理论力学实验报告

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1、刚性转子动平衡实验报告水工91高晨2009010215一、实验目的1.掌握刚性转子动平衡的基本原理和步骤；2.掌握虚拟基频检测仪和相关测试仪器的使用；3.了解动静法的工程应用。二、实验内容采用两平面影响系数法对一多圆盘刚性转子进行动平衡三、实验原理工作转速低于最低阶临界转速的转子称为刚性转子，反之称为柔性转子。本实验采取一种刚性转子动平衡常用的方法—两平面影响系数法。该方法可以不使用专用平衡机，只要求一般的振动测量，适合在转子工作现场进行平衡作业。根据理论力学的动静法原理，一匀速旋转的长转子，其连续分布的离心惯性力系，可向质心C简化为过质心的一个力（大

2、小和方向同力系的主向量）和一个力偶（等于力系对质心的主矩），见图一。如果转子的质心在转轴上且转轴恰好是转子的惯性主轴，即转轴是转子的中心惯性主轴，则力和力偶矩M的值均为零。这种情况称转子是平衡的。刚性转子动平衡的目标是使离心惯性力系的主向量和主矩的值同时趋近于零。为此，先在转子上任意选定两个截面I、II（称校正平面），在离轴线一定距离、（称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角、处，分别附加一块质量为、的重块（称校正质量）。如能使两质量和的离心惯性力（其大小分别为和，为转动角速度）正好与原不平衡转子的离心惯性力系相平衡，那么就实现了刚性转子的动平衡。两

3、平面影响系数法的过程如下；（1）在额定的工作转速或任选的平衡转速下，检测原始不平衡引起的轴承或轴颈A、B在某方位的振动量和，其中和是振动位移（也可以是速度或加速度）的幅值，和是振动信号对于转子上参考标记有关的参考脉冲的相位角。（2）根据转子的结构，选定两个校正面I、II并确定校正半径、。先在平面I上加一“试重”（试质量），其中为试重质量，为试重相对参考标记的方位角，以顺转向为正。在相同转速下测量轴承A、B的振动量和。（3）取走，在平面II上加试重，为试重质量，为试重方位角。同样测得轴承A、B的振动量和。（4）校正平面I、II上所需的校正质量和，可通过解

4、下列矢量方程组求得：求解矢量方程最好能使用计算机.（5）根据计算结果，在转子上安装校正质量，重新起动转子，如振动已减小到满意程度，则平衡结束，否则可重复上面步骤，再进行一次修正平衡。四、实验装置测试系统部分仪器如下：序号名称数量主要技术指标参考型号生产厂家1转子系统1转速：0~4000r/min临界转速≥5000r/min自制2调速器1调速：500~4100r/min定制中科院生物所3光电变换器1位移：0.1~2000m通用型自制4电涡流位移计2频率：0~1000Hz位移：2mm峰峰值85811扬州无线电二厂清华桑拓研究所5电子天平1200±0.01g

5、ES-200A长沙湘平公司6微型计算机1通用型五、实验步骤（1）左键连接虚拟测试仪器，如连线错误，可将鼠标放在该连线上，双击鼠标右键删除。确认无误后，用鼠标左键单击工具栏上▲(Showalldisplaywindows）按钮，可获得虚拟动平衡仪应用程序界面；单击▼（Hidealldisplaywindows）按钮则可回到连接画面。鼠标左键双击“812PG：A1A/D”模块，用左键双击“1”按钮使该按钮被按下，并用右键双击“2”按钮使该按钮被弹起，然后按下“OK”，此时请确认模块右端显示的是0、1，此时代表系统0、1通道工作，测试的是A轴承座的振动。如要

6、选择0、2，可采用上述操作方法，测试的是B轴承座的振动。（2）将转速控制器转速设定为1500r/min，起动转子3至5分钟使转速保持稳定。在虚拟动平衡仪应用程序界面下，用鼠标左键按下工具栏左边第一个按钮“Start”启动虚拟动平衡仪，待读数基本稳定后，记录转子原始不平衡引起左（A）轴承座振动位移的幅值和相位角。然后用鼠标左键按下工具栏左边第三个按钮“Stop”停止虚拟动平衡仪的测试工作，设置0、2通道工作，再启动虚拟动平衡仪，待读数基本稳定后，记录转子原始不平衡引起右（B）轴承座振动位移的幅值和相位角。注意：此过程系统如弹出对话框，均可按“确定”按钮继

7、续试验，如发现工具栏上左边第二个按钮处于按下状态则表明系统处于停止测试状态，必须用鼠标左键单击它使该按钮弹起，使系统激活。（3）转速回零。在I平面（1号圆盘）上任选方位加一试重，记录的值（用天平测量，可取其在6～10克间）及固定的相位角。启动转子，重新调到平衡转速，测出I平面加重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角（和）。注意：在加试重时，不要触碰参考面（2号圆盘）上的探头，启动转子之前先用手慢慢转动圆盘，确认转子与探头没有碰触现象，间隙在1mm左右，否则报告教师重新调整探头位置。（4）转速回零。拆除，在II平面（4号圆盘）上任选方位加一试重。测量记录

8、的值及其固定方位角。转速重新调到。测出II平面加试重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角（和）