Chương 5: Cân bằng máy potx

Bm. Thit k máy TS. Bùi Trng Hiu
CÂN BẰNG MÁY
Chương 5
CBGD: TS. Bùi Trọng Hiếu
2
5.1. ĐẠI CƯƠNG
5.2. CÂN BẰNG VẬT QUAY
5.3. CÂN BẰNG CƠ CẤU
NỘI DUNG
Mục đích cân bằng máy
Nội dung cân bằng máy
Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Cân bằng vật quay có bề dày lớn
Tự cân bằng
Phương pháp khối tâm
Phương pháp cân bằng từng phần
3
5.1. ÑAÏI CÖÔNG
4
1. MỤC ĐÍCH CÂN BẰNG MÁY:
Loại trừ nguồn gốc gây ra rung động: khử
toàn bộ hay một phần lực quán tính để nó
không truyền vào khớp động và móng máy.
2.
NỘI DUNG CÂN BẰNG MÁY:

Cân bằng vật quay:
 Cân bằng cơ cấu:
phân bố lại khối lượng vật
quay để khử đi , .
phân bố lại khối lượng các

khâu của cơ cấu để khử đi , khi cơ cấu
làm việc khử áp lực do chúng gây ra trên
móng máy.
qt
P
qt
M
qt
P
qt
M
5
5.2. CÂN BẰNG VẬT QUAY
1.
Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
2. Cân bằng vật quay có bề dày lớn
3. Tự cân bằng
a. Nguyên tắc cân bằng
b. Thí nghiệm cân bằng tónh
a. Nguyên tắc cân bằng
b. Sơ lược về máy cân bằng động
6
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Đònh nghóa:
a. Nguyên tắc cân bằng
L
D
Nguyên tắc cân bằng:
Phân bố lại khối lượng trong một mặt phẳng sao
cho khối tâm của vật về trùng với tâm quay để

khử sinh ra khi vật quay (

vật cân bằng).
qt
P
0
qt
P
7
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Chứng minh:
a. Nguyên tắc cân bằng
1
m
P
1
qt
2
m
P
2
qt
3
m
P
3
qt
n
m
P

n
qt
m
1
r

2
r

3
r

n
r

r

rm

2

O
11
rm

22
rm

33
rm


nn
rm

rm

a
b
c
p
d
q
8
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Nhận xét:

Một vật được cân bằng với một vận tốc góc
nào đó thì cũng hoàn toàn cân bằng với mọi
vận tốc góc (không phụ thuộc vào ).
Có thể thay thế việc thêm vào khối lượng m ở
vò trí bằng cách lấy đi một khối lượng m ở vò
trí xuyên tâm đối với .
r

r

9
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Nhận xét:
Có thể dùng nhiều đối trọng thay cho một đối

trọng. Ví dụ có thể thay khối lượng m bằng các
khối lượng ở vò trí sao cho .
Cần ít nhất một đối trọng và chỉ cần tiến hành
phân bố khối lượng trên một mặt phẳng vuông
góc với trục quay.
i
m

i
r


rmrm
n
i
ii




1
10
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Phương pháp dò trực tiếp:
a. Thí nghiệm cân bằng tónh
1
2
11
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Phương pháp hiệu số moment:

1
2
3
4
5
6
7
8
R
i
m
1
2
3
4
5 6 7 8
1
max
m
min
m
m
vò trí
A B
12
1. Cân bằng vật quay có bề dày nhỏ
Phương pháp hiệu số moment:
r
ms
M

mg
B
A
m
max
m
gm
max
R
r
ms
M
mg
B
A
m
min
m
gm
min
R
msmax
MmgrgRm 
msmin
MmgrgRm 
)(
2
1
minmax
mmRmr 

13
2. Cân bằng vật quay có bề dày lớn
Đònh nghóa:
a. Nguyên tắc cân bằng
Nguyên tắc cân bằng:
Phân bố lại khối lượng trong hai mặt phẳng tùy ý
vuông góc với trục quay sao cho khối tâm của vật
về trùng với tâm quay để khử sinh ra khi vật
quay.
qt
P
L
D
14
2. Cân bằng vật quay có bề dày lớn
Chứng minh:
1
a
1
b
2
a
2
b
3
b
3
a
I
II

