Această problemă este a doua direcție principală dezvoltată în teoria echilibrării, esența ei este oarecum diferită de cea dintâi, care a fost deja dezasamblată. Ea consideră condițiile pentru o selecție rațională a maselor legăturilor mecanismului care ar asigura o reducere totală sau parțială a presiunilor dinamice asupra anumitor perechi cinematice ale mecanismului. Echilibrarea (echilibrarea) maselor rotative a dobândit o semnificație deosebită în condițiile moderne. Astfel, în turbine și giroscoape viteză atinge 30000 rot / min, ax supercentrifugă se rotesc la viteze de până la 50000 rot / min și mai sus. La viteze chiar mai mici decât aceasta, o mică deplasare a centrului de masă de axa geometrică de rotație apar proiectant forțe considerabile destul de neașteptate de inerție, cauzând apariția unor presiuni dinamice mari în lagăre, rezultând într-o serie de fenomene de vibrații nedorite în cadrul mașină sau chiar fundația sa.
În teoria echilibrării, rotorul este orice corp de material rotativ, indiferent de scopul său tehnic (arborele cotit, rotorul turbinei, armătura motorului, discul magnetic pentru înregistrarea informațiilor într-un calculator etc.).
Dacă rotația rotorului este însoțită de apariția reacțiilor dinamice ale lagărelor sale, care se manifestă sub formă de vibrații a cadrului, atunci un astfel de rotor se numește dezechilibrat. Sursa acestor reacții dinamice este în principal distribuția asimetrică a masei rotorului peste volumul său.
În funcție de poziția relativă a axei de rotație O-O și axei centrale principale de inerție I-I, se disting următoarele tipuri de dezechilibre în rotoare:
Static (Figura 11.1 a), atunci când axa de rotație și axa centrală principală de inerție sunt paralele;
Moment (Figura 11.1 b), atunci când axele se intersectează în centrul masei rotorului S;
Dinamic (figura 11.1 c), atunci când axele se intersectează în afara centrului de masă sau se traversează.
Dacă masa rotorului este uniform distribuită în raport cu axa de rotație, axa centrală principală de inerție coincide cu axa de rotație și rotorul este echilibrat sau ideal.
Există două grupuri de rotoare: rigide și flexibile.
Cu deformări considerabile, ar trebui să fie considerată flexibilă. Practica de inginerie majoritatea rotoarelor se caracterizează ca fiind rigide. Un rotor rigid poate fi considerat ca un corp rigid, la care, în studiul său, se aplică legile care guvernează mecanica unui solid.
Este cunoscut din mecanica teoretică că presiunea unui corp rotativ pe suporturile sale în general
Cu o rotație uniformă a rotorului în jurul axei z (figura 11.2), proeminențele componentei dinamice sunt determinate după cum urmează:
Aceste proiecții ale vectorilor principali și momentele principale ale forțelor de inerție se calculează prin formule:
În aceste dependențe:
m este masa rotorului; JYZ, JXZ sunt momentele centrifuge de inerție a rotorului față de sistemul de coordonate OXYZ.
Planul XOY trece prin centrul de masă al rotorului, iar întregul sistem se rotește împreună cu rotorul. Observăm că în problema dinamică avută în vedere momentul principal al forțelor de inerție ale rotorului
Dezechilibrul rotorului (după cum rezultă din ecuațiile (11.3)) crește proporțional cu pătratul vitezei sale unghiulare. Prin urmare, dacă rotoarele de mare viteză sunt dezechilibrate, atunci acestea exercită presiuni dinamice pe suporturile lor, ceea ce provoacă vibrații ale coloanei și ale bazei acesteia. Eliminarea acestui efect nociv se numește echilibrarea (echilibrarea) rotorului. Soluția acestei probleme se referă la designul dinamic al mașinilor.
Modulul vectorului principal al forțelor centrifuge de inerție a rotorului este: În formă vectorială
unde est este excentricitatea statică a masei rotorului (vectorul de rază al centrului de masă al rotorului)
O măsură a dezechilibrului static al rotorului este un dezechilibru static
vector
Modulul momentului principal al forțelor centrifuge de inerție
Momentul principal al dezechilibrelor rotorului :.
Deoarece dezechilibrul este determinat de caracteristicile de proiectare ale rotorului sau ale mecanismului și nu depinde de parametrii de mișcare, atunci în timpul echilibrării, acesta nu este acționat cu forțe inerțiale Φ și momente
Echilibrarea este procesul de determinare a valorilor și coordonatelor unghiulare ale dezechilibrelor rotorului și de reducere a acestora prin ajustarea plasării masei acestuia. Echilibrarea este echivalentă cu echilibrarea unui sistem de forțe inerțiale aplicate unui rotor în mișcare pentru echilibrul său.
Trimiteți-le prietenilor: