实验3刚性转子动平衡

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1、实验三刚性转子动平衡实验2016年9月一、实验目的(1)掌握刚性转子动平衡的基木原理和步骤；(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；(4)了解国家标准(GB)对转了动平衡性能评价方式和相关要求。二、实验内容采用两平而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一两平面影响系数法。该方法可以不使用专用平衡机，只要求一般的振动测fi，适合在转了工作现场进行平衡作业。根裾理论力学的动静法原理，一匀速

2、旋转的长转了，K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(大小和方向同力系的主向=I岑)和一个力偶M(等于力系对质心C的主矩见阁一。如果转子的质心在转轴上且转轴恰好足转子的惯性主轴，即转轴是转子的巾心惯性主轴，则力和力偶矩M的值均为零。这种惜况称转子是平衡的；反之，不满足上述条件的转子是不平衡的。不平衡转了的轴与轴承之间产生交变的作用力和反作用力，可引起轴承座和转轴木身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。图一转了系统与力系简化刚性转了•动平衡的鬥标是使离心惯性力系的主向S和主矩的值同时趋近于零。为此，先在转了•

3、上任意选定两个截Iftil、II(称校正平面)，在离轴线一定距离/•,、r2(称校正半径)，与转子上某一参考标记成夾角4、处，分别附加一块质M为m,、m2的熏块(称校正质景)。如能使两质景和爪2的离心惯性力(芄人小分别为⑺人^^和爪^^⑺2，^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T•面影响系数法的实现过程如下：(1)在额定的工作转速或任选的下•衡转速K,检测原始不T衡引起的轴承或轴颈A、B在某方位的报动量KAQ=,K:中Go和Go是振动位移(也可以是速度或加速度)的幅位，和是振动信号对

4、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、11并确定校正半径r2。先在平曲*1上加一“试重”(试质景)Q}=/n(]Zfi]f其中为试重质量，为试重相对参考标记的方位角，以顺转14为正。在相同转速下测景轴承A、B的振动量V4I和Vm。矢量关系见图二a,b。显然，矢景Vz„-VJ()及V&-V洲为平而I上加试重仏所引起的轴承振动的变化，称为试重0,的效果矢景。方位角为零度的单位试重的效果矢景称为影响系数。W而，我们可由下式求得影响系数。(e)(f)阁二矢朵关系阁(3)取走仏，在平IfifII上加试重

5、02=m,2Z/?2,m/2为试重质景，为试重人位介J。同样测得轴承A、B的振动量心和L，从而求得效果矢景-‘和L-心(见图二c，d)及影响系数A2q2B2(4)校止:平而I、II上所需的校:il•:质量夕尸/久/么和p2=m2Z02,可通过解下列矢fi方程组求衍：°A1Pl+aA2P2二AO⑶BIPl^QB2P2二B0mx,zzi2为校正质量，沒2为校正质量的方位角。(1)根据计算结果，在转子上安装校正质量，茧新起动转子，如振动己减小到满意程度(平衡率70%),则平衡结束，否则可重复上面少骤，再进行一次修正平衡。事实上，除计算得到

6、的平衡率以外，还柯更科学的方式描述动平衡实验的精确程度。我们知itt,转子达到完全平衡的状态仅存在理论上的吋能性，实际工作中的转子多少会存在一定的不平衡量。根据GB/T9239.1-2006中的规定，转子的不平衡量被定义为不平衡质量与其质心到轴线距离的乘积；同时规定，当转子的剩余不平衡朵不大于许用不平衡量时，转子讨以保证以好地运转。M时，对于不同类型、不同用途的转子，其平衡品质的耍求也不尽相M,对于不同体量、用途的转了，需要选定不同的平衡品质级别，。根裾国内外的相关经验，可以给出对一些典型机械的平衡品质要求如表1所示。平衡品质级别G是

7、根裾(e的取位大小规定的，彼此之间以系数2.5来划分。其计算公式为：Q)=式屮：W代表转子的总质景，Q代表转子T作时的允速度，t；代表转子在质心处的剩余不平衡量。对于使用两血影响系数法平衡的转子，转子在质心处的剩余不平衡量(7与两个平面上的剩余不平衡量I/#满足以下关系：LLh=0.5L式(8)中各物理量的含义见阁三所示。对于实验中使用的高度对称的转子，有~TL实验中的转子校正半径7?是固定值，因此式(7)可以改写为：max(/7?rl,mr2)x2x/?xQ其中、m..，是两个校正平而上的剩余不平衡质量>2图三剩余不T•衡量的分配对

8、于表1中给出的各个•〒衡品质级别G,如果通过实验结果计兑得出的(e满足(e-Q)<(^r-Q),则说明经过〒衡的转子已经达到该级平衡品质级别。对于本实验中使川的转子，转子总质量M=4500g，校正半彳2R=40mm。四、