Реферат: Установка для статической балансировки роторов методом прямого измерения статического момента

Основы теории уравновешивания механизмов были заложены в работах акад. И. И. Артоболевского и затем успешно развивались в области уравновешивания:

1. Плоских механизмов;

2. Пространственных механизмов;

3. Механизмов с несимметричными звеньями;

4. Механизмами с переменными массами звеньев;

5. Механизмов многоцилиндровых машин с одинаковыми и неодинаковыми шатунно-поршневыми группами.

1) Наиболее полно разрешены задачи статического уравновешивания как плоских, так и пространственных механизмов с постоянными массами и с симметричными звеньями. Эти задачи решаются методом приведенных точечных масс или методом векторов главных точек звеньев.

Однако в связи с непрерывным ростом скоростей звеньев снижение уровня вибраций и увеличение производительности механизмов за счет только статического уравновешивания становится невозможным. Поэтому приходится применять на практике методы динамического уравновешивания механизмов. Полное решение этой задачи встречает большие конструктивные трудности. Однако точное уравновешивание в любом плоском механизме с симметричными звеньями и с постоянными массами главного вектора и первой гармоники главного момента системы неуравновешенных сил достигается простыми конструктивными средствами.

Например, для шарнирного четырехзвенного механизма необходимы две корректирующие массы, для кривошипно-ползунного механизма - одна корректирующая масса и т. д. Качество такого уравновешивания плоских механизмов получается весьма хорошим.

2) Уравновешивание пространственных механизмов имеет в настоящее время важное значение для многих отраслей народного хозяйства. Такие механизмы встречаются в самолетах, автомобилях, в приборах различного назначения, а также в сельскохозяйственных текстильных, обувных, пищевых и других машинах. Определение момента неуравновешенных сил и нахождение условий, при которых эти силы будут отсутствовать, представляет несравненно более сложную задачу, чем в случае плоских механизмов, и требует для своего решения специального математического аппарата.

В настоящее время теория пространственных механизмов разработана недостаточно и требует дальнейшего развития.

3) Механизмы с несимметричными звеньями часто встречаются в технике. Уравновешивание их имеет ряд особенностей.

Решение задачи уравновешивания плоских механизмов с несимметричными звеньями впервые было получено в работе методом линейно-независимых векторов, позволяющих находить величину и координаты корректирующих масс. Этот метод является перспективным, но и несколько сложным при уравновешивании многозвенных механизмов. Поэтому методика уравновешивания механизмов с несимметричными звеньями при помощи векторов главных точек звеньев и отрезков механизма, отличающаяся простотой и наглядностью, что позволяет использовать ее для статического и динамического уравновешивания шарнирных механизмов различных классов и порядков.

4) Задача анализа неуравновешенных сил, действующих в многоцилиндровых машинах, и их уравновешивания решена в настоящее время наиболее полно. Но и здесь существует целый комплекс различных задач, требующих дополнительного исследования. Например, практический интерес представляют особенности балансировки коленчатых валов с технологическими втулками или без них; явление стационарного изгиба коленчатого вала, возникающее при некоторых условиях в многоцилиндровых машинах даже в том случае, когда выполнены условия внешнего уравновешивания сил первого, второго и более высоких порядков; требуют разрешения некоторые задачи по уравновешиванию многоцилиндровых машин с неодинаковыми шатунно-поршневыми группами и ряд других задач.

5) Уравновешивание механизмов с переменными массами звеньев представляет интерес для многих отраслей промышленности, сельского хозяйства и транспорта.

Переменную массу могут иметь не только роторы, но и звенья механизмов. Примером ротора с переменной массой является барабан, с которого сматывается или наматывается стальная, текстильная, бумажная или какая-либо другая лента. Примерами механизмов с переменной массой могут служить различные грохоты, качающиеся конвейеры, виброзагрузочные устройства, вагоноопрокидыватели и др.

Точное уравновешивание механизмов с переменными массами достигается противовесами с переменными дисбалансами. На практике часто применяется приближенное уравновешивание таких механизмов простыми противовесами.

В механизмах с переменными массами действуют, как известно, кроме активных, реактивных и кориолисовых сил, еще так называемые вариационные силы, возникающие при нестационарном относительном движении масс в системе, и импульсивные силы, возникающие при отделении или при добавлении масс в кинематической цепи механизма.

Исследованию динамики таких механизмов с переменными массами посвящены работы Артоболевского И. И. , Бессонова А. П. И др.

IV

Важным вопросом, имеющим принципиальное значение для балансировочной техники, является вопрос о нормах точности урановешивания роторов, от которых, как известно, зависят: уровень вибраций машин и приборов; качество технологических процессов; степень вредного вибрационного воздействия на обслуживающий персонал; ресурс подшипников и другие характеристики.

Один только перечень этих фактов показывает, что разработка классов, классов точности балансировки роторов является чрезвычайно важной задачей для всех отраслей народного хозяйства.

Как известно, в наше стране введен ряд стандартов и отраслевых нормалей, в которых регламентированы остаточные дисбалансы ля некоторых категорий роторов. Они учитывают: допустимый уровень вибраций, действующий на человека, силы возникающие в машине от сил упругости, электромагнитных и др., а также первичные ошибки деталей, зависящие от принятой системы допусков и посадок, дисбалансы, возникающие при монтаже и во время эксплуатации машин, и воздействие внешней среды. Учет приведенных выше факторов в конкретных условиях всегда связан с необходимостью проведения исследований.

В настоящее время Комитет Стандартов Совета Министров РФ утвердил Государственный стандарт № 19534-74 “Балансировка тел вращения. Термины” с введением его с 1.1.1975 г.

Этот стандарт, отражающий достигнутый уровень балансировочной техники как в нашей стране так и за рубежом, безусловно будет способствовать дальнейшему повышению технического уровня работ по уравновешиванию машин и приборов.

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В проведенной научной работе была выявлена перспектива развития данного направления изучения балансировочных процессов. Базовая модель была взята из научной работы [13], выполненной В.В. Мартынюком, А.С. Родилоновым, А.А Павлюченко. Но в настоящей работе было изменено конструкционное и измерительное оснащение. Литые детали были заменены сортовыми, измерительная часть с механической на электрическую.

В литературно-патентном разделе было изучено много источников, что позволило решить многие проблемы связанные с конструкцией стенда. Конструкция разрабатывалась в соответствии с требованиям принятыми [2 (с. 530)]. Для проведения контроля процесса, были рассмотрены и изучены литературные источники [4,5,6]. В конечном этапе был выбран оптимальный датчик для измерения усилия.

Экспериментальная и конструкторские части подробно ознакамливают с сутью готовой конструкции. В них заложена база для дальнейшей модернизации отдельных узлов. Дана также методика проведения эксперимента. Целесообразно продолжить работу в этом направлении. Для проведения лабораторных работ это вялятся необходимым.