Благодаря перемещению грузов изменяется угол между создаваемыми ими центробежными силами и таким образом регулируется величина равнодействующей уравнивающей силы. Угол ( ψ ) установки уравновешивающих грузов определяют из условия равенства равнодействующей их центробежных сил и центробежной силы, создаваемой одним уравнивающим (рабочим) грузом:

где mo - масса (одного) уравнивающего груза;

Ro - радиус установки уравнивающего груза.

Величины mo и Rо могут быть выбраны произвольно, однако должно выполняться соотношение

Последней, стадией статической балансировки является контроль качества уравновешивания ротора. Эта стадия выполняется следующим образом. Ротор после установки рабочего уравновешивающего груза вновь помещается на балансировочное устройство. Правильно отбалансированный ротор должен пребывать в состоянии равновесия в любом положении. Поворачивал ротор на различный угол, следует убедиться в том, что он не будет перекатываться по опорам из любого положения. Если данное требование выполняется, процесс статической балансировки считают законченным. В противном случае процесс балансировки повторяется.

4. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА И МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ БАЛАНСИРОВКИ

Лабораторный стенд для изучения и выполнения операции статической балансировки включает (см. рис. 7) сварную станицу, состоящую из основания 1 и четырех стоек 2. Основание включает четыре винтовые опоры 3, посредством которых стойкам предаётся строго вертикальное положение. Контроль за вертикальностью стоек осуществляется по пузырьковому уровню 4. В верхней части стойки попарно соединяются перекладинами 5. К перекладинам при помощи уголков 6 и болтов 7 крепятся ножи 8. Ножи могут перемещаться в вертикальной плоскости посредством регулировочных винтов 9. В рабочем состоянии опорные поверхности ножей должны лежать в единой горизонтальной плоскости. Балансируемый ротор 10 помещается на ножи таким образом, чтобы его ось располагалась горизонтально и проходила через середину ножей. Торцевая поверхность ротора должна быть заранее подготовлена, т.е. на ней проводятся линии, делящие торцевую поверхность на 8 или более (12, 16) равных секторов (см. рис. 4а).

Операция статической балансировки ротора на ножах выполняется в следующем порядке.

1. Проверяется правильность установки станины.

При правильном положении станины газовый пузырек уровня 4 должен располагаться в центре его смотрового окошка. В случае несоблюдения этого требования необходимо выставить станину в заданное положение при помощи винтовых опор 3.

2. Проверяется правильность установки ножей 8.

Проверка правильности установки ножей осуществляется при помощи брускового уровня к рейки, входящих в состав принадлежностей стенда (см. таблицу 1). При установке уровня на опорные поверхности ножей, а также на рейку, помещенную на балансировочное устройство вместо ротора, газовый пузырек уровня должен располагаться по центру его стеклянной колбы. В случае несоблюдения данного данного требования ослабляются болты 7 и вращением регулировочных винтов 9 добиваются горизонтального положения опорных поверхностей ножей и рейки, лежащей на обоих ножах одновременно.

После завершения регулировки производят затяжку болтов 7 и вновь проверяют правильность установки ножей, т.к. в процессе затяжки крепежных элементов можете произойти изменение их положения.

3. Балансируемый ротор помещается на ножи и производится его балансировка согласно методике, приведенной в разделе 3 "Практические методы балансировки" настоящего методического указания. Измерение геометрических размеров ротора, веса, линейных и угловых координат расположения центров тяжести, уравновешивающих, пробных и корректирующих грузов осуществляется при помощи мерительных средств, указанных ниже (см. перечень мерительных средств, инструментов и материалов).

5. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА И ТРЕБОВАНИЯ ПО ЕГО ОФОРМЛЕНИЮ

В отчете по данной лабораторной работе должны быть представлены следующие разделы:

- цель и задачи работы;

- описание лабораторного стенда и методики выполнения статической балансировки;

- анализ промежуточных и конечных результатов операции статической балансировки;

- выводы по работе.

По собственному усмотрению студенты могут включить в отчет другие разделы, например: "Теоретические положения"; "Обзор конструкций устройств для статической балансировки" и т.д. В разделе "Анализ промежуточных и конечных результатов" необходимо привести следующие сведения: обоснование целесообразности и возможности статической балансировки ротора (см. формулу 4); расчёт величины контактных напряжения (см. формулы 13-15) и сравнение их с величиной предельно-допустимых контактных напряжений; проверка достаточности ширины опорной поверхности ножей (см. формулу 17); эскиз размещения уравновешивающего груза при устранении явной неуравновешенности ротора (см.рис. 3); эскиз размещения пробных грузов и диаграмма зависимости веса пробного груза от положения ротора (см.рис. 4); расчет величины корректирующего груза (см.формулу 18); расчет чувствительности балансировочного устройства (см.формулу 21); расчетная схема уравновешивания ротора (см.рис. 5); расчет величины и координат размещения рабочего уравновешивающего груза (см.формулы 22-25); расчет глубины сверления балансирующего отверстия (см.формулы 26-27).

В разделе "Выводы по роботе" должны содержаться краткие и содержательные ответы на все вопросы, сформулированные в разделе "Цель и задачи работы".

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение понятиям: статическая неуравновешенность ротора, статический момент. коэффициент статической неуравновешенности, процесс (операция) статической балансировки, плоскость коррекции, уравновешивающий груз, корректирующий груз, рабочий уравновешивающий груз, точность балансировки, чувствительность балансировочного приспособления (станка).

2. 3 чем заключается особенности "грубой" и "точной" статической балансировки?

3. Каким образом математически записывается условие достаточности статического уравновешивания ротора?

4. Как записываются условия применения статической балансировки? Объясните, почему статическая балансировка может быть недостаточна для "длинных" ( L/D>1 ) и быстроходных ( n > 166,7 с-1) роторов.

5. Какие требования предъявляются к линейным опорам балансировочних устройств? Как зависит ширина рабочей поверхности линейной опоры от веса ротора?