (роликовых) опорах.

Рисунок 1 – График определения границ применения статической

и динамической балансировки: 1 - статическая балансировка; 2 - статическая и динамическая балансировка; 3 -динамическая балансировка.

Призмы (рисунок 2) состоят из рамы 1 и двух закаленных опорных кожей 2, верхняя часть которых (опорная) пришабрена на контрольной плите. Рама закрепляется таким образом, чтобы исключить сотрясения на установочных винтах 3. Ножи устанавливаются строго параллельно и горизонтально в продольном и поперечном направлениях с помощью уровня и регулировочных винтов 4. На призмы при балансировке помещается балансируемая деталь, например, ротор 5. Ширина верхней части опорных ножей должна исключать образование вмятин на вейках вала детали, а коэффициент трения качения - быть минимальным (в пределах 0,01 -0,04). Если относительная величина смещения центра тяжести детали (эксцентриситет) превышает значение коэффициента тре­ния качения, деталь прекращает перемещаться на призмах.

Вследствие этого максимальное смещение центра тяжести, определяемое на призмах, равно величине коэффициента трения.

Рисунок 2 – Балансировочные призмы