动平衡原理(DOC)

现场动平衡原理

§-1 基本概念

1、单面平衡

一般来说，当转子直径比其长度大7～10倍时，通常将其当作单面转子对待。在这种情况下，为使偏离轴心的转子质心恢复到轴心位置，只需在质心所处直径的反向任意位置上安放一个同等力矩的校正质量即可。这个过程称之为“单面平衡”。

2、双面平衡

对于直径小于长度7～10倍的转子，通常将其当作双面转子对待。在双面转子上，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时转子不存在质心偏离转轴问题，即静态平衡。然而，一旦转动起来，这两块质量各自产生的离心力构成一个力偶，惯性轴与转动轴不再重合，导致轴承受到猛烈振动；或者惯性轴与转动轴相倾斜，并且两块质量也不对称，造成质心偏离轴线，这是双面转子实际中存在的最为普遍的不平衡。这种不平衡必须通过转动时的振动测量并且至少在两个平面上安放校正质量才能消除。这个过程称为“双面平衡”。

§-2 平衡校正原理

为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，现场动平衡情况下，利用安放试探质量的方法，临时性地改变转子的质量分布，测量由此引起的振动幅值和相位的变化，由试探质量的影响效果确定出真正需要的校正质量的大小和安放位置。

轴承上任意一点都以与转速相同的频率，周期性地经历转子不平衡产生的离心力。所以，在振动信号频谱上，不平衡表现在转动频率处振动信号增大。一般在转子轴承外壳上安置一个振动传感器，测量不平衡引起的振动。转频处的振动信号正比于不平衡质量产生的作用力。为了测量相位及转频，还要使用转速传感器。本仪器使用激光光电转速传感器，以反光条位置作为振动信号相位参考点，从而确定出转子的不平衡角度。综上所述，利用不平衡振动的幅值和相位可分别确定平衡校正力矩和相对于试重质心位置的校正角度。校正半径选定后，即可依校正力矩和角度计算出校正质量的大小和安置位置。

§-3 平衡步骤

1、平衡前提

(1)确定转子为刚性转子

(2)确定转子存在不平衡故障

不平衡属于低频故障，当5Hz～1KHz的通频振动（位移峰峰值或速度有效值）较正常值有明显增大时，说明设备有低频类故障在发展。欲进一步确定其是否为不平衡故障，需进行频谱分析。不平衡故障表现在转子径向转频上的振幅增大，而在轴向和其他倍频分量上振幅增大相对不明显。若轴向或其他倍频分量上的振幅与径向转频处的振幅同时明显增大，甚至增大速率超过径向转频处的振动幅值的增大速率，则应考虑弯曲、不对中或松动等其他故障。

2、平衡准备

(1) 确定转子的平衡类型和平衡方法

根据转子直径与其长度的关系确定其需做单面平衡或双面平衡，并决定使用试重法或影响系数法对其进行动平衡。若使用影响系数法须预先从上位PC机中下载该转子的影响系数，或记录下该转子的影响系数，以备需要时手动输入。

(2) 选择测点位置

根据转子的平衡类型在该转子设备上选择相应的测量平面和测点位置，以便安置振动传感器。测量平面应选在转子的轴承座或附近刚性较高、较为平坦的金属表面上。测点应布置在测量平面内径向振动量最大位置或规定位置上，一般选择转子两边轴承座为测量平面，测点以水平方向为好。单面平衡只需安置一个测点，双面平衡需安置两个测点。测点位置需做上标记，以便以后测量。

(3) 选择校正面和加试重位置

若使用试重法，考虑到转子的结构特点，选择转子上方便安装试探质量和校正质量的平面作为校正面。以同样的原则在校正面上选择以转轴为圆心、Rc为半径的校正圆。在校正圆上做好试重位置标记。校正半径应尽量大，以提高角度定位精度，减小试探质量。单面平衡只需在一个平面内进行校正，选择一个试重位置即可。双面平衡需在两个平面上进行校正，应使两个校正面之间的距离尽大，两个试重位置角度相差0o。若使用影响系数法，则要求仍采用取得该影响系数时的测量条件：相同的负载、转速，相同的振动和转速测量位置，相同的反光条粘贴位置，且能辨认出取得该系数时的试重位置。故上述第（2）、（3）步和下述第（6）步均可省略。

(4) 粘贴反光条

在转轴或转子表面上，沿与转子轴线平行的方向粘贴反光条。需保证反光条附近有一定的空间可安装用以固定转速传感器的工具，且反光条与转轴柱面的反光性能有足够的反差。

(5) 固定转速传感器

转速传感器需安装在磁性表座上，然后将表座吸附在一刚性金属表面，使传

感器发出的激光束切割反光条通过的位置上。转速传感器安装稳定与否直接影响相位精度。

(6) 选择试探质量

试探质量用以暂时改变一下转子的质量分布，以便找出试探质量与转子振动之间的关系。试探质量太大，机器有可能达不到设定转速；试探质量太小，则振动变化不明显，使测量结果不准确。注意积累经验以便于正确选择试探质量。单面平衡用一块试探质量即可。双面平衡可使用两块不同的试探质量，也可使用同一块试探质量。

试探质量的选择可参考以下公式：

式中： M t ------试探质量，Kg

M-------转子质量，Kg

n-------平衡转速，r/min

D 0-------初始振幅，μm

r--------转子半径，m

3、单面试重法平衡步骤

做完平衡准备工作后，单面试重法平衡步骤如下：

(1) 将振动传感器吸附在选好的测点上，转速传感器固定在对着反光条通过的位置上。

(2) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被绞进转子；开启动平衡仪。

(3) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储初始振动烈度和相位。

(4) 停止机器，把选定的试探质量安置在选好的试重位置上，并在仪器中输入所加试重的质量。

(5) 重新启动机器，稳定后测量并存储加试重后的振动烈度和相位。

(6) 用仪器进行平衡结算得到所需安置的校正质量大小和位置角度。 (7) 停止机器转动，除去试探质量。将解算出的校正质量安置在校正圆上校正角度指定的位置。若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行现场动平衡仪的矢量分解功能。将此校正质量分解成两个分量，安置到两个方便安置的位置上。校正质量的安置角度由试探质量所在位置起沿转子转动方向度量。若不想去出试探质量，也可以将其作为一个矢量分量（角度为零度），算出另一个矢量分量，使二者合成结果等效于校正质量，然后按算出的分量的大小和)3000n (r 8)~(42

