БАЛАНСИРОВКА

БАЛАНСИРОВКА уравновешивание
вращающихся машинных частей (ротора турбины или электродвигателя, коленчатого
вала, шкивов и другие). Для большинства роторов машин осью вращения является
ось, проходящая через центры опорных поверхностей цапф изделия. Несовпадение
этой оси с гл. центральной осью инерции (что может быть результатом погрешностей
технологии изготовления изделия либо его конструктивных особенностей) приводит
к появлению нескомпенсированных центробежных сил и моментов, вызывающих
быстрый износ подшипников, повышенные вибрации машины, изгибные колебания
её элементов и др.

Совмещения осей при Б. достигают
установкой уравновешивающих масс на изделии, удалением избыточных (неуравновешенных)
масс либо (в нек-рых спец. случаях) зацентровкой изделия в точках пересечения
главной центральной оси инерции с поверхностью изделия; через эти точки
проходит ось вращения. Б. осуществляется на балансировочных станках. Выбор
необходимого числа плоскостей исправлений определяется видом Б. В зависимости
от взаимного расположения гл. центральной оси инерции, оси вращения и оси
изделия различают статич. Б., динамич. Б. и Б. гибких изделий (динамич.
рихтовку). При статич. и динамич. Б. (рис.) оси 2-2 и 3-3 совпадают.

Статическую Б. применяют
при параллельном смещении гл. центральной оси инерции относительно оси
вращения. Для изделия с неуравновешенной массой m н урапновешивающпм грузом
Р (рис., а) Б. сводится к компенсации центробежной силы,
вызываемой массой m при вращении, и осуществляется установкой груза Р в
одной плоскости исправления. Зависимость между уравновешивающим грузом
Р и смещением центра тяжести ? (смещение осей) даётся формулой: где G -
сила тяжести, r - радиус установки груза.

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; га -
неуравновешенная масса; Р, P1, P2, Р3 - противовесы.

мин "статическая Б." возник
исторически в связи с тем, что неуравновешенность массы можно обнаружить
также статически, установив изделие на прямолинейные горизонтальные направляющие,
на к-рых ротор под действием силы тяжести на неуравновешенную массу повернётся
тяжелым местом вниз. Однако этот способ неточен и предпочтительна статич.
Б. в динамич. режиме.

Динамическую Б. применяют
при угловом смещении гл. центральной оси инерции относительно технологич.
оси вращения; при этом оси пересекаются в центре тяжести изделия (рис.,
6). Зависимость между уравновешивающими грузами Р и угловым смещением Ф
гл. центральной оси инерция выражается формулой: где 1 - момент инерции
изделия, д - 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 (.

Б. гибких изделии (динамич.
рихтовку) применяют, когда смещение гл. 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 критич. 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
Р1 = (b2 - b3)Р2/(b3 - b1)1 Р3 = (b1- - b2)Р2/(b3 - b1), где b1, b2, b3,
- осевые координаты плоскости исправления. Для Б. вблизи второй критич.
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 отд. частных случаях пользуются одним видом Б., напр. для плоских
изделий применяют статич. Б. Для качественной Б. необходимо, чтобы на изделия
были установлены нормы точности Б., которые условно выражаются в допустимом
смещении центра тяжести Е (мкм) либо в допустимой неуравновешенности u=rР
(гсм).

Лит.: Артоболевский И. И.,
Уравновешивание сил инерции плоских механизмов, "Изв. научно-исследовательского
ин-та машиностроения", 1935, № 10; Крылов А. Н., О динамическом уравновешивании
роторов и гироскопов, "Изв. научно-исследовательского ин-та 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 Гпер с англ.], М.. I960; Тимощенко С П., Колебания
в инженерном деле, [пер. с англ.], 2 изд., М., 1967. В. Н. Барке.