15.2 回转体的静平衡
15.2.1 回转体的静平衡计算
由于制造等原因使回转体的质心不在回转轴线上,其产生的惯性力必然是不平衡的,因此,设计时需算出应加的平衡配重的大小和配置方位,使回转体回转时产生的惯性力和惯性力偶得以平衡,以消除不良影响。对于盘状回转体如何进行平衡计算?仔细想一下,这个问题不难解决。下面我们来分析一下,平衡计算的思路和方法。
 如图示回转体,以角速度ω回转时,其质量产生的离心惯性力构成了一个平面汇交力系,若此力系的合力不为零,则该回转体不平衡。若使回转体平衡,则应在回转体内,增加或减少一平衡质量。使其产生的离心力与原力系的离心力的矢量和等于零,此时回转体必达到平衡状态。

 这样,平衡的条件就可用下式表示:



式中分别为回转平面内各偏心质量及其向径;分别为平衡质量及其向径。m、e 分别为构件的总质量及其向径。称为质径积,若等于零则表示总质心与回转体轴线重合,回转体质量对回转轴线静力矩等于零,称为静平衡。由此可见,机械静平衡的条件是所有质径积的矢量和等于零。
如上图示:已知偏心质量
它们的回转半径分别为,则有:


平衡配重的质径积可用矢量图解法求得。                         
根据任一已知质径积选定比例尺,按向径的方向分别作向量,使其首尾相连,封闭图形的向量 ,即为所求的平衡质径积 。
根据回转体结构特点选定的大小。便可确定所需的平衡质量,其安装方向即矢量图上所指方向。一般值可选大些,可使小些。
设想一下,假如减去平衡质量,则其安装方向又如何确定呢?
  有时受实际结构所限,不便在该回转面内增、减平衡质量,如图示单缸曲轴则需另选两个校正回转平面Ⅰ和Ⅱ,在两个校正平面内增加平衡质量,使回转体得到平衡。由力系的平行合成原理得:

由此可知:任一质径积都可用任意选定的两个校正回转平面Ⅰ、Ⅱ的两个质径积代替。若矢经不变,任一质量都可用任选的两个回转平面内的两个质量来代替。


15.2.2 回转体的静平衡试验
通过上述平衡计算,回转体从理论上讲以完全平衡,但由于存在制造,装配误差,及材质不匀等因素,仍会有不平衡现象,因而对于重要的回转体构件。用试验的方法,逐个进行平衡试验,以消除不平衡现象。静平衡试验方法如下:

将需要平衡的回转体放置在静平衡架上的两相互平行的刀口形导轨上,若回转体不平衡,则回转体将在重力矩的作用下发生滚动,当停止滚动时质心必在正下方。在质心位置的正对方用橡皮泥加一平衡质量,然后继续做实验,并逐步调整橡皮泥的大小和方位,直到该回转体在任意位置均能保持平衡为止。根据最后橡皮泥的质量和位置,在构件相应位置上增加(或减少)相同质量的材料,使构件达到静平衡。