D M M t

角度安置在转子上。

(8) 再次启动机器，稳定后测量并存储剩余振动烈度，将其与初始振动烈度比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。

(9) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的校正质量安置到校正面上。

(10) 再次启动机器，稳定后测量并存储第二次平衡后的剩余振动烈度。

(11) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。

4、单面影响系数法平衡

做完平衡准备工作后，单面影响系数法平衡步骤如下：

(1) 检查原转速反光条是否仍存在。若不存在，且原位置无法辨认，则该影响系数失效，需改用试重法。若反光条反光性能下降，需要更换反光条，且要保证与原位置重合。

(2) 将振动传感器吸附在旧的测点标记上，转速传感器固定在对着反光条通过的位置上。

(3) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被绞进转子；开启现场动平衡仪。

(4) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储初始振动烈度和相位。

(5) 手动输入影响系数或使用下载的影响系数进行平衡解算，得到需用的校正质量大小和位置角度。

(6) 停止机器转动，将解算出的校正质量安置在校正圆上校正角度指定的位置。若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行现场动平衡仪的矢量分解功能。将此校正质量分解成两个分量，安置到两个方便安置的位置上。校正质量的安置角度由试探质量所在位置起沿转子转动方向度量。

(7) 再次启动机器，稳定后测量并存储剩余振动烈度，将其与初始振动烈度比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。

(8) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的校正质量安置到校正面上。

(9) 再次启动机器，稳定后测量并存储第二次平衡后的剩余振动烈度。

(10) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。

5、双面试重法平衡步骤

双面试重法平衡步骤与单面试重法平衡类似，但是必须在两个平面内测量振动，并在两个平面上进行校正。双面试重法平衡步骤如下（见图2-1）：

(1)将振动传感器吸附在选好的测点A平面上。

(2)转速传感器固定在对着反光条通过的位置上。

(3)将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被绞进转子；开启现场动平衡仪。

(4) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储测点A平面处的初始振动烈度和相位。

(5) 将振动传感器移到选定的测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处

图2-1双面转子平衡

的初始振动烈度和相位。

(6) 停止机器转动，将选定的试探质量1安置在选好的校正平面1内的试重位置标记处。在仪器中输入所加试探质量1的质量值。

(7) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器至设定转速，稳定后测量并存储加试探质量1后测点A平面处的振动烈度和相位。

(8) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储加试探质量1后测点B平面处的振动烈度和相位。

(9) 停止机器转动，除去校正平面1内的试探质量1。将选定的试探质量2（可以仍旧使用试探质量1）安置在选好的校正平面2内的试重位置标记处。在仪器中输入所加试探质量2的质量值。

(10) 将振动传感器移到测点A平面处，再次启动机器至设定转速，稳定后测量并存储加试探质量2后测点A平面处的振动烈度和相位

(11) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储加试探质量2后测点B平面处的振动烈度和相位。

(12) 用仪器进行平衡结算得到所需安置的校正质量1的大小、角度和校正质量2的大小、角度。

(13) 停止机器转动，除去试探质量2。将解算出的校正质量1安置在校正面1上，校正质量2安置在校正面2上，每一校正质量的安置半径与其校正面上的试探质量安置半径相同，安置角度由其校正面上的试探质量所在位置起沿转子转动方

向度量。在任一校正面上，若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行现场动平衡仪的矢量分解功能。将该校正面上的校正质量分解成两个分量，安置到两个方便安置的位置上。

(14) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器，稳定后测量并存储测点A平面处的剩余振动烈度和相位。

(15) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处的剩余振动烈度和相位。

(16) 将测点A、B平面处的剩余振动烈度与初始振动烈度比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。

(17) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的两个校正质量分别安置到两个校正面上。

(18) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器，稳定后测量并存储测点A平面处第二次平衡后的剩余振动烈度和相位。

(19) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处第二次平衡后的剩余振动烈度和相位。

(20) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。

6、双面影响系数法平衡步骤

双面影响系数法平衡步骤如下：

(1) 检查原转速反光条是否仍存在。若不存在，且原位置无法辨认，则该影响系数失效，需改用试重法。若反光条反光性能下降，需要更换反光条，且要保证与原位置重合。

(2)将振动传感器吸附在旧的测点A平面处，转速传感器固定在对着反光条通过的位置上。

(3) 将振动传感器和转速传感器连接到动平衡仪上，注意理顺导线，防止被绞进转子；开启动平衡仪。

(4) 启动机器至设定转速，稳定后测量并存储测点A平面处的初始振动烈度和相位。

(5) 将振动传感器移到旧的测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处的振动烈度和相位。

(6) 手动输入影响系数或使用下载的影响系数进行平衡解算，得出校正质量1的大小、角度和校正质量2的大小、角度。

(7) 停止机器转动，将平衡解算出的校正质量1安置在校正面1上，校正质量2安置在校正面2上，每一校正质量的安置半径与其校正面上的试探质量安置半径

相同，安置角度由其校正面上的试探质量所在位置起沿转子转动方向度量。在任一校正面上，若由于转子结构问题，此位置不可安置校正质量，则可执行现场动平衡仪的矢量分解功能。将该校正面上的校正质量分解成两个分量，安置到两个方便安置的位置上。

(8) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器至设定转速，稳定后测量并存储测点A平面处的剩余振动烈度和相位。

(9) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处的剩余振动烈度和相位。

(10) 将测点A、B平面处的剩余振动烈度与初始振动烈度比较，检查平衡效果如何及是否符合要求。若剩余振动烈度仍较大，则继续进行平衡解算，得出第二次平衡需用的校正质量大小和位置角度。

(11) 停止机器转动，将第二次平衡解算出的两个校正质量分别安置到两个校正面上。

(12) 将振动传感器移到测点A平面处，重新启动机器，稳定后测量并存储测点A平面处第二次平衡后的剩余振动烈度和相位。

(13) 将振动传感器移到测点B平面处，稳定后测量并存储测点B平面处第二次平衡后的剩余振动烈度和相位。

(14) 关闭机器，将本次存储的平衡数据发送至上位机中。

§-4 特殊平衡

1、悬臂转子的平衡

悬臂转子的长度为其直径的1/7～1/10时，可视为单面平衡，只需在受试探质量影响最大的轴承处进行测量即可，其他步骤与前述单面平衡相同。当转子长度大于其直径的1/7时，必须用两个校正平面，可采用下述方法中的任意一种进行平衡。

