БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (БА)

Статическую Б. применяют при параллельном смещении главной центральной оси инерции относительно оси вращения. Для изделия с неуравновешенной массой т и уравновешивающим грузом Р ( рис. , а) Б. сводится к компенсации центробежной силы, вызываемой массой т при вращении, и осуществляется установкой груза Р в одной плоскости исправления. Зависимость между уравновешивающим грузом Р и смещением центра тяжести e (смещение осей) даётся формулой: Р = e G/r, где G — сила тяжести, r — радиус установки груза. Термин «статическая Б.» возник исторически в связи с тем, что неуравновешенность массы можно обнаружить также статически, установив изделие на прямолинейные горизонтальные направляющие, на которых ротор под действием силы тяжести на неуравновешенную массу повернётся тяжёлым местом вниз. Однако этот способ неточен и предпочтительна статической Б. в динамическом режиме.

Динамическую Б. применяют при угловом смещении главной центральной оси инерции относительно технологической оси вращения; при этом оси пересекаются в центре тяжести изделия ( рис. , б). Зависимость между уравновешивающими грузами Р и угловым смещением j главной центральной оси инерции выражается формулой: Р = j Ig/rl, где I — момент инерции изделия, g— ускорение свободного падения, l — осевое расстояние между грузами. В этом случае динамическая неуравновешенность является следствием центробежного момента и может быть компенсирована установкой грузов в двух плоскостях исправления, создающих компенсирующую пару центробежных сил с плечом l.

Б. гибких изделии (динамическую рихтовку) применяют, когда смещение главной центральной оси инерции относительно оси вращения возникает вследствие изгиба оси балансируемого изделия, а целью Б. является выравнивание оси. На рис. (в) представлен изогнутый ротор вблизи первой критической скорости. В этом случае Б. осуществляется установкой уравновешивающих грузов в трёх и более плоскостях исправления. Равнодействующая центробежных сил и моментов от системы из трёх грузов должна быть равна нулю. Соотношение между уравновешивающими грузами определяется формулами P 1= ( b 2-b 3 ) P 2/ ( b 3-b 1 ) P 3= ( b 1-b 2 ) P 2/ ( b 3-b 1 ), где b 1, b 2, b 3 — осевые координаты плоскости исправления. Для Б. вблизи второй критической скорости требуется установка четырёх грузов в четырёх плоскостях исправления и т. д.

Все эти виды неуравновешенности могут действовать на изделие одновременно и тогда задача Б. будет комплексной. Только в отдельных частных случаях пользуются одним видом Б., например для плоских изделий применяют статическую Б. Для качественной Б. необходимо, чтобы на изделия были установлены нормы точности Б., которые условно выражаются в допустимом смещении центра тяжести e ( мкм ) либо в допустимой неуравновешенности u = rP ( гсм ) .

Лит.: Артоболевский И. И., Уравновешивание сил инерции плоских механизмов, «Изв. научно-исследовательского Института машиностроения», 1935, № 10; Крылов А. Н., О динамическом уравновешивании роторов и гироскопов, «Изв. научно-исследовательского института машиностроения», 1935, №7; его же, О некоторых дифференциальных уравнениях математической физики, имеющих приложение в технических вопросах, 5 изд., М.—Л., 1950; Шитиков Б. В., Динамическая балансировка роторов, М., 1951: Ден-Гартог Дж. П., Механические колебания [пер. с англ.], М., 1960; Тимошенко С. П., Колебания в инженерном деле, [пер. с англ.], 2 изд., М., 1967.

В. Н. Варке.

Схемы балансировки: а — статической; б — динамической: в — гибких изделий; 1—1 — главная центральная ось инерции; 2—2 — ось вращения; 3—3 — ось изделия; Ц. Т. — центр тяжести; m — неуравновешенная масса; Р, P 1, P 2, P 3— противовесы.

Балансиро'вочный стано'к,балансировочная машина, машина для установления места и значения (степени) статической или динамической неуравновешенности вращающихся частей машин — роторов электрических машин и турбин, валов, шкивов и др. (см. Балансировка ) . Б. с. обычно состоит из опор, в которые помещается балансируемое изделие (например, ротор), привода для его вращения и измерительного устройства с показывающими приборами.

Различают Б. с. с податливыми и жесткими опорами. Податливые опоры под воздействием неуравновешенного вращающегося изделия (ротора) совершают колебания. Амплитуды и фазы колебаний опор и являются информацией о неуравновешенности. Жёсткие опоры препятствуют колебанию ротора и вследствие этого испытывают давление. В этом случае для получения информации о неуравновешенности измеряют давление ротора на опоры и его фазу. Опоры Б. с. снабжены датчиками, преобразующими их колебания (или давление от центробежных сил) в электрические сигналы. Электрические сигналы датчиков поступают в измерительное устройство. Структура измерительного устройства и форма информации о неуравновешенности зависят от назначения Б. с. На рис. показана схема Б. с. для динамической балансировки с ваттметровым измерительным устройством. Неуравновешенность измеряют сначала в одной плоскости, затем посредством переключений — в другой. В Б. с. применяют привод от двухшарнирного вала, от накидного ремня, воздушной струей и т. п. Исправление неуравновешенности, т. е. установка грузов или съём материала (сверление, фрезерование и т. п.), выполняют вручную на Б. с. или вне его.

Существуют Б. с.: для статической и динамической балансировки; с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Б. с. изготовляют с разной степенью автоматизации, например автоматы, включающие устройства для установления размера и места неуравновешенности, устройства для устранения неуравновешенности и (при необходимости) устройства для повторного контроля. В отдельных случаях для балансировки сложных деталей, например коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, используют специальную автоматическую линию.

Лит.: Шитиков Б. В., Динамическая балансировка роторов, М., 1951; Васильев В. С. и Кутко П.С., Станки и приборы для динамической балансировки, М., 1959; Теория и конструкция балансировочных машин, М., 1963.

В. А. Захаров.

Схема балансировочного станка для динамической балансировки с ваттметровым измерительным устройством: 1 — балансируемый ротор; 2 — опора; 3 — датчик; 4 — переключатель «угол — величина»; 5 — ваттметровый индикатор; 6 — двухшарнирный вал; 7 — привод; I, II — плоскости исправления; А, Б — оси, проходящие в плоскостях измерения.