回轉(zhuǎn)體的動平衡實(shí)驗

1、回轉(zhuǎn)體的動平衡實(shí)驗、實(shí)驗?zāi)康?、掌握剛性轉(zhuǎn)子動平衡的試驗方法；2、初步了解動平衡試驗機(jī)的工作原理及操作特點(diǎn)；3、了解動平衡精度的基本概念；、實(shí)驗內(nèi)容、實(shí)驗設(shè)備及其基本原理1、剛性轉(zhuǎn)子的平衡條件及平衡校正所謂回轉(zhuǎn)體的不平衡就是回轉(zhuǎn)體的慣性主軸與回轉(zhuǎn)軸不相一致； 剛性轉(zhuǎn)子的 不平衡振動， 是由于質(zhì)量頒布的不均衡， 使轉(zhuǎn)子上愛到的所有離心慣性力的合力 及所有慣性力偶矩之和不等于零引起的。 如果設(shè)法修正轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布， 保證轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)時的慣性主軸和旋轉(zhuǎn)軸相一致， 轉(zhuǎn)子重心偏移重新回到轉(zhuǎn)軸中心上來， 消 除由于質(zhì)量偏心而產(chǎn)生的離心慣性力和慣性力偶矩， 使轉(zhuǎn)子的慣性力系達(dá)到平衡 校正或叫做動平衡試驗。由力

2、學(xué)可知，剛性轉(zhuǎn)子處于動平衡的條件是：藝 pi = 0( i = 1,2,3.)藝 mi = 0( i = 1,2,3.)即作用在轉(zhuǎn)子上所有離心慣性力以及慣性力偶矩之和都等于零。2、剛性轉(zhuǎn)子的平衡校正轉(zhuǎn)子的平衡校正工藝過程，包括兩個方面的操作工藝：(1) 平衡測量：借助一定的平衡試驗裝置(如動平衡試驗機(jī)等)測量平衡機(jī) 支承架由于試驗轉(zhuǎn)子上離心力系不平衡引起的振動(或支反力) ，從而相對地測 量出轉(zhuǎn)子上存在著的不平衡重量的大小和方位，測量工作要求精確。(2) 平衡校正：根據(jù)平衡測量提供的不平衡量的大小和方位，選擇合理的校 正平面，根據(jù)平衡條件進(jìn)行加重(或去重)修正，達(dá)到質(zhì)量分布均衡的目的。A、正是

3、運(yùn)用鉆削或其它方法在重心位置去除不平衡重。B、加重修正是運(yùn)用螺紋聯(lián)接，焊接或其它平衡塊方法在輕點(diǎn)位置加進(jìn)重塊 平衡。選擇哪種校正辦法， 要根據(jù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體條件擇定。 在本實(shí)驗里采用適量 的橡皮泥作加重修正。 采用橡皮泥作試驗的平衡試重， 是工業(yè)上一種行之有效的 常用方法之一。3、剛性轉(zhuǎn)子動平衡的精度即使經(jīng)過平衡的回轉(zhuǎn)體也總會有殘存的不平衡,故需對回轉(zhuǎn)體規(guī)定出相應(yīng)的平衡精度各種回轉(zhuǎn)體的平衡精度可根據(jù)平衡等級的要求，在有關(guān)的技術(shù)手冊中查 閱。4、實(shí)驗設(shè)備：動平衡試驗機(jī)的組成及其工作原理動平衡試驗機(jī)是用來測量轉(zhuǎn)子不平衡量的大小和相角位置的精密設(shè)備。一般由機(jī)座部套，左右支承架，圈帶驅(qū)動裝置，計算機(jī)顯

