機(jī)械振動(dòng)和零部件的平衡-展示頁(yè)
2025-05-08 12:10本頁(yè)面
【正文】 機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常工作；它會(huì)因?yàn)槟承┝悴考艿礁郊拥膭?dòng)載荷而加速磨損、疲勞、甚至破裂，從而影響壽命或造成事故。 ? 為了分析起見(jiàn)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)模型可以簡(jiǎn)化為一個(gè)圓盤(pán)裝在一根沒(méi)有重量、的彈性轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸兩端由不變形的軸承及軸承支座支承，該模型成為剛性支承的轉(zhuǎn)子。 令 )si n ()()c o s()(/2ynxnntYtytXtxmk??????????第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? 根據(jù)微分方程可以知道：圓盤(pán)或轉(zhuǎn)子的中心Ｏ‘，在相互垂直的方向作一定頻率的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，在軸承和油膜的剛度各向同性時(shí)，振幅Ｘ，Ｙ相等，Ｏ’的軌跡為圓，但在一般情況下，振幅Ｘ，Ｙ不相等，Ｏ‘點(diǎn)的軌跡為橢圓，Ｏ’點(diǎn)的這種運(yùn)動(dòng)成為渦動(dòng) 或者叫 進(jìn)動(dòng) ． 轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)方向與轉(zhuǎn)子的角速度方向同向時(shí)，稱為 正進(jìn)動(dòng)，反之，稱為反進(jìn)動(dòng) ． ? 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? （二）轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速 ? 在某些旋轉(zhuǎn)機(jī)械的開(kāi)機(jī)或停機(jī)過(guò)程中，當(dāng)經(jīng)過(guò)某些轉(zhuǎn)速附近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)劇烈的振動(dòng)，這個(gè)轉(zhuǎn)速在數(shù)值上非常接近轉(zhuǎn)子橫向自由振動(dòng)的固有頻率，這個(gè)與轉(zhuǎn)子固有頻率相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速． 注意：臨界轉(zhuǎn)速的值不等于轉(zhuǎn)子的固有頻率，并且與共振也是不同的概念．轉(zhuǎn)子的質(zhì)量越大、剛度越小，臨界轉(zhuǎn)速越低，反之，則越高。 ? 如果機(jī)器工作轉(zhuǎn)速小于一階臨界轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)軸稱為剛性軸；如果工作轉(zhuǎn)速高于一階臨界轉(zhuǎn)速。具有柔性軸的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)較為平穩(wěn)，但在啟動(dòng)過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)臨機(jī)轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生振動(dòng)。離心力的作用頻率就等于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速頻率 。 ? 對(duì)于柔性軸，要做到： n ? 對(duì)于剛性軸，要做到： n()n1 ? 其中： n— 工作轉(zhuǎn)速 ? n1－－一階臨界轉(zhuǎn)速 ? n2－－二階臨界轉(zhuǎn)速 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? （三）影響轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的因素 ? 臨界轉(zhuǎn)速的大小與軸的結(jié)構(gòu)、粗細(xì)、轉(zhuǎn)子質(zhì)量及位置、軸的支承方式等因素有關(guān) ,由于誤差 ,使轉(zhuǎn)子的重心不可能與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線完全吻合，從而在旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一種周期變化的離心力，這個(gè)力的變化頻率無(wú)疑是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相一致的。 圖 1２ 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的陀螺力矩 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? (1)(陀螺力距 )回轉(zhuǎn)力矩對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響 如圖 1２所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的圓盤(pán)不是安裝在兩支承的中點(diǎn)而是偏于一側(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)軸變形后，圓盤(pán)的軸線與兩支點(diǎn) A和 B的連線有夾角 θ。由于進(jìn)動(dòng)，圓盤(pán)的動(dòng)量矩 L將不斷改變方向，因此有慣性力矩 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? 由于進(jìn)動(dòng) ,慣性力矩的方向與平面Ｏ ‘ ＡＢ垂直，這個(gè)力矩稱為陀螺力矩，這個(gè)力矩與斜角成正比．在轉(zhuǎn)子正進(jìn)動(dòng)時(shí)，該力矩使轉(zhuǎn)軸的變形減小，因而提高了轉(zhuǎn)子的剛度，即提高了轉(zhuǎn)子的臨界速度；在轉(zhuǎn)子反進(jìn)動(dòng)時(shí)，力矩使轉(zhuǎn)軸的變形增大，從而降低了轉(zhuǎn)軸的剛度，降低了臨界速度．故陀螺力矩對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響是：正進(jìn)動(dòng)時(shí)，提高了臨界速度；反進(jìn)動(dòng)時(shí)，降低了臨界速度； ? （２）彈性支承對(duì)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響 ? 實(shí)際情況下，支架并不是絕對(duì)剛性不變形的，所以，需要考慮支架剛度的影響．彈性支架相當(dāng)于彈簧與轉(zhuǎn)軸項(xiàng)串聯(lián)，其總的剛度要低于轉(zhuǎn)軸本身的剛度．因此，彈性支承可能使轉(zhuǎn)子的進(jìn)動(dòng)角速度或者臨界轉(zhuǎn)速降低，減小支承剛度可以使臨界速度顯著降低． 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) 彈性支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 第四章 機(jī)械振動(dòng)與零部件的平衡 重慶工商大學(xué)機(jī)械與包裝工程學(xué)院－－－－機(jī)械故障診斷與機(jī)械平衡 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng) ? （四）轉(zhuǎn)子重心的相位和振動(dòng)波德圖 ? 轉(zhuǎn)子在振動(dòng)時(shí)有一定的相位特性，如果圓盤(pán)的重心Ｇ與轉(zhuǎn)軸的中心Ｏ ‘ 不重合，定義 e為圓盤(pán)的偏心量， O’G=e,nc為臨界速度，當(dāng)圓盤(pán)以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)因?yàn)殡x心力作用使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生振動(dòng)，在轉(zhuǎn)子的圓周方向上任何一點(diǎn)，都可以測(cè)量出最大的振動(dòng)幅度值，其方向即為動(dòng)撓度的方向，此測(cè)點(diǎn)位置為高點(diǎn) h． ? 在轉(zhuǎn)子振動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速較低的時(shí)候，振動(dòng)的高點(diǎn)位置才與重心同位；當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定的數(shù)值的時(shí)候，振動(dòng)的高點(diǎn)總要滯后于重心一定的相位（由于慣性的影響），即當(dāng)轉(zhuǎn)子的重心轉(zhuǎn)到某一個(gè)
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