(1) 两次运用单面平衡方法 ? 将试探质量分成两等份，如图2-2（a ）所示那样安置好，在受试探质量影响最大的轴承上测量振动，按单面平衡作法进行。计算中使用的试探质量应为两份质量之和，求出的校正质量平均分成两份。 ? 将上述两份相等的试探质量彼此相差180 地安置在两个校正面上，如图2-2（b ）所示，再进行一次单面平衡，求出的校正质量也要平均分成两份。 ? 将第一步和第二步求出的校正质量按其位置角度固定好，平衡即告完成。 (2) 按图2-3的测量平面和校正平面进行双面平衡，试探质量的安置与正常动平衡相同。 2、校正质量与试探质量安置半径不同的平衡

由于转子构造的缘故，有时不能把校正质量安置在与试探质量相同的半径上，设试探质量安放半径为r 1，得出r 1上校正质量为M C1，现要将校正质量安放在半径r 2上，只要简单地把校正质量改为M C2，并保持下式成立即可。

M C1·r 1=M C2·r 2

【注意】校正质量的安置角度不 子

图2-3 采用双面平衡法平衡悬臂转子 (b) (a) 图2-2 采用两次单面平衡方法平衡悬臂转子

动平衡机操作规程汇总

动平衡机操作规程 水泵的转子部件的动不平衡量对整台泵稳定运行有很大的影响。水泵叶轮由于材料组织不均匀及零件加工后产生的形状、尺寸等误差，致使恒态<刚性>转子在对应的工作转速频率下旋转时产生离心力，所引起的振动或运动作用于轴承时该转子所处状态称为该转子的动不平衡。根据GB/T9239.1-2006/ISO 国标。对恒态(刚性)转子平衡品质分级指南，具体到泵类叶轮为G6.3级。为在动平衡机上求得小于转子允许的剩余不平衡量，特制定叶轮动平衡作业指导规程： 一、使用前的准备工作： 1、根据叶轮实际重量选择适合该机允许试验范围的动平衡机。 2、使用前一定要做好清洁工作，特别是轴颈，滚轮摆架底部与轨道之间，都要进行擦试清洁，并在滚轮上加少许清洁的机油，严禁转子与联轴节未接好就开车。 3、根据转子和联轴节尺寸配好接头，其要求是形状对称，在强度允许的情况下,重量要轻;各挡内外园同心,工件和联轴节凹孔配合精度为D1/d要保证同心和端面垂直。 4、为减少示值晃动，工件轴颈和滚轮外R应避开相同或接近以免干扰，其比例最好在0.8以下或1.2以上。 二、电气控制部分：（控制原理见说明书附图） 1．本机电动机电源采用380V/50HZ。 2．电机通电后“停止”按钮红灯亮，如联轴节与转子联接好，则行程开关2XK闭合，将转速转换开关拨到高速或低速档（中间为停车档），即可启动。停车时可按停止按钮或车头箱右侧的制动手柄，制动后应将制动手柄抬起，为下次开车接通电路。 3．本机规定转子转动方向为：由车尾向车头看，转子应顺时针方向旋转。 三、操作程序： 1．将叶轮过动平衡心轴（或转子轴）上定位装夹。 2．调整好两摆架间距离。 3．放置转子部件. 4．连接好适合的联轴节接头。 5．放下安全架压紧转子（或心轴）。 6．从低速位启动，由低速至中速和高速逐渐调整提速，最后达到该叶轮在工况时最大转速。7．观察显示屏上显示的左右两处不平衡量G左、G右及测量点半径值R左、R右，G左、G右不计相位角只计量值。 8．按(G左×R左)+（G右×R右）≤U许用g.mm 根据U左= G左×R左U右= G右×R右 U许用值为设计允许不平衡值为：U许用=D2/2?G(g.mm) 其中：D2——叶轮最大外径(mm) G——设计允许不平衡重量(g) 注意：U左和U右比值应尽可能接近分别为：0.3U许用＜U左＜0.7U许用 0.3U许用＜U右＜0.7U许用 9、对显示的不平衡量作在相应位去除金属层处理。 10、反复进行上述工步试验和处理，直至合格。 四、维护与保养注意事项： 1．经常保持机器清洁，导轨面上应经常涂油防锈，非常用导规面上涂油后应加贴油纸保护。2．滚轮表面更不准粘有任何灰尘杂物，每次使用前应仔细清洁滚轮表面，移动摆架时应同

动平衡测量原理

动平衡测量原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

刚性转子的平衡条件及平衡校正 回转体的不平衡---回转体的惯性主轴与回转轴不相一致； 刚性转子的不平衡振动，是由于质量分布的不均衡，使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于零引起的。 如果设法修正转子的质量分布，保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致，转子重心偏移重新回到转轴中心上来，消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡校正或叫做动平衡试验。 动平衡试验机的组成及其工作原理 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备。一般由机座部套，左右支承架，圈带驱动装置，计算机显示系统，传感器限位支架，光电头等部套组成。当刚性转子转动时，若转子存在不平衡质量，将产生惯性力，其水平分量将在左右两个支撑上分别产生振动，只要拾取左右两个支撑上的水平振动信号，经过一定的转换，就可以获得转子左右两个校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。 在动平衡以前，必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响是通过两个校正平面间距b，校正平面到左，右支承间距a, c,而a, b, c 几何参数可以很方便地由被平衡转子确定。F1, F2: 左右支承上的动压力；P1, P2 : 左右校正平面上不平衡质量的离心力。 m1, m2 : 左右校正平面上的不平衡量；a, c : 左右校正平面至支承间的距离

b : 左右校正平面之间距离；R1 R2: 左右校正平面的校正半径 ω：旋转角速度 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法 活塞的速度为 活塞的加速度为 我的论文中的对应表达式与以上两个式子不同： 测量系统机械结构 惯性力测量机的机械系统主要包括驱动机构、摆架。驱动机构通过联轴节带动曲轴达到额定测量转速。摆架支承测量曲柄连杆机构，使之在惯性力作用下产生振动。 测量机摆架包括轴承、摆架、弹性元件等，轴承与摆架连成一体，通过弹性元件与支承架连接，工件安装在两支撑架之间组成振动系统，旋转时，由于曲柄连杆机构惯性力的作用作受迫振动，通过传感器将摆架的振动量转换为电信号。 测量机实验图片一系统标定装置： 动平衡实验： x轴与y轴方向上得到不同大小的惯性力，x轴方向上的作用力是往复质量惯性力和旋转质量惯性力之和，而y轴方向上的作用力只有旋转质量惯性力，这种情况下不可能使x与y同时为零。