II
P
2
II
P
1
I
P
2
I
P
1
1
r

1
P
2
P
3
P
1
m
2
m
3
m
2
r


3
r

II
P
3
I
P
3







i
II
i
i
I
i
II
i
I
ii
bPaP
PPP

0

2
321


II
III
rmPPP


0
2
321


IIII
IIIIII
rmPPP


15
2. Cân bằng vật quay có bề dày lớn
Chứng minh:
l
1
r

1
P
2
P

1
m
2
m
2
r

l
S
0
21



qtqtqt
PPP
02.2.
21


lPlPM
qtqtqt
Mất cân bằng moment #
Mất cân bằng động thuần túy
0
qt
P
0
qt
M

16
2. Cân bằng vật quay có bề dày lớn
b.
Sơ lược về máy cân bằng động
I
II
3
4 5
12
7 6 8
O
'O
17
3. Tự cân bằng
Gắn vào trục của vật quay một bộ phận có nhiệm
vụ tự phân phối lại khối lượng
để thường xuyên duy
trì sự cân bằng khi máy đang làm việc
Bộ phận
tự cân bằng
.
Nguyên lý làm việc của bộ phận tự cân bằng dựa
trên cơ sở: “
Khi vật quay quay với vận tốc góc cao
hơn nhiều so với vận tốc góc tới hạn thì khối tâm
của vật trùng với tâm quay”.
18
3. Töï caân baèng

y

e
qt
P

m
S
ykR



'O
O
2
)(

yemP
qt



ykR



0 RP

0)(
2
 ykyem


1
2
2
2







m
k
e
mk
em
y
m
k
r


1
2











r
e
y
19
3. Töï caân baèng
1
2
2
P

m
n
P
2

t
P
2

1
P

n
P
1


t
P
1

4
3

O
S
20
5.3. CÂN BẰNG CƠ CẤU
1.
Phương pháp khối tâm
2. Phương pháp cân bằng từng phần
a. Nguyên tắc
b. Ví dụ
a. Cân bằng khối lượng quay
b. Cân bằng khối lượng tònh tiến
21
1. Phương pháp khối tâm
Cơ cấu hoàn toàn cân bằng nếu: ,
0
qt
P
0
qt
M
0
Sqt
amP



0
S
a

Khối tâm S của cơ hệ hoặc cố đònh hoặc
chuyển động thẳng đều.
Phân bố khối lượng các khâu sao cho khối
tâm
S luôn luôn cố đònh.
a.
Nguyên tắc
22
1. Phöông phaùp khoái taâm
b.
Ví duï 1:
3213
212
11
sllr
slr
sr











3
s

2
s

1
s

1
l

2
l

2
r

s

A
B
C
1
S
2
S

3
S
3
r

23
1. Phöông phaùp khoái taâm
b.
Ví duï 1:
332211
rmrmrmrm
S


m
rmrmrm
r
S
332211




m
sm
m
lmsm
m
lmmsm
r

S
33232213211
)(











3
s

2
s

1
s

1
l

2
l

2

r

s

A
B
C
1
S
2
S
3
S
3
r

24
1. Phöông phaùp khoái taâm
m
sm
m
lmsm
m
lmmsm
r
S
33232213211
)(



















0
0)(
2322
13211
lmsm
lmmsm















2
2
3
2
1
1
32
1
l
m
m
s
l
m
mm
s




khi vaø chæ khi:
constr
S



A
B
C
3
S
B
m
C
m
1
s

2
s

25
2. Phương pháp cân bằng từng phần
Trong thực tế, người ta chỉ cân bằng cơ cấu một
cách gần đúng, gọi là
cân bằng từng phần.
2
s

1
s

1
l


2
l

A
B
C
1
S
3
S
2
S
b. Ví dụ 2: