Đang tải... (xem toàn văn)
Cân bằng máy
CHƢƠNG 4 CÂN BẰNG MÁY Lực quán tính ly tâm ở vật quay P qt B w r R R>>B w 2 3 2 qt s 2 .1500 |P | mr 10.2.10 ( ) 500(N) P 100N 60 G Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.1. Lực quán tính Tốc độ n = 1500 v/ph KL đĩa m = 10 kg BK lệch tâm rs = 2 mm P R 1 R 2 Lực quán tính ly tâm (lực động) rất lớn so với trọng lực (lực tĩnh) w 2 s mr w 2 s mr Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.1. Lực quán tính Máy là một cơ hệ chuyển động có gia tốc, vì vậy khi làm việc, trừ những khâu tịnh tiến đều hoặc quay đều với tâm quay trùng với trọng tâm, thì ở các khâu còn lại đều có lực quán tính hoặc quán tính ly tâm tác động. Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.1. Lực quán tính Lực quán tính xuất hiện khi nào? Biến thiên theo chu kỳ hoạt động của máy Khi v, ω >> F qt >> P tĩnh Đặc điểm lực quán tính ly tâm Tăng lực ma sát trong các khớp động dẫn tới giảm hiệu suất của máy. Làm rung động máy và nền móng dẫn tới giảm độ chính xác và tuổi thọ của máy cũng nhƣ chất lƣợng sản phẩm. Ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng xung quanh và cả sức khỏe của công nhân đứng máy. Tác hại Triệt tiêu một phần hay toàn bộ F qt và M qt Mục đích cân bằng máy Cân bằng vật quay Cân bằng máy Cân bằng cơ cấu Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.1. Lực quán tính ly tâm CB tĩnh CB động Phân loại Khi các khâu có chuyển động phức tạp. • Có thể định nghĩa vật quay mỏng nhƣ sau “Vật quay mỏng là vật quay mà khối lượng của nó co the coi nhu chỉ phân bố trên cùng một mặt phẳng vuông góc với trục quay”. Ví dụ: Bánh răng đường kính lớn, bánh đà, đĩa cắt… Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.1. Vật quay mỏng B w R R/B>5 G Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.2. Nguyên tắc cân bằng tĩnh Giả sử có một vật quay mỏng, với chiều dày B và bán kính R. Trên đĩa tập trung các khối lƣợng m 1 , m 2 , m 3 , với vị trí đƣợc xác định bởi các bán kính véctơ 1 2 3 ,,r r r B w m 3 r 3 r 1 m 1 P 1 P 2 P 3 m 2 r 2 R Khi cho đĩa quay với vận tốc góc w sẽ xuất hiện các lực quán tính li tâm: 2 . . , 1,2,3 w i i i P m r i Các lực này sẽ gây ra một hợp lực tác động lên ổ đỡ trục => gây mất cân bằng P 2 P 3 P 1 3 1 i P m mcb mcb r 3 1 mcb i PP 3 1 2 3 1 i P P P P Cộng véctơ lực => Hợp lực 2 t mr w mt là khối lƣợng tổng của vật quay mỏng và với vị trí của mt xác định bởi bán kính r 2 mcb mcb mr w Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.2. Nguyên tắc cân bằng tĩnh Để cân bằng vật quay mỏng ta phải khử hợp lực này bằng cách đặt thêm một khối lƣợng cân bằng m cb trên đĩa tại vị trí đƣợc xác định bởi bán kính véctơ r cb , sao cho khi đĩa quay, lực quán tính ly tâm gây ra bởi m cb : 2 cb cb cb P m r w Có thể khử đƣợc hợp lực quán tính ly tâm gây ra bởi m 1 , m 2 , m 3 , tức là thỏa mãn: 1 2 3 0 cb P P P P 0 cb i PP hay Bằng phƣơng pháp đa giác lực, ta sẽ xác định đƣợc cb P . P cb m cb w cb r R m mcb mcb r 3 1 i P P 2 P 3 P 1 P cb Nhƣ thế sau khi cân bằng thì khối lƣợng của vật quay sẽ là m’t, và ta có: '2 . . 0 cb i t P P m r w Nhƣ thế ta có thể chọn m cb và cb r cb P m cb m cb cb r cb r • Thực tế chọn để hoặc chọn rcb sao cho dễ lắp thêm khối lƣợng mcb ax m cb cb rr in m cb cb mm Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.2. Nguyên tắc cân bằng tĩnh Sao cho có thể sinh ra Pcb Nhận xét: Cần ít nhất một đối trọng (Có thể thêm nhiều đối trọng) Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.2. Nguyên tắc cân bằng tĩnh Có thể không cần thêm khối lƣợng m cb nhƣ đã làm, mà bớt đi một khối lƣợng m cb ở vị trí đối tâm với điểm ngọn của véctơ r cb để cho đĩa cân bằng (khoan lỗ trên đĩa…). Thay vì thêm một đối trọng, ta có thể thêm hai, ba đối trọng với điều kiện hợp lực của các lực quán tính li tâm do chúng gây ra phải bằng P cb . Chú ý : [...]... trên máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động |Pb| Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN... thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Cân bằng trục ngang Cân bằng trục dọc Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Giới thiệu về máy cân bằng động Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.4 Cân bằng cơ cấu Chỉ xét trƣờng hợp cơ cấu...Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2 Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.3 Thí nghiệm cân bằng tĩnh • Vật quay nào có trạng thái cân bằng tĩnh? (Trạng thái cân bằng phiếm định) B R Có trục quay đi qua trọng tâm của vật quay Như thế khi quay, lực quán tính ly tâm của vật quay có giá trị bằng 0 Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2 Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.3 Thí nghiệm cân bằng tĩnh Đặt 2 đầu trục quay của đĩa cần cân bằng. .. bằng Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.1 Lý do phải cân bằng động Nhƣ vậy tuy vật cân bằng ở trạng thái tĩnh nhƣng ở trạng thái động khi vật quay quanh trục, ngẫu lực sinh ra sẽ làm vật mất cân bằng Lý do phải thực hiện cân bằng động Vậy, để cân bằng vật quay dày, hai điều kiện sau cần phải đƣợc thỏa mãn: qt Pi 0 qt Mi 0 Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật... II II P P2 P3 Pcb 0 1 Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.2 Nguyên tắc cân bằng vật quay dày Cân bằng vật quay dày Bằng phƣơng pháp đa giác lực ta xác định đƣợc PcbI và PcbII từ đó xác định đƣợc cần đặt lên hai mặt phẳng cân bằng những khối lƣợng bằng bao nhiêu và ở vị trí nào để vật cân bằng Nhận xét: • Để cân bằng vật quay dày ta sẽ cần ít nhất 2 đối trọng... Pi ai Pi bi Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.2 Nguyên tắc cân bằng vật quay dày a3 b3 a2 b2 a1 b1 1 I Pcb 2 P2 I 3 m2 mcb PI 2 II Pcb PII r2 PI 3 w r1 I P1 r3 PII P 3 II Pcb I Pcb PII 3 II P 1 I I P1 m 3 cb 1 m1 I P2 m II 2 II P2 I P3 II P3 II P1 Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.2 Nguyên tắc cân bằng vật quay dày Cân bằng vật quay dày Ta thấy... khác nhau vuông góc với trục quay” Ví dụ về vật quay dày: rôto của máy điện, trục khuỷu, … Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Nguyên tắc cân bằng vật quay dày Phƣơng pháp chia lực Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.3 Cân bằng động vật quay dày 4.3.3 Nguyên tắc cân bằng vật quay dày Phƣơng pháp chia lực Thay thế một lực bằng hai lực song song có cùng tác dụng về lực và momen Thanh AB có... trạng thái tĩnh, vật cần cân bằng không cần phải quay trên trục thí nghiệm cân bằng tĩnh Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2 Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.3 Thí nghiệm cân bằng tĩnh Để đƣa đĩa về trạng thái cân bằng phiếm định, ta dùng mát-tít đắp dần lên phần cao nhất của đĩa và nằm trên đƣờng tròn bán kính r nào đó để dễ đắp matít Vừa làm vừa thử cho đến khi đạt đƣợc trạng thái cân bằng phiếm định Sau đó... Mqt Cơ cấu sẽ cân bằng nếu trong quá trình chuyển động của nó Pqt và Mqt luôn bằng không Do việc cân bằng mômen chính rất phức tạp nên ta sẽ tập trung vào việc cân bằng lực quán tính chính với: Pqt MaS Trong đó: m là khối lƣợng cả cơ cấu aS là gia tốc của khối tâm S của cơ cấu Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.4 Cân bằng cơ cấu Muốn triệt tiêu lực P thì gia tốc aS của khối tâm phải bằng không khối... giá đỡ Nếu đĩa cân bằng thì nó sẽ không lăn và nằm im ở mọi vị trí (trạng thái cân bằng phiếm định) Còn nếu đĩa chƣa cân bằng thì nó sẽ lăn cho đến khi trọng tâm của nó nằm ở vị trí thấp nhất (trạng thái cân bằng bền) Lƣợng gắn thêm m Khoan bớt m Nhƣ vậy ta cần thực hiện thí nghiệm đến khi đĩa ở trạng thái cân bằng phiếm định, tức là lúc đó mô men gây ra bởi trọng lƣợng đĩa với tâm quay bằng 0 Nhƣ thế . khỏe của công nhân đứng máy. Tác hại Triệt tiêu một phần hay toàn bộ F qt và M qt Mục đích cân bằng máy Cân bằng vật quay Cân bằng máy Cân bằng cơ cấu Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.1. Lực quán tính. đĩa cân bằng. (chọn vị trí dễ khoan và không ảnh hƣởng đến độ bền của đĩa) Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.3. Thí nghiệm cân bằng tĩnh Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân. r 2 mcb mcb mr w Chương 4 CÂN BẰNG MÁY 4.2. Cân bằng tĩnh vật quay mỏng 4.2.2. Nguyên tắc cân bằng tĩnh Để cân bằng vật quay mỏng ta phải khử hợp lực này bằng cách đặt thêm một khối lƣợng cân bằng m cb trên