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现场动平衡原理 §-1 基本概念 1、单面平衡 一般来说，当转子直径比其长度大7～10倍时，通常将其当作单面转子对待。在这种情况下，为使偏离轴心的转子质心恢复到轴心位置，只需在质心所处直径的反向任意位置上安放一个同等力矩的校正质量即可。这个过程称之为“单面平衡”。 2、双面平衡 对于直径小于长度7～10倍的转子，通常将其当作双面转子对待。在双面转子上，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时转子不存在质心偏离转轴问题，即静态平衡。然而，一旦转动起来，这两块质量各自产生的离心力构成一个力偶，惯性轴与转动轴不再重合，导致轴承受到猛烈振动；或者惯性轴与转动轴相倾斜，并且两块质量也不对称，造成质心偏离轴线，这是双面转子实际中存在的最为普遍的不平衡。这种不平衡必须通过转动时的振动测量并且至少在两个平面上安放校正质量才能消除。这个过程称为“双面平衡”。 §-2 平衡校正原理 为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，现场动平衡情况下，利用安放试探质量的方法，临时性地改变转子的质量分布，测量由此引起的振动幅值和相位的变化，由试探质量的影响效果确定出真正需要的校正质量的大小和安放位置。 轴承上任意一点都以与转速相同的频率，周期性地经历转子不平衡产生的离心力。所以，在振动信号频谱上，不平衡表现在转动频率处振动信号增大。一般在转子轴承外壳上安置一个振动传感器，测量不平衡引起的振动。转频处的振动信号正比于不平衡质量产生的作用力。为了测量相位及转频，还要使用转速传感器。本仪器使用激光光电转速传感器，以反光条位置作为振动信号相位参考点，从而确定出转子的不平衡角度。综上所述，利用不平衡振动的幅值和相位可分别确定平衡校正力矩和相对于试重质心位置的校正角度。校正半径选定后，即可依校正力矩和角度计算出校正质量的大小和安置位置。 §-3 平衡步骤 1、平衡前提 (1)确定转子为刚性转子

转子动平衡

实验六转子动平衡 一、实验目的 1．巩固转子动平衡知识，加深转子动平衡概念的理解； 2．掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。 二、实验设备与工具 1．CS-DP-10型动平衡试验机； 2．试件（试验转子）； 3．天平； 4．平衡块（若干）及橡皮泥（少许）。 三、实验原理与方法 本实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上，摆架的左端与工字形板簧3固结，右端呈悬臂。电动机4通过皮带带动试件旋转，当试件有不平衡质量存在时，则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动，通过百分表5可观察振幅的大小。 1. 转子试件 2. 摆架 3. 工字形板簧 4. 电动机 5. 百分表 6. 补偿盘 7. 差速器 8. 蜗杆 图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图 试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。差速器的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件联接，右端为输出端（n3）与补偿盘联接。 差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成。当转臂蜗轮不转动时：n3＝－n1，即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反；当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以n H转动时，可得出：n3＝2n H－n1，即n3≠－n1，所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。

图2所示为动平衡机工作原理图，试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr，它可分解为垂直分力F y和水平分力F x，由于平衡机的工字形板簧在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力F x对摆架的振动影响很小，可忽略不计。而在垂直方向（绕x轴）的抗弯刚度小，因此在垂直分力产生的力矩M = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下，摆架产生周期性上下振动。 图2 动平衡机工作原理图 由动平衡原理可知，任一转子上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内，回转半径分别为rⅠ、rⅡ，相位角分别为θⅠ、θⅡ，的两个不平衡质量来等效。只要这两个不平衡质量得到平衡，则该转子即达到动平衡。找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量（或减去不平衡质量）就是本试验要解决的问题。 设试件在圆盘Ⅰ、Ⅱ各等效着一个不平衡质量mⅠ和mⅡ，对x轴产生的惯性力矩为： MⅠ=0 ；MⅡ=ω2mⅡrⅡlsin(θⅡ+ωt) 摆架振幅y大小与力矩MⅡ的最大值成正比：y∝ω2mⅡrⅡl ；而不平衡质量mⅠ产生的惯性力以及皮带对转子的作用力均通过x轴，所以不影响摆架的振动，因此可以分别平衡圆盘Ⅱ和圆盘Ⅰ。 本实验的基本方法是：首先，用补偿盘作为平衡平面，通过加平衡质量和利用差速器改变补偿盘与试件转子的相对角度，来平衡圆盘Ⅱ上的离心惯性力，从而实现摆架的平衡；然后，将补偿盘上的平衡质量转移到圆盘Ⅱ上，再实现转子的平衡。具体操作如下： 在补偿盘上带刻度的沟槽端部加一适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动（正转或反转），从而改变补偿盘与试件转子的相对角度，观察百分表振动使其达到最小，停止转动手柄。（摇动手柄要讲究方法：蜗杆安装在机架上，蜗轮安装在摆架上，两者之间有很大间隙。蜗杆转动一定角度后，稍微反转一下，脱离与蜗轮的接触，这样才能使摆架自由振动，这时观察振幅。通过间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化，最终可找到振幅最小的位置。）停机后在沟槽内再加一些平衡质量，再开机左右转动手柄，如振幅已很小（百分表摆动±1~2格）可认为摆架已达到平衡。亦可将最后加在沟槽内的平衡质量的位置沿半径方向作一定调整，来减小振幅。将最后调整到最小振幅的手柄位置保持不动，停机后用手转动试件使补偿盘上的平衡质量转到最高位置。由惯性力矩平衡条件可知，圆盘Ⅱ上的不平衡质量mⅡ必在圆盘Ⅱ的最低位置。再将补偿盘上的平衡质量m p'按力矩等效的原则转换为位于圆盘Ⅱ上最高位置的平衡质量m p，即可实现试件转子的平衡。根据等效条件有：

[精品]动平衡机原理

动平衡机原理 第一台平衡机的出现乞今已有一百多年的历史。而平衡技术的发展主要还是近四十年的事。它与科学技术的发展密切关联。我国动平衡理论和装置的研究及新产品的开发是从五十年代开始的。 机械中绕轴线旋转的零部件，称为机器的转子。如果一个转子的质量分布均匀，制造和安装都合格，则运转是平衡的。理想情况下，其对轴承的压力，除重力之外别其它的力，即与转子不旋转时一样，只有静压力。这种旋转与不旋转时对轴承都只有静压力的转子，称为平衡的转子。如果转子在旋转时对轴承除有静压力外还附加有动压力，则称之为不平衡的转子。 从牛顿运动定律知道，任何物体在匀速旋转时，旋转体内各个质点，都有将产生离心惯性力，简称离心力，如图一所示，盘状转子，转子是以角速度ω作匀速转动，则转子体内任一质点都将产生离心力 F ，则离心力 F=mrω2, 这无数个离心力组成一个惯性力系作用在轴承上，形成转子对轴承的动压力，其大小则决定于转子质量的分布情况。如果转子的质量对转轴对称分布，则动压力为零，即各质量的离心力互相平衡。否则将产生动压力，尤其在高速旋转时动压力是很大的。因此，对旋转体，特别是高速旋转体进行动平衡校正是必须的。

近年来，许多机械制造业都在被迫接受着残酷的市场竞争，特别是 WTO 的加入，简直是内忧外患。价格战、技术战一场接着一场，使得众多企业身心疲累，怨声载道。在激烈的市场竞争环境下，提高产品质量成为致胜的有力武器，而动平衡校正则是产品质量的前提和保证。 平衡机是一种检测旋转体动平衡的检测设备。从结构上讲，主要是由机械振动系统、驱动系统和电气测量系统等三大部件组成。 机械振动系统主要功能是支承转子，并允许转子在旋转时产生有规则的振动。振动的物理量经传感器检测后转换成电信号送入测量系统进行处理。 平衡机的种类很多，就其机械振动系统的工作状态分类，目前所见的不外乎两大类：硬支承平衡机和软支承平衡机。硬支承平衡机是指平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。而软支承平衡机则是平衡转速远大于参振系统共振频率的平衡机。简单来说，硬支承平衡机的机械振动系统刚度大，外力不能使其自由摆动。软支承平衡机的机械振动系统刚度小，一般来说，外力可以使其自由摆动。以下是软、硬支承平衡机的性能比较：

动平衡实验报告

硬支承动平衡实验报告 实验目的： 1.了解硬支承动平衡机的结构、控制面板、性能及操作方法。 2.验证、巩固和加深对基本理论的理解，培养实验动手能力。 3.掌握基本的机械实验方法、测量技能及用实验法以及培养学生踏实细致、严肃认真的科学作风。 实验设备： 1、硬支承动平衡机 2、台式钻孔机、钳工工作台 3、线切割滚丝筒 4、标定加重螺栓。 实验原理： 根据《机械原理》所述的回转体动平衡原理知：一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时，该构件上所有的不平衡重所产生的离心惯力总可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡重和(它们的质心位置分别为和；半径大小可根据数值、的不同变化)所产生的离心力。动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称ω为平衡基面)内的适当位置（和）加上两个适当大小的平衡重和，使它们产生的平衡力与当量不平衡重产生的不平衡力大小相等,而方向相反，即:

2 b 2b 22 222b 1b 1211ω r ωr ωr ωr G G G G =-=- 半径 越大,则所需的就越小。 通过平衡补偿回转体达到力和矩平衡，从而达到动平衡。 硬支承动平衡机工作原理简图如下所示： 实验步骤： 1）将两平衡平面处于原始位置，系统处于静平衡但动不平衡状态，在两支承处加润滑油。 2）按D 参数键，选定转子号，回车； 3）进入D1页，输入平衡转速540转，平衡配重的半径R ，回车； 4）进入D2页，输入A,B,C 参数，可测量，A 为第一平衡面距第一支承中心的距离，B 为两平衡面间距离，C 为第二平衡面和第二支承点的距离；输入支承方式HE-1,按存储键； 5）进入显示，测量页面；

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实验八 零件设计专项能力训练 ——回转件的动平衡 一、实验目的 1． 熟悉运动平衡机的工作原理及转子动平衡的基本方法 2． 掌握用动平衡机测定回转件动平衡的实验方法。 二、设备和工具 简易动平衡试验机、药架天平。 三、原理和方法 T ?、 ? 内，回转半径分别为r o ?、r o ?的两个不平 G o ?、G o ?所产生，如图8-1所示。因 进行动平衡试验时，只需对G o ?、G o ?进 简易动平衡试验机可以分别测出上述 平衡重径积G o ?r o ?和 o ?r o ?的大小和方位，使回转件达到动平 图8-2是简易动平衡机的工作原理图。 图8-1 图8-2 如图所示，框架1经弹簧2与固定的底座3相联，它只能绕OX 轴线摆动，构成一个振动系统。框架上装有主轴4，由固定在底座上的电动机14通过带和带轮12驱动。主轴4上装有螺旋齿轮6，它与齿轮5齿数相等，并相互啮合，齿轮6可以沿主轴4移动。移动的距离和齿轮的轴向宽度相等，比齿轮5的节圆圆周要大，因此调节手轮18，使齿轮6从左端位置移到右端位置时，齿轮5及和它固定的轴9可以回转一周以上，借此调节φc ，φc 的大小由指针15指示。圆盘7固定在轴9上，通过调节手轮17可以使圆盘8沿轴向9上下移动，以调节两圆盘间的距离l c ，l c 由指针16指示。7、8两圆盘大小、重量完全相等，上面分别