4、示系統(tǒng)，傳感器限位支架， 光電頭等部套組成，參見實(shí)物。該試驗機(jī)是硬支承平衡機(jī)。根據(jù)剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理，一個動不平衡的剛性轉(zhuǎn)子總可以在與旋轉(zhuǎn)軸線 垂直而不與轉(zhuǎn)子相重合的二個校正平面上減去或加上適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量來達(dá)到動平衡 目的。為了精確、方便、迅速地測量轉(zhuǎn)子的動不平衡，通常把力這一非電量的檢 測轉(zhuǎn)換成電量的檢測，本機(jī)用壓電式力傳感作為換能器，由于傳感器是裝在支承 軸承處，故測量平面即位于支承平面上， 但轉(zhuǎn)子的二個校正平面，根據(jù)各種轉(zhuǎn)子 的不同要求（如形狀，校正手段等），一般選擇在軸承以外的各個不同位置上， 所以有必要把支承處測量到的不平衡力信號換算到二個校正平面上去，這可以利用靜力學(xué)原理來實(shí)現(xiàn)。在動

5、平衡以前，必須首先解決兩校正平面不平衡的相互影響是通過兩個校正 平面間距b，校正平面到左，右支承間距 a, c而a, b, c幾何參數(shù)可以很方便地由 被平衡轉(zhuǎn)子確定。校正平面上不平衡量的計算：轉(zhuǎn)子其形狀和裝載方式如圖示：FR(1)Fl , Fr:左，右支承軸承上承受的動壓力 fL , fR :左，右校正平面上不平衡質(zhì)量的離心力 mL, mR :左，右校正平面上的不平衡質(zhì)量 a, c :左，右校正平面至左，右支承間的距離 b :左，右校正平面之間距離門r2 :左，右校正平面的校正半徑3 :旋轉(zhuǎn)角速度a, b, c, r, r2和Fl , Fr均為已知，剛性轉(zhuǎn)子處于動平衡，必須滿足 工F=0，工M

6、=0的平衡條件。Fl+Fr- f L- f R=0Fl a + f r b - F r - (b+c)=O(1)由(2)式得 f R=(1+c/b)F R - (a/b) Fl(3)將(3)式代入(1)式：fL=(1+a/b)F l- (c/b)F r(4)2因：f r= m r s(5)2fL=mL r1(6)將(5)代入(3): m r= (1/ 32 ) (1+ c/b) Fr - (a/b) F l2將(6)代入(4)： m l= (1/ r 2 3 ) (1+ a/b) Fl - (c/b)F r(8)公式( 7)、( 8)的物理意義是：如果轉(zhuǎn)子的幾何參數(shù) ( a,b,c,r 1,r

7、 2 )和平衡轉(zhuǎn)速 3已確定, 則校正平面上應(yīng) 加的校正質(zhì)量(即試重)可以直接測量出來，并以克數(shù)顯示。恰好表明了硬支承動平衡機(jī)所具有的特點(diǎn)。三、實(shí)驗步驟1 、平衡校測的準(zhǔn)備工作把機(jī)座的電纜分別連接到計算機(jī)主機(jī)箱后板的插座上， 左右傳感線分別連接 到機(jī)座的左右傳感上， 檢查無誤后， 再把電柜的電源插頭插到 220V50Hz 的交流 電源上，為防止觸電事故和避免電磁波干擾，機(jī)座和計算機(jī)必須接地；按下計算機(jī)主機(jī)的電源開關(guān)，“POWER”指示燈點(diǎn)亮，儀器預(yù)熱5- 10分鐘, 用鼠標(biāo)指向“動平衡機(jī)測試”圖標(biāo)，連擊兩下鼠標(biāo)左鍵，計算機(jī)運(yùn)行動平衡機(jī)測 量系統(tǒng)程序；用鼠標(biāo)指向“支承方式窗口” ，選擇對應(yīng)的支承

