回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)7 回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡是現(xiàn)代機(jī)械的一個(gè)重要問題，尤其是高速機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所產(chǎn)生的不平衡慣性力將在運(yùn)動(dòng)副中引起附加的動(dòng)壓力，這不僅會(huì)增大運(yùn)動(dòng)副中的摩擦和構(gòu)件中的內(nèi)應(yīng)力，也會(huì)降低機(jī)械效率和使用壽命。因此，掌握回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡的原理和方法具有特別重要的意義。一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?鞏固回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡的基本概念，熟悉補(bǔ)償式動(dòng)平衡機(jī)的基本工作原理及操作方法。二、 設(shè)備和工具框架式動(dòng)平衡機(jī)；試件轉(zhuǎn)子；平衡重量；普通天平；卡尺；鋼尺。三、 原理和方法理論上已闡明，任何回轉(zhuǎn)構(gòu)件的動(dòng)平衡，都可以認(rèn)為是分別處于兩個(gè)任意選定的回轉(zhuǎn)平面和內(nèi)的不平衡重量和所產(chǎn)生。因此進(jìn)行平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，便可以不管被平衡構(gòu)件的實(shí)際不

2、平衡重量所在平面及其大小如何，只需要根據(jù)構(gòu)件實(shí)際外形的許可選擇兩回轉(zhuǎn)平面作為平衡效正平面，且把不平衡重量看作處于該平面之中的和。然后針對(duì)和進(jìn)行平衡就可以達(dá)到目的。本實(shí)驗(yàn)用框架式動(dòng)平衡機(jī)，它利用補(bǔ)償重徑積法測(cè)定平衡平面中的不平衡重量和的大小和相位。LKxoL0M0MKP0P010PKK20191817161514131211987654321圖71 框架式動(dòng)平衡機(jī)框架式動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖71所示，框架1經(jīng)彈簧2與固定的底座3相聯(lián)，它只能繞OX軸線擺動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，框架上裝有主軸4，由固定在底座上的電動(dòng)機(jī)14通過傳動(dòng)帶和帶輪12驅(qū)動(dòng)，主軸4上裝有主軸螺旋齒輪6，它和齒輪5齒數(shù)相等。互相嚙合的

3、齒輪6還可以沿主軸4移動(dòng)，移動(dòng)的最大距離和它的軸向?qū)挾认嗟?，它大于齒輪5的節(jié)圓周。因此，調(diào)節(jié)手輪18，使齒輪6從左極端位置移動(dòng)到右極端位置時(shí)，齒輪5及和它固定的軸9可以回轉(zhuǎn)一周以上，借此調(diào)節(jié)兩圓盤的,的大小由指針15指示。圓盤7固定的軸9上，通過調(diào)節(jié)手輪17可以使圓盤8沿軸9上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)兩圓盤距離，由指針16指示。將要平衡的試件10架于兩個(gè)滾動(dòng)支承13上，通過撓性聯(lián)軸器11由主軸4帶動(dòng)，此時(shí)試件不平衡重量可以看成在兩平衡平面和上的兩個(gè)不平衡重量和產(chǎn)生。平衡時(shí)先令平衡平面通過振擺軸線，當(dāng)回轉(zhuǎn)件移動(dòng)后，面上不平衡重量的離心力對(duì)軸所產(chǎn)生的力矩為零，不引起框架的振動(dòng)，而平衡平面上的不平衡重量的離心

4、力，對(duì)振擺軸線的力矩為： （1）這力矩使整個(gè)框架產(chǎn)生振動(dòng)，振幅大小可由指針20讀出。為了測(cè)出面上不平衡重量的大小和相位，我們加上一個(gè)補(bǔ)償重徑積使產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償力矩。好在圓盤7和8個(gè)各裝一個(gè)平衡重量，其重心都與軸線相距但相位差，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)后，由主軸4帶動(dòng)齒輪6、5，因平面圓盤7、8也旋轉(zhuǎn)。這時(shí)的離心力就構(gòu)成一個(gè)力偶矩，它也影響到框架繞軸的振動(dòng)，大小為： （2）框架振動(dòng)的合力矩為： 如果合力矩為零，則框架靜止不動(dòng)，此時(shí)： 或： 滿足上式條件為： (3) 在平衡機(jī)的補(bǔ)償裝置中，是已知的。試件的兩平衡平面是預(yù)先選定的，因而平面的距離也是已知的，因此，式(3)可以寫成； （4）其中： =常數(shù) 為了觀察和

5、提高測(cè)量精度，在框架上裝上重塊19，移動(dòng)重塊19可以改變整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的自振頻率，使框架接近共振狀態(tài)，即振幅最大。通過調(diào)節(jié)手輪17與18，使框架靜止不動(dòng)，讀出和的數(shù)值，由公式（4）即可計(jì)算出不平衡重徑積的大小。當(dāng)選定加平衡重量的回轉(zhuǎn)半徑后，平衡重量的大小為： 其相位可以這樣來確定。停車后，使指針15轉(zhuǎn)到圖中所示與軸垂直的虛線位置，此時(shí)的位置就在平面內(nèi)回轉(zhuǎn)中心的鉛垂方向。測(cè)量另一個(gè)平面上的不平衡重徑積，只需將回轉(zhuǎn)試件轉(zhuǎn)使平面通過軸，測(cè)量方法與平面的測(cè)量方法相同。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1記錄的零點(diǎn)及本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的系數(shù)A（A數(shù)值標(biāo)注在馬達(dá)上）。 2啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)使試件回轉(zhuǎn)，注意試件一端的聯(lián)軸節(jié)應(yīng)與皮帶輪順著方向靠好，

6、避免啟動(dòng)時(shí)沖擊。3移動(dòng)重塊19，使框架振幅最大。 4加上補(bǔ)償力矩。先調(diào)節(jié)手輪17，使有一些讀數(shù)。這時(shí)框架振動(dòng)，然后調(diào)節(jié)手輪18，觀察指針20，由于試件與圓盤轉(zhuǎn)速相等，故與變化頻率相等，當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)與同向，兩力矩正向疊加，框架振幅最大，當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)兩力矩反向疊加，框架振幅最小。這時(shí)不平衡重量的相位已經(jīng)基本找到，再繼續(xù)調(diào)節(jié)手輪17即改變，如次反復(fù)調(diào)整數(shù)次直到指針20不動(dòng)，即框架振動(dòng)消除。 5停車，讀出、的數(shù)值，計(jì)算不平重徑積的大小并確定它的相位。6根據(jù)你所確定的不平衡重量效正試件后再開車，觀察效果。五、 思考題 1動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)法的基本特點(diǎn)是什么？有那些類型的試件？試件動(dòng)平衡后是否滿足靜平衡要求。 2為什么在實(shí)驗(yàn)時(shí)要使一個(gè)平面通過擺動(dòng)軸線，當(dāng)已使一個(gè)平面平衡好后，再去平衡第二個(gè)平面，是否一定這樣做？3加補(bǔ)償力矩和調(diào)相位角，使框架振動(dòng)消除的有效操作程序是怎樣操作？ 4調(diào)共振的作