装有一重量为G c的重块，其重心都与轴线相距r c，但相位差180°。 被平衡的回转件10架于两个滚动支承13上，通过挠性联轴器11由主轴4带动，因此回转件10与圆盘7、8转速相等，当选取T?和T?为平衡校正面后，回转件10的不平衡就可以看作平面T?和T?内向径为r o?和r o?的不平衡重量G o?和G o?所产生。平衡时可先令摆架的振摆轴线OX处于平面T?内（如图8-2所示）。当回转构件转动时，不平衡重量G o?的离心力P o?对轴线OX的力矩为零，不影响框架的振动，仅有G o?的离心力P o?对轴线OX形成的力矩M o，使框架发生振动，其大小为 M o＝P o??l?cosφ 这个力矩使整个框架产生振动。 为了测出T?面上的不平衡重量大小和相位，加上一个补偿重径积G c r c，使产生一个补偿力矩，即在圆盘7和8上各装上一个平衡重量G c。当电机工作时，带动主轴4并带动齿轮5、6，因而圆盘7、8也旋转，这时G c的离心力P c，就构成一个力偶矩M c，它也影响到框架绕OX轴的振摆，其大小为 M c＝P c?l c?cosφc 框架振动的合力矩为 M＝M o＝M c＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc 如果合力为零，则框架静止不动。此时 M＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc＝0 满足上式条件为 G o?r o?＝G c r c?l c／l（1） φo＝φc（2）在平衡机的补偿装置中G c、r c是已知的，试件的两平衡平面是预先选定的，因而两平衡平面间的距离l也是一定的，因此（1）式可以写成 G o?r o?＝A?l c（3）其中A＝G c?r c／l 为便于观察和提高测量精度，在框架上装有重块19，移动19，可改变整个振动系统的自振频率，使框架接近共振，即振幅放大。 通过调节手轮17和18，使框架静止不动，读出l c和φc的数值，由公式（3）即可计算出不平衡重量G o?的大小为 G o?＝A?l c?r o? 其相位可以这样确定，停车后，使指针15转到图8-2所示与OX轴垂直的虚线位置，此时G o?的位置就在平面T?内回转中心的铅直上方。 测量另一个平衡平面T?上的不平衡重径积，只需将试件调头，使平面T?通过OX轴，测量方法与上述相同。 四、实验步骤 1．在被平衡试件上机以前，先开动电机，调节手轮18，使圆盘8与7的重块G c产生的离心力在一直线上，这时力矩M c＝0，从主轴下的指针可看出框架是静止状态，此时标尺16所示的读数为l c的零点位置。 2．装上试件，试件的一端联轴节应与带轮接好，以免开动电机时发生冲击。 3．移动重块19以改变框架的自振频率，使框架接近共振状态，这时框架振幅放大，以提高平衡精度，调共振后锁紧。 4．先调节手轮17，即加一定的补偿力矩（将圆盘7、8分开一定距离），然后调节手轮18，即移动齿轮6，使齿轮5与圆盘7、8得到附加转动，当调节到框架振动的振幅最小时不平衡重量相位已找到。然后再调节手轮18，即调节l c，使框架最后振动消除，振动系统

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技术讲课教案 主讲人：范经伟 技术职称（或技能等级）：高级工所在岗位：锅炉辅机点检员 讲课时间： 2011年 06月24日

培训题目：《转子动平衡——原理、方法和标准》 培训目的： 多种原因会引起转子某种程度的不平衡问题，分布在转子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的一个矢量，动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的一门技术，然后在其相对应的位置处移去或添加一个相同大小的配重。 内容摘要： 动平衡前要确认的条件： 1.振动必须是因为动不平衡引起。并且要确认动不平衡力占 振动的主导。 2.转子可以启动和停止。 3.在转子上可以添加可去除重量。 培训教案： 第一章不平衡问题种类 为了以最少的启停次数，获得最佳的平衡效果，我们不仅要认识到动不平衡问题的类型（静不平衡、力偶不平衡、 动不平衡），而且还要知道转子的宽径比及转速决定了采 用单平面、双平面还是多平面进行动平衡操作。同时也要认识到转子是挠性的还是刚性的。

刚性转子与挠性转子 对于刚性转子，任何类型的不平衡问题都可以通过 任选的二个平面得以平衡。 对于挠性转子，当在一个转速下平衡好后，在另一 个转速下又会出现不平衡问题。当一个挠性转子首 先在低于它的70%第一监界转速下，在它的两端平 面内加配重平衡好后，这两个加好的配重将补偿掉 分布在整个转子上的不平衡质量，如果把这个转子 的转速提高到它的第一临界转速的70%以上，这个 转子由于位于转子中心处的不平衡质量所产生的离 心力的作用，而产生变形，如图10所示。由于转子的弯曲或变形，转子的重心会偏离转动中心线，而 产生新的不平衡问题，此时在新的转速下又有必要 在转子两端的平衡面内重新进行动平衡工作，而以 后当转子转速降下来后转子又会进入到不平衡状 态。为了能在一定的转速范围内，确保转子都能处 在平衡的工作状态下，唯一的解决办法是采用多平 面平衡法。 挠性转子平衡种类 1.如果转子只是在一个工作转速下运转，小量的变 形不会产生过快的磨损或影响产品的质量，那么

动平衡仪的原理与应用

动平衡仪仪的原理与应用 动平衡仪，久经考验的动平衡技术推出的一款便携式现场动平衡仪。兼备现场振动数据测量、振动分析和单双面动平衡等诸多功能，简捷易用，是企业预知生产、保养、维修，尤其是精密机床、主轴、电机、磨床、风机等设备制造厂和振动技术服务机构最为理想之工具。 旋转机械是机械系统的重要组成部分,在国防和国民经济众多领域中发挥着巨大作用。 转子不平衡是旋转机械中的常见问题,也是诱发转子系统故障的主要原因之一。因此,开展动平衡技术研究具有重要的学术和工程应用价值。 但随着电子计算机和测试等技术的迅猛发展，动平衡技术也得到了很大发展，其研究成果对推动旋转机械向高速、高效、高可靠方向发展起到了重要作用。有关转子动平衡技术的研究主要集中在动平衡测试、非对称/非平面模态转子平衡、无试重平衡、自动平衡等技术领域。

方法/步骤

1. 1 现场平衡概念和必要性常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件，例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等，统称为动平衡仪回转体。 在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时，对轴承产生的压力是一样的，这样的回转体是平衡的回转体。 不平衡产生： 但工程中的各种回转体，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，使得回转体在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短了机械寿命，严重时能造成破坏性事故。 为此，必须对转子进行平衡，使其达到允许的平衡精度等级，或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。 2. 2 1、定义1）静平衡

动平衡测量原理

动平衡测量原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

刚性转子的平衡条件及平衡校正 回转体的不平衡---回转体的惯性主轴与回转轴不相一致； 刚性转子的不平衡振动，是由于质量分布的不均衡，使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于零引起的。 如果设法修正转子的质量分布，保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致，转子重心偏移重新回到转轴中心上来，消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡校正或叫做动平衡试验。 动平衡试验机的组成及其工作原理 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备。一般由机座部套，左右支承架，圈带驱动装置，计算机显示系统，传感器限位支架，光电头等部套组成。 当刚性转子转动时，若转子存在不平衡质量，将产生惯性力，其水平分量将在左右两个支撑上分别产生振动，只要拾取左右两个支撑上的水平振动信号，经过一定的转换，就可以获得转子左右两个校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。 在动平衡以前，必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响是通过两个校正平面间距b，校正平面到左，右支承间距a, c,而a, b, c 几何参数可以很方便地由被平衡转子确定。 F1, F2: 左右支承上的动压力；P1, P2 : 左右校正平面上不平衡质量的离心力。m1, m2 : 左右校正平面上的不平衡量；a, c : 左右校正平面至支承间的距离 b : 左右校正平面之间距离；R1 R2: 左右校正平面的校正半径 ω：旋转角速度 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法 活塞的速度为 活塞的加速度为 我的论文中的对应表达式与以上两个式子不同： 测量系统机械结构 惯性力测量机的机械系统主要包括驱动机构、摆架。驱动机构通过联轴节带动曲轴达到额定测量转速。摆架支承测量曲柄连杆机构，使之在惯性力作用下产生振动。

