理論淺析回轉件轉子動平衡

引言

常用機械中包含著大量的作旋轉運動的零部件，例如各種傳動軸、主軸、電動機和汽輪機的轉子等，統稱為回轉體。在理想的情況下回轉體旋轉時與不旋轉時，對軸承產生的壓力是一樣的，這樣的回轉體是平衡的回轉體。但工程中的各種回轉體，由于材質不均勻或毛坯缺陷、加工及裝配中產生的誤差，甚至設計時就具有非對稱的幾何形狀等多種因素，使得回轉體在旋轉時，其上每個微小質點產生的離心慣性力不能相互抵消，離心慣性力通過軸承作用到機械及其基礎上，引起振動，產生了噪音，加速軸承磨損，縮短了機械壽命，嚴重時能造成破壞性事故。為此，必須對轉子進行平衡，使其達到允許的平衡精度等級，或使因此產生的機械振動幅度降在允許的范圍內。

一、回轉件轉子不振動條件

當回轉件轉子上有不平衡質量存在時，轉子轉動后則產生離心慣性力F=ω2mr，可分解成垂直力Fy和水平分力Fx，由于平衡機的工字形板和擺架在水平方向（繞y軸）的抗彎剛度很大，所以水平分力 Fx對擺架的振動影響很小可忽略不計。而在垂直方向（繞x軸）的抗彎剛度很小，因此垂直分力產生的力矩M=FyI=ω2mrlcosφ的作用下，使擺架產生周期性的上下振動。擺架振幅大小就取決于這個力矩的大小。如圖1所示。

圖1

設試件圓盤1、2上各有一個不平衡質量m1和m2，它們對x軸的慣性力矩為M1=0；M2=ω2m2r2i2cosφ2

要使擺架不振動必須要平衡力矩M2。在試件上選擇圓盤2作為平衡平面，加平衡質量mp則繞的慣性力矩mp=ω2mprplpcosφp，要使這些力矩得到平衡可根據以下公式來解決。……