Балансировка роторов

d – диаметр опорных шеек ротора,

J – момент инерции поперечного сечения призм,

Р = mg – вес ротора,

l – расстояние между опорами призм,

Е – модуль упругости материала призмы,

y = 0,02—0,03мм – допустимый прогиб в середине призм.

Если дать ротору свободу для перекатывания, то при наличии дисбаланса он после остановки примет такую позицию, при которой его центр масс займёт низшее положение. При статической балансировке, многократно перекатывая ротор, отмечают низшую точку. Если ротор останавливается в одной и той же позиции, то это свидетельствует о наличии дисбаланса. Ротор считается сбалансированным, если при многократном его повороте он останавливается в произвольном положении. Реально на практике призмы и валы изготавливаются из стали. Коэффициент трения качения для стали к

= 0,01- 0,05. Наибольший остаточный эксцентриситет е

при балансировке на призмах, и будет определяться этим значением: е

= к

= 0,05.

Исходя из этого, используя соотношение (2), можно оценить значение дисбаланса, которого можно добиться при статической балансировке.

D

= 0,05m гмм

Если подставить в формулу (1) значения:

F

=0,3Р-допустимое предельное значение центробежной силы,

r = е

= 0.05мм,

то можно подсчитать частоту вращения, до которой можно применять статическую балансировку n

? 2300об/мин.

Следует отметить, что известно множество устройств для статической балансировки [4], позволяющих увеличить её точность. Однако в настоящий момент эти устройства мало распространены, так как широко стала использоваться динамическая балансировка, которая вытеснила устройства для статической балансировки в силу их ограниченных возможностей.

Иногда при статической балансировке корректирующие массы распределяются на две плоскости коррекции. В этом случае при распределении масс используются соотношения (4), приведённые ниже на рис.6.

Рис.6

3. Динамическая балансировка

3.1. Общие сведения

Динамическая балансировка — это такая балансировка, при которой определяются и уменьшаются дисбалансы ротора, характеризующие его динамическую неуравновешенность (см. рис.4). При динамической балансировке уменьшаются как моментная, так и статическая неуравновешенность ротора одновременно.

Есть много методов балансировки. Все они основаны на предположении линейности системы, то есть амплитуды колебаний считаются пропорциональными значению дисбаланса, а фазы независимы от его величины. Существует одноплоскостная и многоплоскостная балансировка. При одноплоскостной балансировке расчёт корректирующих масс производится последовательно для каждой плоскости коррекции, при многоплоскостной – одновременно.

3.2. Одноплоскостная балансировка

Одноплоскостная балансировка может осуществляться различными методами. Рассмотрим некоторые из них.

3.2.1. Метод обхода пробной массой. Этот метод в настоящее время применяется крайне редко. Однако он хорошо поясняет сущность балансировки и может быть полезен для понимания процесса балансировки.

Окружность, лежащая в плоскости коррекции, делится на 8 частей (см. рис.7), и отмечаются точки через 60

. В каждую точку поочерёдно устанавливается пробная масса m

. Без пробной массы, а затем при каждой установке производится пуск, и измеряются амплитуды колебаний А

А

, А

,…А

. По полученным данным строится зависимость изменения амплитуды от места установки пробной массы. При приближении места установки к месту расположения дисбаланса амплитуда будет увеличиваться. Минимальная амплитуда будет соответствовать случаю, когда место установки пробного груза находится напротив дисбаланса. Место установки корректирующей массы m

определяется по минимальной амплитуде колебания, а её значение подсчитывается по формуле:

m

= m

А

/ А

-А

Рис.7

3.2.2. Метод трёх пусков без измерения фаз.

При балансировке с помощью такого метода проводится три пуска с одной пробной массой m

, устанавливаемой последовательно через 120

на одном радиусе. При пусках измеряют амплитуды колебаний А

, А