车轮动平衡仪结构与原理、使用与维护34

车轮动平衡仪 1、车轮平衡检测的必要性 车轮与轮胎是高速旋转的组件，汽车在行驶过程 中，若车轮不平衡，会产生摇摆和跳动，尤其当 车速高于60km/h时，这种摇摆与跳动将显著加 剧。特别是高速公路上行驶的车辆，如果车轮不 平衡，不仅严重降低汽车的行驶平顺性、乘坐舒 适性和操作稳定性，增加燃油的消耗量，加剧轮 胎的磨损，直接影响车辆的经济性指标，而且还 将损坏车辆的其他部件，严重时将危及行驶安 全。车轮不平衡还会引起底盘总成零部件损伤，（转向节、减震器、悬架等）。 就车轮本身而言，由于装有气门嘴，同时还与轮 胎和传动轴等传动系的旋转部件组装在一起，更 应进行车轮平衡的检测。所以为了控制和改善车 轮的平衡状况，保证车辆行驶的平顺性、安全性 与经济性，必须进行车轮平衡的检测。实验研究 发现，当车轮位置不正或车轮严重不平衡时，其 磨损率是正常使用情况下磨损的10倍左右。所 以，车轮平衡已成为汽车检测主要检测项目之 一。 2、引起车轮不平衡的主要原因

（1）轮胎、轮辋及挡圈等因几何形状失准或密封度不均而形成先天的重心偏离。 （2）因轮毂和轮辋定位误差使安装中心难以重合。 （3）维修过程中的拆装破坏了原有的整体综合重心。 （4）因车轮行驶碰撞造成变形引起重心位移。 （5）车轮高速行驶过程中因制动抱死而引起的纵向及横向滑移造成局部的不均匀磨损。 （6）前轮定位不当，引起轮胎偏磨，从而引起车轮不平衡。 3、车轮的静平衡与动平衡 新车上安装的车轮与轮胎都经过了平衡检 测，随着车辆的行驶及轮胎的维护或修理， 若果检查轮胎有不均匀或不规则磨损、车轮 定位失准，车轮平衡维护就是必须做的工 作，平衡车轮时，沿轮辋分配配重，抵消车 轮和轮胎中的偏重部位，使其平衡滚动而无 振动。 车轮的不平衡有两种；静不平衡和动不平衡。 （1）车轮静不平衡

动平衡仪的相关参数及结构

动平衡仪的相关参数及结构 动平衡仪一般包括主机，振动加速度传感器和激光转速传感器。 海南德哥投资有限公司生产的DC-830动平衡仪(以下简称DC-830)是一种多功能仪器，它采用了先进的微电子技术和故障诊断技术,集设备的动平衡检测和校正功能于一身，融单/双通道仪器为一体。 DC-830包含了单/双通道振动数据采集器的功能，可以现场进行单双面动平衡的测试和解算。 可以利用试重法或影响系数法进行动平衡校正，系统将自动解算出加（减）配重的质量大小和角度。同时具有转子平衡数据库管理功能；矢量分解功能。 DC830动平衡仪的工作原理 一．什么是转子的单面不平衡 刚性转子是在远小于转子的一阶临界转速下工作，可忽略其挠曲变形的转子。当刚性转 子的质量近似集中在一个圆盘上，即转子的长度（不含轴）与直径之比小于0.5时，通过对 转子进行单面动平衡，即可达到满意的效果。 对于挠性转子，由于要考虑其挠曲变形，所以其平衡方法不同于刚性转子。但是对于具 有两个不平衡平面的转子（例如，在一根较轻的可忽略其不平衡量的柔性轴上装有单个圆盘 的转子），在ISO1940中将这类转子划分为2A类，称为准刚性转子。这类转子可按刚性转 子的单面平衡法进行平衡。 综上所述，不论转子属于刚性或挠性，总有一些质量或不平衡集中在一个圆盘上的情况， 这时均可对其按单面转子平衡法进行动平衡，从而达到良好效果。厂矿中，这样的旋转机械 也是普遍存在的。 这类机械大致有：风机、泵、砂轮机等等。 刚性转子不平衡的形式 静不平衡 离心惯性力系有合力 偶不平衡 离心惯性力系有合力偶 动不平衡= 静不平衡+ 偶不平衡 离心惯性力系合成为一合力和一合力偶 二．不平衡类型确定 首先通过测量确定振动原因为不平衡量，下一步确定转子不平衡类型；即静不平衡，偶不平衡及动不平衡。实际工作中纯偶不平衡很少，多数表现为偶不平衡和静不平衡组合即动不平衡，因此现场平衡几乎都是静不平衡和动平衡两种。

转子动平衡原理图解

转子动平衡及操作技术 一. 转子动平衡.. (一).有关基本概念 1.转子 机器中绕轴线旋转的零部件,称为机器的转子. 2.平衡转子 旋转与不旋转时对轴承只有静压力的转子. 3.不平衡转子 如果转子在旋转时对轴承除有静压力外,附加有动压力,则称之为不平衡的转子不平衡是一个旋转体的质量轴线(惯量轴线)与实际的旋转轴线不重合。其单位为不平衡的质量与该质量中心至实际旋转轴线的距离的乘积，以gmm计量。不平衡有3种表现形式。 不平衡转子的危害性:转子如果是不平衡的,附加动压力将通过轴承传达到机器上,引起整个机器的振动产生噪音,加速轴承的磨损,降低机器的寿命,甚至使机器控制失灵,发生严重事故. (二)转子不平衡的几种形式 1.静不平衡 静力不平衡(单平面) 表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合，但平行于旋转轴线，因此不平衡将发生在单平面上。不平衡所产生的离心力作用于两端支承上是相等的、同向的。 主矢不为零,主矩为零: R0═Mrcω2≠0 rc≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0通过质心C，转轴Z与中心主惯性轴平行。 （图1） 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力，使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。

