实验二 刚性转子动平衡测试与分析

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1、实验三刚性转子动平衡测试与分析（试行）一、实验目的1.掌握刚性转子动平衡设计的原理和方法；2.掌握在动平衡机上对刚性转子进行动平衡的原理和方法。二、实验预习内容1.预习与动平衡相关的知识；掌握动平衡设计的原理和方法；了解动平衡机的结构、工作原理和使用方法；了解动平衡实验的原理和方法。2.动平衡设计原理在转子的设计阶段，尤其在设计高速转子及精密转子结构时，必须进行平衡计算，以检查惯性力和惯性力矩是否平衡。若不平衡则需要在结构上采取措施，以消除不平衡惯性力的影响，这一过程称为转子的平衡设计。转子的平衡

2、设计分为静平衡设计和动平衡设计，静平衡设计指对于径宽比的盘状转子，近似认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响；动平衡设计指径宽比的转子（如多缸发动机的曲轴、汽轮机转子等），其特点是轴向宽度较大，偏心质量可能分布在几个不同的回转平面内，因此不能忽略惯性力矩的影响。此时，即使不平衡质量的惯性力达到平衡，惯性力矩仍会使转子处于不平衡状态。由于这种不平衡只有在转子运动的情况下才能显示出来，因此称为动不平衡。为了避免动不平衡现象，在转子设计阶段，根据转子功能要求设计了转子后，需要确定出各个

3、不同回转平面内偏心质量的大小和位置，然后运用理论力学中平行力合成与分解的原理将每一个离心惯性力分解为分别作用于选定的两平衡基面内的一对平行力，并在每个平衡基面内按平面汇交力系求解，从而得出两个平衡基面分别所需的平衡配重的质径积大小和位置，然后在转子设计图纸上加上这些平衡质量，使设计出来的转子在理论上达到平衡。3.预习作业（1）静平衡实验适用于何种回转构件？动平衡实验适用于何种回转构件？（2）刚性转子静平衡和动平衡的条件各是什么？经动平衡后的转子是否满足静平衡要求？（3）在需要平衡的转子上如何选择平

4、衡面？三、实验设备和工具1.动平衡实验机。2.平衡用钢块若干。3.笔、纸等文具。四、DPH-I型动平衡机的结构及其工作原理1.动平衡机的工作原理把被平衡的转子置于支承系统左右摆架上，电机通过带传动方式驱动转子旋转,其不平衡质量将产生离心惯性力，支承系统摆架在该力的作用下产生振动，左右压力传感器通过转换装置将振动信号转换成电信号输入到DPH-I电测系统，光电传感器则为系统提供一个频率/相位基准信号。DPH-I电测系统硬件完成振动信号处理任务，使系统具有良好的实时性，其软件完成数据采集和计算、平面分离

5、运算、过程控制等任务，最后通过计算机屏幕显示或打印机输出左右不平衡质量大小和相位以及数据分析曲线。2.动平衡机的构造动平衡机主要是由计算机、数据采集器、高灵敏度有源压电力传感器和光相位传感器等组成。现以DPH-I型智能动平衡机为例，介绍其主要结构(力传感器在3后面)，如图3-1所示。图3-1DPH-I型智能动平衡机1.光电传感器;2.转子;3.硬支承摆架组件;4.减振底座5.传动带;6.电机7.零位标志五、动平衡实验步骤经过平衡设计的转子在理论上是完全平衡的，但是由于制造和装配上的误差及材质不均匀

6、等原因，实际生产出来的转子在运转时还会出现不平衡现象，由于这种不平衡现象在设计阶段是无法确定和消除的，因此需要用试验的方法对其做进一步平衡。这种平衡通常都是在动平衡机上进行的，通过动平衡机测量出平衡基面上不平衡质量的大小和相位，然后进行配重或去重最终达到所要求的平衡精度。下面介绍实验用DPH-I型智能动平衡机进行测量的实验步骤：1．平衡件模式选择点击“动平衡实验系统”，出现“动平衡实验系统”的虚拟仪器操作前面板，点击“设置”菜单功能键的“模式设置”功能，屏幕上出现模型ABCDEF六种模型。根据动平

7、衡元件的形状，选择其模型格式。选中的模型右上角的指示灯变红，点击“确定”，回到虚拟仪器操作前面板。在前面板右上角就会显示所选定的模型形态。量出所要平衡器件的具体尺寸，并根据图示平衡件的具体尺寸，将数字输入相应的A、B、C框内。点击“保存当前配置”键，仪器就能记录、保存这批数据，作为平衡件相应平衡公式的基本数据。只要不重新输入新的数据。此格式及相关数据不管计算机是否关机或运行其他程序，始终保持不变。2．系统标定（1）点击“设置”框的“系统标定”功能键，屏幕上出现仪器标定窗口。将两块2g重的磁铁分别放

8、置在标准转子左右两侧的零度位置上，在标定数据输入窗口框内，将相应的数值分别输入“左不平衡量”、“左方位”；“右不平衡量”及“右方位”的数据框内（按以上操作，左、右不平衡量均为2g，左右方位均是零度），启动动平衡试验机，待转子转速平稳运转后，点击“开始标定采集”，下方的红色进度条会作相应变化，上方显示框显示当前转速，及正在标定的次数，标定值是多次测试的平均值。（2）平均次数可以在“测量次数”框内人工输入，一般默认的次数为10次。标定结束后应按“保存标定结果”键，完成标定过程后，按“退