Уравновешивание вращающихся звеньев

Давления в кинематических парах находящегося в покое и движущегося механизма разные, т.к. силы инерции движущихся звеньев создают дополнительные динамические давления. Задача по устранению динамических составляющих давлений в опорах от сил инерции называется уравновешиванием масс в механизмах.

Уравновешивание звеньев, совершающих колебательное, возвратно-поступательное, плоскопараллельное движения представляет значительные трудности. Поэтому при проектировании механизмов стремятся, чтобы звенья, совершающие указанные движения, имели малые массы и ускорения. Легче уравновешиваются вращающиеся звенья. Для уравновешенного звена необходимо соблюдение следующих условий:

и , (3.18)

где О – любая точка, лежащая на оси вращения звена.

Различают статическое и динамическое уравновешивание, осуществляемое с помощью приложения дополнительных уравновешивающих масс.

Рассмотрим уравновешивание вращающегося с постоянной скоростью ω звена. Статическое уравновешивание применяют для тихоходных механизмов, имеющих небольшие вдоль оси вращения размеры звеньев (диски, зубчатые колеса). При этом необходимо выполнение первого условия уравнения (3.18), для чего устанавливают одну уравновешивающую массу. Тогда выражение (3.18) будет иметь вид + m_yp = 0, но так как a_k = a_kⁿ = r_k ω², уравнение представим в виде

m_{1 1} + m_{2 2} + … + m_{n n} + m_{yp yp} = , (3.19)

где , – соответственно неуравновешенные массы и определяющие их положение относительно оси вращения радиусы-векторы; m_yp – уравновешивающая масса; _yp – радиус-вектор, определяющий положение уравновешивающей массы относительно оси вращения.

Статическое уравновешивание звена осуществляется перемещением центра масс на ось вращения. Величину и положение уравновешивающей массы определим из геометрического решения уравнения (3.19).

При динамическом уравновешивании необходимо выполнение обоих условий уравнения (3.18), т.е. нужно, чтобы ц. м. звена находился на оси вращения и сумма моментов сил инерции звена относительно любой точки оси вращения равнялась нулю. Динамическое, или полное уравновешивание осуществляют установкой двух уравновешивающих масс, располагая их как можно ближе к опорам звена. Принимаем за центр О точку приложения любой, например первой, уравновешивающей массы. Задаемся расстоянием x_ур от точки О до плоскости вращения второй уравновешивающей массы m_2ур. Зная расстояния x₁, x₂, …, x_n от точки О до плоскостей вращения неуравновешенных масс m₁, m₂, …, m_n из уравнения , которое расписываем в виде путем графического решения, определим величину и положение второй уравновешивающей массы, т.е. m_2yp и _2yp. Потом из первого условия уравнения (3.18), т.е. из уравнения m_{1 1} + m_{2 2} + … + m_{n n} + m_{1yp 1yp} + m_{2yp 2yp} = 0 определим величину и положение первой уравновешивающей массы, т.е. m_1yp и _1yp.

Статическое уравновешивание (статическую балансировку) осуществляют на простых стендах. Динамическую балансировку производят на специальных балансировочных машинах. Недооценка необходимости уравновешивания может служить причиной усиленного износа, разрушения, аварий при работе механизма.

Дата добавления: 2014-11-29