признается необходимым как для стационарных трехколенчатого вала (рис. 1) и соединением одного с двойным шатуном можно получить полное машин, вызывающих при неуравновешенности поршня уравновешивание. Для механизма с шатуном длиной L опасные для прочности сотрясения фундамента и радиусом кривошипа R (рисунок 2) перемещение пори самого здания, так и для транспортных, в шня может быть выражено формулой: xc=2?(i^-cos?>) + особенности авиационных моторов, неуравно
+ h(l-cosy>), где у — угол отклонения шатуна, опредевешенность к-рых сильно искажает движение ляемый по углу <р из siny= j^sinp. Величина х может самолета. Эти моторы имеют неуравновешен
быть выражена непосредственно через угол <р при поность 2—3%, с. — х. и дробильные машины — ок. мощи бесконечного ряда Фурье: 10%. Силы инерции достигают иногда значи
х = R (1 + h) — R cos <р-q%R cos 2<р + Qi Bcos 4<p-qqR cos 6?>4-...; тельных величин. Блековская дробилка, имеющая вес подвижных частей 3.860 кг, создает силу здесь величины k, Q2, qi и t. д. являются постоянными инерции в 2.140 кг, другая дробильная машина, величинами, зависящими от отношения . Поэтому имеющая дробящее усилие в 20 т, при 150 — ускорение поршня будет иметь вид: 180 об/мин. развивает сиду инерции, дейстj ss Всо2 (cosy + 4р2 cos 2<Р — 16 Qi C0S4? + 36ee COS699-... вующую на фундамент, в 8—9 т. В московском Первый член этого ряда дает силы инерции первого помясокомбинате в 1935 был разрушен компреск-рые могут быть уравновешены установкой двух сор, установленный одной из итальянских фирм. рядка, цилиндров рядом при расположении кривошипов под угПо выяснении причин он оказался неуравновелом 180°. Для уравновешивания получающейся при шенным на 35—40%. этом пары надо поставить Универсальных методов У. м. быть не мо4 цилиндра и расположить жет. Способ У. м. зависит от законов движения колена, как показано на рис.
3. Что касается сил тех масс, силы инерции к-рых должны быть инерции 2 — го, 4 — го и след, уравновешены. Уравновешивание тел вращепорядков, то их уравнония (колесо, диск и др.) достигается совмещевешивание возможно лишь при особом расположении нием центра тяжести его с осью вращения — цилиндров. Указанный спостатическая балансировка (см.). — Уравновешисоб уравновешивания поРис. 3. Уравновешивание вание несимметричных деталей (коленчатый средством увеличения чиссил инерции первого пола цилиндров далеко не рядка. вал) производится во время вращения и наприменим; для парозывается динамической балансировкой. — Ме
возов напр. он не годится вовсе. всегда Поэтому часто применяют тоды У. м. можно свести к 3 основным и 2 част
уравновешивание посредством противовесов; для этого ным. Основные: 1) подбор масс звеньев, их цент
против кривошипа сажается масса (противовес), центроров тяжести и моментов инерции, при к-ром по
бежная сила которой направлена против силы инерции лучается динамическое уравновешивание; 2) введение дополнительных масс или противовесов (наиболее простой и распространенный метод уравновешивания); 3) самобаланс, когда в машине силы инерции движения одних работающих частей уравновешиваются силами инерции движения других работающих частей. Частные случаи: 1) постановка специальных поглощающих устройств в виде пружин, буферов и т. д.; 2) способ Лаваля, применимый лишь для очень быстро вращающихся деталей (турбины, центрифуги).
Особый способ уравновешивания легких, быстро вращающихся деталей изобрел Лаваль для своих паровых турбин (турбины с гибким валом). Вследствие легкости диска этой турбины вал ее прогибается под действием
Рис. 1. Уравновешивание двухцилиндрового двигаРир. 2. Механизм шателя. туна. веса очень мало, а потому может быть сделан тонким.
Такой вал при малейшем смещении центра тяжести диска будет сильно прогибаться от центробежной силы, быстро возрастающей с увеличением скорости. Стрела прогиба выражается формулой i-fcmco2 * ГДе а — <<статически1"1 прогиб», получающийся от веса, k — величина прогиба от силы в 1 кг, т — вращающаяся масса, — угловая скорость. Формула показывает, что существует т. н.
«критическая» скорость, при к-рой kmw2 = \, что приводит к бесконечно-большой величине /, т. е. к поломке вала. Но из той же формулы видно, что при скорости больше критической прогиб получает обратный знак и начинает уменьшаться, т. е. центр тяжести стремится сам занять положение на оси вращения. Таким образом, по способу Лаваля уравновешивание производится быстрым переходом через критическую скорость (так что деформация не успевает достигнуть опасной величины) и доведением скорости вращения до величины, значительно превосходящей последнюю. Этот способ применяется в небольших паровых турбинах типа Лаваля, в центрифугах и др.
Уравновешивание сил инерции масс, движущихся поступательно, возможно лишь при создании взаимноподобного движения в противоположном направлении; так, в двухцилиндровом двигателе с поршнями, движущимися в противоположные стороны, только устройством
Рис. 4. Уравновешивание сил инерции в двухрядном V-образном двигателе. поршня. Противовес можно подобрать так, чтобы получить уравновешенность в мертвых точках. Но зато в других положениях механизма он будет давать неуравновешенную центробежную силу, которая может достичь значительной величины. Эта сила в нижнем положении противовеса будет передаваться на рельсы, а в верхнем — уменьшать давление колеса на рельсы; т. к. эта перемена будет происходить при каждом обороте, т. е. через очень короткие промежутки времени, то рельсы будут испытывать действие, равносильное удару. Во избежание такого действия в паровозах практически уравновешивают лишь 2/з — 3/4 силы инерции поршня.
При помощи двух противовесов, расположенных в разных
5 Рис. 5. Уравновешивание путем применения противовесов. плоскостях, можно уравновесить и пару от сил инерции. Подобным же образом можно найти противовес^ уравновешивающий силы инерции первого, порядка в однорядном многоцилиндровом двигателе, а также в двухрядном v-образном (рис. 4), трехрядном W-образном и в звездообразном двигателе.
