Балансировка сборочных единиц

Во всех вращающихся частях машин погрешности изготов­ления деталей и сборки узлов приводят к смещению центра масс и геометрической оси относительно фактической оси вращения. Это смещение определяет неуравновешенность вращающихся де­талей, в результате которого возникают колебания, сокращаю­щие срок службы машин, а в случае возникновения резонанса и разрушающие их. Мерой неуравновешенности является дисба­ланс, который определяется вектором направления г и массой т и равен D = т r. Значение и направление дисбаланса в каждом сечении вращающегося ротора различны. В результате возника­ет изгибающий момент, вызванный парой различных по значе­нию и направлению центробежных сил. Это явление называют продольной неуравновешенностью. Для роторов, вращающихся с небольшой частотой, достаточно учитывать только суммарный дисбаланс, тогда как для роторов, работающих с большой час­тотой вращения, кроме дисбаланса необходимо учитывать и про­дольную неуравновешенность. В зависимости от этого процессы балансировки делят на статические и динамические.

Статическую балансировку проводят, как правило, в одной плоскости. Плоскость коррекции определяет конструктор. Очень часто она не совпадает с плоскостью действительного положения центра масс и суммарного дисбаланса. При статической баланси­ровке ротор устанавливают опорными шейками на ролики (рис. 6.17, а) или ножи. Под действием неуравновешенной массы ротор будет поворачиваться и займет устойчивое положение, когда центр

Рис. 6.17. Схемы статической балансировки: а — установка на ролики или ножи; б — подвешивание

масс будет находиться в нижней точке. Следовательно, с противоположной стороны диаметра необходимо увеличить мас­су. Это место отмечают и к нему добавляют уравновешивающий груз . Ротор 1 поворачивают на опорах 2 на угол 90° и регули­ровкой уравновешивающей массы добиваются его равновесия в этом положении. Дисбаланс определяют по формуле

где R — радиус приложения уравновешивающей массы.

Уравновешивающую массу снимают с ротора, взвешивают и по ней определяют объем металла, который надо добавить в от­меченном месте или удалить с противоположной стороны. Обыч­но металл удаляют сверлением или фрезерованием. В качестве уравновешивающей массы используют пластилин.

Аналогично проводят статическую балансировку подвешива­нием (рис. 6.17, б). Такая балансировка необходима для махови­ков, шкивов и других аналогичных деталей. При статической балансировке снижается влияние продольной неуравновешенно­сти у ротора в сборе с маховиком. Колесо 1 подвешивают на шарнирно закрепленной штанге 3 с двумя параллелограммами. Равновесное положение колеса 1 определяется равенством рас­стояний и от плоскости до торца колеса, измеряемых с помощью рейсмуса 4.

Недостатком статической балансировки является ее низкая точ­ность. В процессе ее проведения не учитывают силы трения, не позволяющие деталям занять строго определенное положение, а также сложно обеспечить высокую точность удаления металла.

Динамическая балансировка позволяет определить и умень­шить радиальную и продольную неуравновешенности. Ее вы­полняют на специальных станках (рис. 6.18). Ротор 2, установ­ленный на колеблющихся в горизонтальной плоскости подвиж­ных опорах А и В, приводится во вращение ременным приводом 1. Колебания опор передаются на магнитоэлектрические преобра­зователи 5, сигнал от которых поступает в блок настройки 6 и через усилитель 7 — на стрелочный прибор 8, показывающий значение дисбаланса. Для определения угла дисбаланса исполь­зуют стробоскопический эффект, который создается мигающей с частотой вращения ротора лампой 4. По шкале 3 меткой от­мечают угол положения дисбаланса. После остановки вал поворачивают до метки, которую переносят на вал. Балансировку выполняют раздельно в плоскостях ротора I и II.

Возможна динамическая балансировка нежестких роторов, при которой дисбаланс определяют по прогибу ротора в различ­ных сечениях. В настоящее время существуют переносные при­боры, позволяющие определять дисбаланс на работающем валу по микроколебаниям его опор или корпуса. По дисбалансу можно судить об износе деталей и прогнозировать необходимость их ремонта.

Рис. 6.18. Схема динамической балансировки