刚性转子动平衡实验报告.pdf

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1、刚性转子动平衡实验报告专业及班级车辆10-1姓名潘浩实验成绩日期2012-12第2次实验同组人姓名：潘浩、于航、高雅静、陈晓旋、张艳萍、张丽莎、刘欣一、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、实验设备序号名称数量主要技术指标参考型号生产厂家转速：0~4000r/min清华大学振动实1转子系统1R4A临界转速≥5000r/min验室清华大学振动实2调速器1调速：500~4100r/min定制验室清华大学振动实3光电变换器1转速：0.1~5000r/min通用型验室频率：0

2、~1000Hz4电涡流位移计285811清华桑拓研究所位移：2mm峰峰值5电子天平1200±0.01gES-200A长沙湘平公司6微型计算机1通用型三、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R（大小和方向同力系的主向量RS）和一个力i偶M（等于力系对质心C的主矩Mm(S)Μ），见图一

3、。如果转子的质心CiC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R和力偶矩M的值均为零。这种情况称转子是平衡的；反之，不满足上述条件的转子是不平衡的。不平衡转子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1本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。图一转子系统与力系简化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r、r（称校正半径），与12转子上某一参考标记成夹角、处，分别附加一块质量为m、m的重块（称校正质量

4、）。121222如能使两质量m和m的离心惯性力（其大小分别为mr和mr，为转动角速度）121122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。四、实验数据与矢量关系图（1）实验数据平衡转速n=1500r/minbA轴承I平面B轴承II平面幅值相位幅值相位原始振动V,V6.2m30deg9.8m327degA0B0I平面试重Q8.34克330deg1V，V8.2m77deg8.2m328degA1B1II平面试重Q8.34克150deg2V，V6.4m19deg14.1m319degA2B2计算校正量p,p8.06克80.4deg

5、18.7克346.9deg12实际加重质量m,m8.03克80deg18.6克349deg12平衡后振动V，V0.8m306deg0.5m90degAB平衡率,87.1%94.9%AB（2）实测数据的矢量关系图2五、实验方法和实验结果的分析和讨论（一）、实验方法本实验根据两平面影响系数法，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VV和VV，其中V和V是振动位移（也可以是A0A0AB0B0BA0B0速度或加速度）的幅值，A和B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

6、结构，选定两个校正面I、II并确定校正半径r、r。先在平面I上加一12“试重”（试质量）Qm，其中mQ为试重质量，为试重相对参考标记的方1t11t111位角，以顺转向为正。在相同转速下测量轴承A、B的振动量V和V。A1B1矢量关系见图二(a)，(b)。显然，矢量VV及VV为平面I上加试重Q所引A1A0B1B01起的轴承振动的变化，称为试重Q的效果矢量。方位角为零度的单位试重的效果矢量称为1影响系数。因而，我们可由下式求得影响系数。VVA1A0(1)A1Q1VVB1B0(2)B1Q13图二矢量关系图（3）取走Q，在平面II上加试重Qm，mQ为试重质量，为试

7、重方位角。12t22t222同样测得轴承A、B的振动量V和V，从而求得效果矢量VV和VV（见图A2B2A2A0B2B0二(c)，(d)及影响系数VVA2A0α(3)A2Q2VVB2B0α(4)B2Q2（4）校正平面I、II上所需的校正质量pm和pm，可通过解下列矢量方程111222组求得：αpαpVA11A22A0(5)αpαpVB11B22B0ααpVA1A21A0(6)ααpVB1B22B0mp，mp为校正质量，，为校正质量的方位角。112212求解矢量方程最好能使用计算机。本试验采用专用的动平衡计算程序。（5）根据计算结果，在转子上安装校正质量，重

8、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