Уравновешивание ротора. Технологическая схема ротора. Полные корректирующие силы. Дисбалансы неуравновешенных масс

ФБОУ ВПО НГАВТ

Кафедра ТММ и ДМ

Расчётно-графическая работа 1

Вариант

Выполнил:                                       

Проверил:     

Новосибирск 2013

1 Теоретическая часть

Динамическое уравновешивание жёстких роторов проводится с целью снижения переменных нагрузок в опорах, а также шума и вибрации машин. Практическое уравновешивание проводится в специальных станках. При вращении ротора в балансировочном станке, на его опорах возникают дополнительные силы, векторы которых вращаются вместе с ротором. Эти силы пропорциональны квадрату скорости вращения, а их направление отражает распределение масс ротора. При конструировании ротора в плоскостях коррекции предусматривают места для удаления или нанесения материала, за счёт чего проводится уравновешивание.

Всегда можно заменить пространственную систему сил одним вектором и одним моментом. Уравновешивание ротора достигается в том случае, когда главный вектор сил инерции дисбалансов и главный вектор сил инерции корректирующих масс при сложении дают ноль и главные моменты указанных сил также в сумме дают ноль. Это условие записывается в виде уравнений равновесия в проекциях на координатные оси. На рис. 1 приведено принятое в данной работе расположение осей и направление отсчёта углов.

Рисунок 1 – Схема ротора

Полные корректирующие силы равны

Направление корректирующих сил найдём через обратные тригонометрические функции

При этом следует помнить, что область значений этих функций от  радиан, а направление векторов может быть в пределах . Поэтому рекомендуется чертить векторы в принятой системе координат с учётом знака проекций.

Дисбалансы неуравновешенных масс равны

Неуравновешенные массы равны

где  - радиус ротора.

Эти массы должны быть ничтожно малыми по отношению к массе ротора, иначе балансировка будет неточной. Принимая плотность материала, получим объем отверстий

Отверстие не должно быть слишком глубоким или мелким, поскольку это снижает точность балансировки. Принимаем диаметр равный глубине, тогда глубина отверстий

2 Практическая часть

Вычисления следует выполнять в программе Mathcad. Целью работы является определение диаметров и глубины отверстий в роторе и мест сверления. Заполняем таблицу исходных данных в соответствии с вариантом задания. Ключ задания содержит десять чисел от 0 до 9 образующих уникальную комбинацию параметров неуравновешенности ротора. В файле Mathcad подставляем свои параметры и получаем результат расчёта. Вычерчиваем в масштабе сечения ротора с отверстиями и размерами, показанными на рисунке. Пример расчёта приведён на рисунке.

Рисунок 2 – Листинг из программы Mathcad

Рисунок 3 – Схема расположения балансировочных отверстий