8、方式和配重要求； 用鼠標(biāo)指向命令窗口，選擇“選擇”按鈕，屏幕顯示一個參數(shù)表窗，可以在表中 選定某種型號的電機(jī)，再選擇“確定”按鈕，則該型號電機(jī)的測量參數(shù)自動填入 對應(yīng)的參數(shù)窗口。2、機(jī)器標(biāo)定每測一種轉(zhuǎn)子之前必須對機(jī)器進(jìn)行一次標(biāo)定，步驟如下：(1) 松開左右支承架的固定螺釘，根據(jù)轉(zhuǎn)子軸的長短拉好左右支承架的距 離，將轉(zhuǎn)子放上支承架， 移動左右支承架使傳動帶處在轉(zhuǎn)子鐵芯中心下面， 把固 定螺釘擰緊，再根據(jù)轉(zhuǎn)子的半徑調(diào)節(jié)傳動帶的高低，調(diào)節(jié)后傳動要保持水平。(2) 按“啟”按鍵，將機(jī)柜(開 /關(guān))打到“開”的位置(常開 /自動)旋鈕 開關(guān)打到“常開”的位置，電動機(jī)拖動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速電位器，確

9、定 轉(zhuǎn)子的測量轉(zhuǎn)速，待轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)勻速后，將(常開 /自動)撥到“自動”的位置， 機(jī)器會停下來。（3）按“去重”按鍵，使旁邊紅色箭頭指向去重狀態(tài)（4）將一已知重量加重塊的重量分別輸入到 A 、B 窗口內(nèi)，然后將此加重塊 放到左測量平面自定 0 度位置上，按電柜（起動）按鈕，機(jī)器轉(zhuǎn)動數(shù)秒后停下來， 用鼠標(biāo)按一下“左試重”按鍵，取下左面加重塊，把它放到右測量平面自定 0 度位置上，按（起動）按鈕，機(jī)器轉(zhuǎn)動數(shù)秒后停下來，用鼠標(biāo)按一下“右試重” 按鍵，取下左面加重塊，在左右都沒有加重時按（起動）按鈕，機(jī)器轉(zhuǎn)動數(shù)秒后 停下來，用鼠標(biāo)按一下“零試重”按鍵，最后用鼠標(biāo)按一下“標(biāo)定”按鍵，機(jī)器 完成標(biāo)定。3、被測

10、工件的測量與配重（1）根據(jù)工件的配重要求（加重或去重）按“去重”或“加重”按鍵。（2）選擇合適的支撐形式，把工件放到支承架上或?qū)Ｓ脢A具上固定好，按 （起動）按鈕，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)柜門有（常開 /自動）旋鈕，當(dāng)選擇（自動）檔時， 機(jī)器運(yùn)行幾秒后會自動停止， 同時鎖定各項數(shù)據(jù)， 此時的各項數(shù)據(jù)就是測量的所 需數(shù)據(jù)。如果不選擇自動停機(jī)，打（常開）檔，機(jī)器就不會停下來，當(dāng)上述窗口 顯示的數(shù)值基本不跳動時，鼠標(biāo)指向命令窗口，選擇“啟 /?！卑粹o，則上述窗 口顯示的數(shù)值也會被鎖定；（3）按照上述窗口顯示的數(shù)值，在兩校正平面上的對應(yīng)相位按配重要求配重，當(dāng)每再按門上“起動”按鈕時，上一次的測量數(shù)據(jù)會保存下來；（4）重復(fù) 2、3 項，直到校測工件達(dá)到動平衡要求為止。工件在接近完全平 衡時，其相角指示不太穩(wěn)定， 可以認(rèn)為平衡已經(jīng)完成， 若憑試湊法亦可繼續(xù)平衡， 此時所得的平衡精度將比本機(jī)的標(biāo)定值更高。四、思考題1、指出影響動平衡精度的一些因素。2、哪些類型的試件需要進(jìn)行動平衡實(shí)驗？理論依據(jù)是什么？3、試件經(jīng)過動平衡后，是否還需要進(jìn)行靜平衡？4、為什么工業(yè)上采用平衡機(jī)進(jìn)行動平衡矯正，它有什么好處？五、實(shí)驗報告實(shí)驗報告實(shí)驗名稱： 班別 組別 姓名 實(shí)驗日期成績教師 1、畫出動平衡實(shí)驗臺的結(jié)構(gòu)圖2、測量三次動不平衡數(shù)據(jù)次數(shù)測量值左校驗平面右校驗平面加重情況重量相位值重量相位值123配重