剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)報(bào)告.pdf

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1、剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)及班級(jí)車輛10-1姓名潘浩實(shí)驗(yàn)成績?nèi)掌?012-12第2次實(shí)驗(yàn)同組人姓名：潘浩、于航、高雅靜、陳曉旋、張艷萍、張麗莎、劉欣一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的基本原理和步驟；（2）掌握虛擬基頻檢測(cè)儀和相關(guān)測(cè)試儀器的使用；（3）了解動(dòng)靜法的工程應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名稱數(shù)量主要技術(shù)指標(biāo)參考型號(hào)生產(chǎn)廠家轉(zhuǎn)速：0~4000r/min清華大學(xué)振動(dòng)實(shí)1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)1R4A臨界轉(zhuǎn)速≥5000r/min驗(yàn)室清華大學(xué)振動(dòng)實(shí)2調(diào)速器1調(diào)速：500~4100r/min定制驗(yàn)室清華大學(xué)振動(dòng)實(shí)3光電變換器1轉(zhuǎn)速：0.1~5000r/min通用型驗(yàn)室頻率：0

2、~1000Hz4電渦流位移計(jì)285811清華桑拓研究所位移：2mm峰峰值5電子天平1200±0.01gES-200A長沙湘平公司6微型計(jì)算機(jī)1通用型三、實(shí)驗(yàn)原理工作轉(zhuǎn)速低于最低階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子，反之稱為柔性轉(zhuǎn)子。本實(shí)驗(yàn)采取一種剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡常用的方法—兩平面影響系數(shù)法。該方法可以不使用專用平衡機(jī)，只要求一般的振動(dòng)測(cè)量，適合在轉(zhuǎn)子工作現(xiàn)場進(jìn)行平衡作業(yè)。根據(jù)理論力學(xué)的動(dòng)靜法原理，一勻速旋轉(zhuǎn)的長轉(zhuǎn)子，其連續(xù)分布的離心慣性力系，可向質(zhì)心C簡化為過質(zhì)心的一個(gè)力R（大小和方向同力系的主向量RS）和一個(gè)力i偶M（等于力系對(duì)質(zhì)心C的主矩Mm(S)Μ），見圖一

3、。如果轉(zhuǎn)子的質(zhì)心CiC在轉(zhuǎn)軸上且轉(zhuǎn)軸恰好是轉(zhuǎn)子的慣性主軸，即轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)子的中心慣性主軸，則力R和力偶矩M的值均為零。這種情況稱轉(zhuǎn)子是平衡的；反之，不滿足上述條件的轉(zhuǎn)子是不平衡的。不平衡轉(zhuǎn)子的軸與軸承之間產(chǎn)生交變的作用力和反作用力，可引起軸承座和轉(zhuǎn)軸1本身的強(qiáng)烈振動(dòng)，從而影響機(jī)器的工作性能和工作壽命。圖一轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與力系簡化剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的目標(biāo)是使離心慣性力系的主向量和主矩的值同時(shí)趨近于零。為此，先在轉(zhuǎn)子上任意選定兩個(gè)截面I、II（稱校正平面），在離軸線一定距離r、r（稱校正半徑），與12轉(zhuǎn)子上某一參考標(biāo)記成夾角、處，分別附加一塊質(zhì)量為m、m的重塊（稱校正質(zhì)量

4、）。121222如能使兩質(zhì)量m和m的離心慣性力（其大小分別為mr和mr，為轉(zhuǎn)動(dòng)角速度）121122正好與原不平衡轉(zhuǎn)子的離心慣性力系相平衡，那么就實(shí)現(xiàn)了剛性轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與矢量關(guān)系圖（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)平衡轉(zhuǎn)速n=1500r/minbA軸承I平面B軸承II平面幅值相位幅值相位原始振動(dòng)V,V6.2m30deg9.8m327degA0B0I平面試重Q8.34克330deg1V，V8.2m77deg8.2m328degA1B1II平面試重Q8.34克150deg2V，V6.4m19deg14.1m319degA2B2計(jì)算校正量p,p8.06克80.4deg

5、18.7克346.9deg12實(shí)際加重質(zhì)量m,m8.03克80deg18.6克349deg12平衡后振動(dòng)V，V0.8m306deg0.5m90degAB平衡率,87.1%94.9%AB（2）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的矢量關(guān)系圖2五、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論（一）、實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)根據(jù)兩平面影響系數(shù)法，過程如下：（1）在額定的工作轉(zhuǎn)速或任選的平衡轉(zhuǎn)速下，檢測(cè)原始不平衡引起的軸承或軸頸A、B在某方位的振動(dòng)量VV和VV，其中V和V是振動(dòng)位移（也可以是A0A0AB0B0BA0B0速度或加速度）的幅值，A和B是振動(dòng)信號(hào)對(duì)于轉(zhuǎn)子上參考標(biāo)記有關(guān)的參考脈沖的相位角。（2）根據(jù)轉(zhuǎn)子的

6、結(jié)構(gòu)，選定兩個(gè)校正面I、II并確定校正半徑r、r。先在平面I上加一12“試重”（試質(zhì)量）Qm，其中mQ為試重質(zhì)量，為試重相對(duì)參考標(biāo)記的方1t11t111位角，以順轉(zhuǎn)向?yàn)檎?。在相同轉(zhuǎn)速下測(cè)量軸承A、B的振動(dòng)量V和V。A1B1矢量關(guān)系見圖二(a)，(b)。顯然，矢量VV及VV為平面I上加試重Q所引A1A0B1B01起的軸承振動(dòng)的變化，稱為試重Q的效果矢量。方位角為零度的單位試重的效果矢量稱為1影響系數(shù)。因而，我們可由下式求得影響系數(shù)。VVA1A0(1)A1Q1VVB1B0(2)B1Q13圖二矢量關(guān)系圖（3）取走Q，在平面II上加試重Qm，mQ為試重質(zhì)量，為試

7、重方位角。12t22t222同樣測(cè)得軸承A、B的振動(dòng)量V和V，從而求得效果矢量VV和VV（見圖A2B2A2A0B2B0二(c)，(d)及影響系數(shù)VVA2A0α(3)A2Q2VVB2B0α(4)B2Q2（4）校正平面I、II上所需的校正質(zhì)量pm和pm，可通過解下列矢量方程111222組求得：αpαpVA11A22A0(5)αpαpVB11B22B0ααpVA1A21A0(6)ααpVB1B22B0mp，mp為校正質(zhì)量，，為校正質(zhì)量的方位角。112212求解矢量方程最好能使用計(jì)算機(jī)。本試驗(yàn)采用專用的動(dòng)平衡計(jì)算程序。（5）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在轉(zhuǎn)子上安裝校正質(zhì)量，重

8、新起動(dòng)轉(zhuǎn)子，如振動(dòng)已減小到滿意程度，則平衡結(jié)束，否則可重復(fù)上面步驟，再進(jìn)行一次修