机械基础实验 教学课件 作者 宋立权实验14 机械平衡实验14 机械平衡.ppt

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1、实验14机械平衡14.1机械平衡的目的14.2实验目的14.3实验测试对象14.4实验测试仪器设备14.5平衡分类14.6平衡测试基本原理14.7标准双面转子平衡实例思考题mbrbFbmSrSFSFS=mSrS214.1机械平衡的目的惯性力和惯性力偶矩，在机构运动副中引起附加动压力，增大运动副中的摩擦和构件上的载荷，降低机械效率和机械的使用寿命。平衡的目的是完全或部份消除惯性力和惯性力矩对机械的这种不良影响。1．学习和研究回转构件动平衡的实验方法。14.2实验目的2．掌握工业用软、硬支承动平衡机的基

2、本工作原理和操作方法。14.3实验测试对象工件质量在小于10Kg的回转构件。14.4实验测试仪器设备1.YYH––300硬支承动平衡机、RYQ––10软支承动平衡机。2.试件(在校正平面上具有校正孔的转子)。3.平衡质量（与校正孔相应的螺钉、螺母和垫圈以及适量的橡皮泥）。4.普通天平。5.钢皮尺。6.活动螺丝扳手。14.5平衡分类刚性转子动平衡刚性转子静平衡挠性转子平衡刚性转子平衡机械平衡机构平衡转子平衡机构静平衡机构动平衡14.6平衡测试基本原理bD<0.2认为质量分布集中于同一平面内，只受离心惯性力

3、的影响。14.6.1静平衡测试FS=F1+F2+F3=m1w2r1+m2w2r2+m3w2r3加入mbrb,使PS+Pb=0即:m1w2r1+m2w2r2+m3w2r3+mbw2rb=0或:m1r1+m2r2+m3r3+mbrb=0Dm1r1m2r2m3r3F1F2F3FSmSrSmbrbFbbmr称“质径积”。一、基本原理二、实验方法刀口试验台随遇平衡静平衡:消除离心惯性力的影响。只需要一个平衡面。被平衡转子放置在静平衡仪上，轻轻转动转子，经过多次摆动后，则转子将在质心处于下方时静止。由于转子轴与滚轮

4、或刀口间不可避免地存在摩擦，故质心不处于正下方，可按下述方法测得不平衡质心方向。经过平衡的转子，当轻轻转动，能在任意位置都能处于静止状态，则转子平衡。静平衡判断：静平衡演示14.6.2刚性转子动平衡测试一、基本原理图示双凸轮轴，两凸轮质径积相等，构件质心位于凸轮轴线。在静止条件下，其不平衡状态不能显现。当凸轮回转，不平衡质量产生一对大小相等、方向相反的惯性力，其力偶不能平衡，仍将对运动副产生附加的动反力。平衡示例用去重的方法，使两凸轮质心均位于凸轮轴线，使惯性力及惯性力偶平衡（动平衡）。在曲轴销的对称方

5、向加偏心块（加重），同样使质心位于曲轴轴线，而实现转子动平衡。D>0.2质量分布于多个平面内，除受离心惯性力的影响外，尚受离心惯性力偶矩(颠覆力矩)的影响。b1.力的等效原理(力的分解原理)作用于构件上某点的力F，可向构件上任意另两点分解。F'+F"=FF'=F—L"LF"=F—L'Lm1r1m2r2m3r3F1F2F3FF'F"L'L"L2.动平衡原理m1r1m2r2m3r3F1F2F3F1'F1"F2'F2"F3'F3"F'F"F'—m'r'F"—m"r"Fb'Fb"Fb'—mb'rb'Fb"—mb

6、"rb"不论转子有多少个截面，有多少个不平衡量的作用。都可以在任意两个截面上,以两个集中不平衡量的形式完全表现出来。也即所有不平衡量的作用，相当于由这两个集中不平衡量所引起。对这两个集中不平衡量进行平衡，动不平衡转子就达到了完全的平衡。动平衡需要个平衡面。动平衡的转子,是静平衡的。但其逆未必真。必定两二、动平衡机的实验测试原理1.动平衡机的结构上图表明了软支撑动平衡机的实验测试原理，硬支撑动平衡机验测试原理与之类似。动平衡机根据振动原理设计，支架2上方由螺栓与机架固定，转子1置于支架2的V型槽内，通过万

7、向联轴节或圈带驱动作回转运动。弹性支撑为薄弹簧钢板制作，在垂直方向上有大的刚度，而在水平方向上刚度很小。当转子1回转时，由于不平衡质量的存在，将产生离心惯性力。设惯性力为F，F=meω2，Fx=Fcosωt，Fy=Fsinωt，Fx、Fy分别为F在X、Y方向的投影。由于弹性支撑在Y方向刚度很小，在周期性惯性力Fx作用下，支架2沿X方向振动。通过左、右传感器（其内有永久磁铁和线圈，使其作切割磁力线运动）对振动位移信号拾取，产生周期变化的感应电动势，不平衡量愈大，感应电动势愈强列，由此获得不平衡量大小。不平

8、衡量方向角由光电头（光电传感器）测量，需在被测工件上设置不反光标记，以此作为方向角定位。上述信号通过电子线路进行放大、滤波等处理，最后通过外设（显示仪器）显示出被测转子的不平衡量大小和方位。2.动平衡机电路原理框图被平衡的工件，支承在动平衡机摆架上，经—定方式(圈带、联轴节、气动或自驱)使工件旋转，不平衡质量产生离心力激励摆架振动。左右振动传感器将振动信号转换成电信号输入到电测系统，光电传感器则为系统提供一个频率/相位基准信号。系统软、硬件