Bài giảng Nguyên lý máy - Bài 4: Cân bằng máy - Phạm Minh Hải

9/20/2017 1 Bài 4. Cân bằng máy 1 Bài giảng Nguyên lý máy TS. PhạmMinh Hải Bộ môn Cơ sở Thiết kế máy và Robot Email: hai.phamminh1@hust.edu.vn Google site : tsphamminhhaibkhn Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng máy là gì? Nhận xét: - Phản lực khớp động do: ngoại lực và lực quán tính (-> phản lực động phụ) - Phản lực động phụ: • biến thiên có chu kỳ • khi vận tốc của máy lớn, có thể rất lớn so với thành phần lực do ngoại lực gây ra Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng máy là gì? • Phản lực động phụ là một trong những nguyên nhân gây ra rung động cho máy và nền móng Tác hại của rung động: - Biên độ rung lớn (đặc biệt khi cộng hưởng) - Tăng ma-sát trong khớp động - Tăng nguy cơ phá hủy do hiện tượng mỏi của vật liệu - Rung động truyền qua nền móng tới các thiết bị, công trình, con người ở ‘xung quanh’ 3 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng máy là gì? 2 lớp bài tính cân bằng máy: a) Cân bằng vật quay: triệt tiêu (giảm) lực quán tính của các khâu b) Cân bằng cơ cấu nhiều khâu: giảm phản lực động phụ từ máy truyền xuống nền móng Phương pháp: - Phân bố lại khối lượng trên các khâu - Thay đổi khối lượng các khâu 4 9/20/2017 2 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay Giả thiết: không có biến dạng (vật quay cứng) Phân loại vật quay: a) Vật quay mỏng là vật quay có khối lượng phân bố trên cùng một mặt phẳng vuông góc với trục quay b) Vật quay dày là vật quay có khối lượng phân bố trên nhiều mặt phẳng khác nhau vuông góc với trục quay 5 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM) a) Điều kiện cân bằng của VQM 6 Khi VQM quay với vận tốc góc ω,
 =  • N/x: {
} là hệ lực phẳng và đồng quy, nên: {
}
= ∑
 
      



 ω • VQM cân bằng khi {
} là một hệ lực cân bằng Đ/k cân bằng VQM :
 = 0 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM) b) Nguyên tắc cân bằng VQM 7        Để cân bằng VQM, cần và chỉ cần tạo ra một lực quán tính
 để triệt tiêu





 +
 = 0 trong đó
 = 

 Nguyên tắc cân bằng VQM: cần và chỉ cần 1 khối lượng cân bằng (đối trọng) ω Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM) c) Phương pháp cân bằng tĩnh VQM 8       




 =
  =   =   = 1 ,  m = ∑   Đặt Để
 = 0, phải có =0 trọng tâm VQM phải nằm trên trục quay ω 9/20/2017 3 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 1. Cân bằng vật quay mỏng (VQM) d) Kỹ thuật cân bằng tĩnh - Phương pháp dò trực tiếp - Phương pháp đối trọng thử - Phương pháp hiệu số mô-men - Trạng thái cân bằng phiếm định Trọng tâm Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 2. Cân bằng vật quay dày (VQD) a) Điều kiện cân bằng VQD 10      


 ω • trên mặt phẳng thứ i có:,  (i=1..n) •
 =  • VQD cân bằng khi {
} là một hệ lực cân bằng • N/x: {
} là hệ lực không gian, sẽ là 1 hệ lực cân bằng khi∑
  = 0 và ∑ (
)  = 0 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy (I) (II) Cân bằng vật quay 2. Cân bằng vật quay dày (VQD) b) Nguyên tắc cân bằng VQD 11      


 ! ! ! L
"
""
"
""
 "
 "" #{
" } phẳng, đồng quy {
"" } phẳng, đồng quy{
} Nguyên tắc c/b VQD: cần và chỉ cần 2 đối trọng đặt trong 2 mặt phẳng khác nhau vuông góc với trục quay Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Cân bằng vật quay 2. Cân bằng vật quay dày (VQD) c) Nguyên lý máy cân bằng động kiểu khung 12 0 ω k c (I) (II) A ∼
"" 9/20/2017 4 Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy 1. Cân bằng vật quay 1.2 Cân bằng vật quay dày (VQD) d) Phương pháp 3 lần thử 13 - Lần 1: ω, Ao - Lần 2: ω, mtrt , A1 -rt mt- Lần 3: ω, -mtrt , A2 rt mt A1 = Ao+ At A2 = Ao - At Ao∼
"" At ∼
$ A1 + A2 = 2Ao 2Ao A1 A2 A1 A2 Ao α At %&% = $&$ '%'$ Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Vật quay mỏng hay Vật quay dày? 14 L D - Kích thước: L/D - Tốc độ quay khi làm việc: nlàm việc - Mức độ rung động cho phép của máy (mức độ quan trọng) Nguyên lý máy – Bài 4: Cân bằng máy Máy cân bằng 15