Теоретические основы балансировки

Общие понятия

Ротор - тело, которое при вращении удерживается своими несущими поверхностями в опорах.

Неуравновешенность - состояние ротора, характеризующееся таким распределением масс, которое во время вращения вызывает переменные нагрузки на опорах ротора и его изгиб.

Различают статическую, моментную, динамическую и квазистатическую неуравновешенность.

Статическая неуравновешенность ротора

Рис.1.1. Статическая неуравновешенность ротора

Моментная неуравновешенность ротора

Рис.1.2. Моментная неуравновешенность ротора

Динамическая неуравновешенность ротора

Рис.1.3. Динамическая неуравновешенность ротора

  • Эксцентриситет массы - радиус-вектор центра рассматриваемой массы относительно оси ротора.
  • Дисбаланс - векторная величина, равная произведению неуравновешенной массы на ее эксцентриситет.
  • Эксцентриситет массы радиус-вектор центра рассматриваемой массы относительно оси ротора.
  • Значение дисбаланса - числовое значение, равное произведению неуравновешенной массы на модуль ее эксцентриситета.
  • Угол дисбаланса - угол, определяющий положение вектора дисбаланса в системе координат, связанной с осью ротора.
  • Корректирующая масса - масса, используемая для уменьшения дисбалансов ротора.
  • Плоскость коррекции - плоскость, перпендикулярная оси ротора, в которой расположен центр корректирующей массы.
  • Плоскость приведения дисбаланса - плоскость, перпендикулярная оси ротора, в которой задают значение и угол дисбаланса.
  • Плоскость измерения дисбаланса - плоскость, перпендикулярная оси ротора, в которой измеряют значение и угол дисбаланса.
  • Начальный дисбаланс - дисбаланс, в рассматриваемой плоскости, перпендикулярной оси ротора, до корректировки его масс.
  • Остаточный дисбаланс - дисбаланс в рассматриваемой плоскости, перпендикулярной оси ротора, который остается в ней после корректировки его масс.
  • Допустимый дисбаланс - наибольший остаточный дисбаланс в рассматриваемой плоскости, перпендикулярной оси ротора, который считается приемлемым.
  • Удельный дисбаланс - отношение модуля главного вектора дисбаланса к массе ротора. Удельный дисбаланс определяет значение эксцентриситета центра масс ротора.
  • Допустимый удельный дисбаланс - наибольший удельный дисбаланс, который считается приемлемым.
  • Минимальный достижимый остаточный удельный дисбаланс - наименьшее значение остаточного удельного дисбаланса, которое может быть достигнуто на станке при балансировке контрольного ротора методом, определяемым инструкцией по эксплуатации этого станка.

Балансировка

  • Балансировка ротора - процесс определения значений и углов дисбалансов ротора и уменьшение их корректировкой его масс.
  • Статическая балансировка - балансировка, при которой определяется и уменьшается главный вектор дисбалансов ротора, характеризующий его статическую неуравновешенность.
  • Моментная балансировка - балансировка, при которой определяется и уменьшается главный момент дисбалансов ротора, характеризующий его моментную неуравновешенность.
  • Динамическая балансировка - балансировка, при которой определяются и уменьшаются дисбалансы ротора, характеризующие его динамическую неуравновешенность.
  • I-первая плоскость коррекции, II-вторая плоскость коррекции

    I-первая плоскость коррекции, II-вторая плоскость коррекции

Балансировочные станки

  • Балансировочный станок - станок, определяющий дисбалансы ротора для уменьшения их корректировкой масс. Является необходимым технологическим оборудованием для проведения динамической балансировки и статической в динамическом режиме.
  • Станок для статической балансировки - балансировочный станок, определяющий только главный вектор дисбалансов.
  • Станок для динамической балансировки - балансировочный станок, определяющий дисбалансы на вращаемом им роторе.
  • Дорезонансный балансировочный станок - станок для динамической балансировки, у которого частота вращения ротора при балансировке ниже наименьшей собственной частоты колебаний системы, состоящей из ротора и паразитной массы.
  • Резонансный балансировочный станок - станок для динамической балансировки, у которого частота вращения ротора при балансировке равна собственной частоте колебаний системы, состоящей из ротора и паразитной массы.
  • Зарезонансный балансировочный станок - станок для динамической балансировки, у которого частота вращения ротора при балансировке выше наибольшей собственной частоты колебаний системы, состоящей из ротора и паразитной массы.
  • Балансировочная оправка - сбалансированный вал, на который монтируют подлежащее балансировке изделие.

Определение необходимой точности балансировки

Методика расчета

Классы точности балансировки по ГОСТ 22061­76 ест·ωэ.макс.мм*рад/с или классы точности балансировки по ISO 1940 Типы роторов
1 0.4 Шпиндели, шлифовальные круги и роторы электродвигателей прецизионных шлифовальных станков. Гироскопы.
2 1,0 Приводы магнитофонов и проигрывателей. Приводы шлифовальных станков. Роторы небольших электродвигателей специального назначения.
3 2.5 Газовые и паровые турбины, включая главные турбины торговых судов. Турбогенераторы с жесткими роторами. Турбокомпрессоры. Приводы металлообрабатывающих станков. Роторы средних и крупных электродвигателей со специальными требованиями. Роторы небольших электродвигателей. Турбонасосы.
4 6.3 Части технологического оборудования. Главные редукторы турбин торговых судов. Барабаны центрифуг. Вентиляторы. Роторы авиационных газотурбинных двигателей в сборе. Маховики. Крыльчатки центробежных насосов. Части станков и машин общего назначения. Роторы обычных электродвигателей. Отдельные детали двигателей со специальными требованиями.
5 16 Приводные валы (валы судовых винтов, карданные валы) со специальными требованиями. Части дробилок. Части сельскохозяйственных машин. Отдельные части двигателей (бензиновых или дизельных) легковых автомобилей, грузовиков и локомотивов. Узел коленчатого вала двигателя с шестью и более цилиндрами со специальными требованиями.
6 40 Узел коленчатого вала высокооборотного дизеля с шестью и более цилиндрами. Двигатели в сборе (бензиновые и дизельные) для легковых и грузовых автомобилей и локомотивов.
7 10 Колеса легковых автомобилей, ободы колес, бандажи, приводные валы, тормозные барабаны автомобиля, колесные пары.

Система классов точности балансировки

2. Используя график, показанный на рис.1.4., зная максимальную эксплуатационную скорость изделия провести вертикаль до пересечения с верхней границей выбранного класса и по оси ординат найти значение удельного дисбаланса eст.

график системы классов точности балансировки