主矢和主矩均不为零,但相互垂直 R0═Mrcω2≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0不通过质心C，转轴Z与中心主惯性轴相交于某一点。 （图2） 3.偶不平衡 偶力不平衡表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于旋转体重心，不平衡所产生的离心力作用于两端支承是相等而180°反向的。 主矢为零,主矩不为零 R0═0 rc═0 M0≠0JXZ≠0 JYZ≠0 （图3） 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力，使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。

日本动平衡机应用原理解析

日本平衡机技术培训纪要设备维修档案系列资料 九八年一月,日本动平衡机调试时,外商对我方人员进行了技术培训.现把培训内容简要总结如下,谨供电气维修时参考. 下述内容根据实际需要,照培训时有所补充,而涉及到的机械和工艺上较深的专业问题又有所删节. 一.关于曲轴动平衡的基本原理 简要地了解动平衡理论有助于我们对维修的正确判断. (一)．平衡理论 １．什么是不平衡量 以一个均匀转子为例，如图一： ＇ ＇ 图一。均匀转子的几何支撑轴线OO＇与惯性轴线和MM＇ 正常情况下，其惯性主轴线应与支撑主轴线重合，如不重合，则表示该转子不平衡．其不平衡量可用下式表示： Ｕ＝m×r,单位：g.cm 真正的转子不平衡程度不仅与不平衡质量和不平衡半径有关，而且与转子的总质量Ｍ有直接关系，显然，同样的Ｕ值，Ｍ越大，表示不平衡程度越小；Ｍ越小，则表示不平衡程度越大．由此，引入了偏心距的概念．即，偏心距： e=mr/M=U/M 这个参数能较为准确地表示一个转子的不平衡程度． ２．不平衡量的常见分布形式 这里主要是指和曲轴不平衡相关的＂径向不平衡＂．其常见形式有：（１）．静不平衡 惯性轴线与几何支撑轴线平行．如图二： M M＇ O O＇

图二。静不平衡示意图 （２）．偶不平衡 惯性轴线与几何支撑轴线斜交于几何轴线的中心点．如图三： M O＇ O M＇ 图三。偶不平衡示意图 （３）．准静不平衡 惯性轴线与几何支撑轴线斜交，但不过中心点．如图四． M O O M 图四。准静不平衡示意图 （４）．动不平衡 惯性轴线与几何支撑轴线不相交，亦不平行．如图五． M O M 图五。动不平衡示意图 曲轴的不平衡即属于这种类型，由于其不平衡量的分布特点，去重时最少要平衡两点以上． 3·不平衡量的工业标准 国标ISO1940规定了不平衡量的工业标准，即： G=EW/1000

动平衡测量原理

刚性转子的平衡条件及平衡校正 回转体的不平衡---回转体的惯性主轴与回转轴不相一致； 刚性转子的不平衡振动，是由于质量分布的不均衡，使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于零引起的。 如果设法修正转子的质量分布，保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致，转子重心偏移重新回到转轴中心上来，消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡校正或叫做动平衡试验。 动平衡试验机的组成及其工作原理 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备。一般由机座部套，左右支承架，圈带驱动装置，计算机显示系统，传感器限位支架，光电头等部套组成。 当刚性转子转动时，若转子存在不平衡质量，将产生惯性力，其水平分量将在左右两个支撑上分别产生振动，只要拾取左右两个支撑上的水平振动信号，经过一定的转换，就可以获得转子左右两个校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。

在动平衡以前，必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响是通过两个校正平面间距b，校正平面到左，右支承间距a, c,而a, b, c 几何参数可以很方便地由被平衡转子确定。 F1, F2: 左右支承上的动压力；P1, P2 : 左右校正平面上不平衡质量的离心力。 m1, m2 : 左右校正平面上的不平衡量；a, c : 左右校正平面至支承间的距离 b : 左右校正平面之间距离；R1 R2: 左右校正平面的校正半径 ω：旋转角速度 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法

活塞的速度为 ..1(sin sin 2)2v x r wt wt λ==-+ 活塞的加速度为 .. 2(cos cos 2)a x rw wt wt λ==+ 我的论文中的对应表达式与以上两个式子不同： )2sin 2(sin αλ αω+-=r v p )2cos (cos 2αλαω+-=r a p 测量系统机械结构 惯性力测量机的机械系统主要包括驱动机构、摆架。驱动机构通过联轴节带动曲轴达到额定测量转速。摆架支承测量曲柄连杆机构，使之在惯性力作用下产生振动。 测量机摆架包括轴承、摆架、弹性元件等，轴承与摆架连成一体，通过弹性元件与支承架连接，工件安装在两支撑架之间组成振动系统，旋转时，由于曲柄连杆机构惯性力的作用作受迫振动，通过传感器将摆架的振动量转换为电信号。 测量机实验图片一系统标定装置 ：

动平衡试验机原理

动平衡机原理 平衡机是测量旋转物体(转子)不平衡量大小和位置的机器。 任何转子在围绕其轴线旋转时，由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中，都需要经过平衡才能平稳正常地运转。 根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正，可改善转子相对于轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此，平衡机是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。 通常，转子的平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤，平衡机主要用于不平衡量的测量，而不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备，或用手工方法完成。有些平衡机已将校正装置做成为平衡机的一个部分。 重力式平衡机和离心力式平衡机是两类典型的平衡机。重力式平衡机一般称为静平衡机。它是依赖转子自身的重力作用来测量静不平衡的。 如右图，置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量，则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动，直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。 被平衡的转子放在用静压轴承支承的支座上，在支座的下面嵌装一片反射镜。当转子不存在不平衡量时，由光源射出的光束经此反射镜反射后，投射在不平衡量指示器的极坐标原点。如果转子存在不平衡量，则转子支座在不平衡量的重力矩作用下发生倾斜，支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光束偏转，这样光束投在极坐标指示器上的光点便离开原点。根据这个光点偏转的坐标位置，可以得到不平衡量的大小和位置。 重力式平衡机仅适用于某些平衡要求不高的盘状零件。对于平衡要求高的转子，一般采用离心式单面

转子动平衡实验原理与方法

实验原理与方法 实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上，摆架的左端与工字形板簧3固结，右端呈悬臂。电动机4通过皮带带动试件旋转，当试件有不平衡质量存在时，则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动，通过百分表5可观察振幅的大小。 1. 转子试件 2. 摆架 3. 工字形板簧 4. 电动机 5. 百分表 6. 补偿盘 7. 差速器 8. 蜗杆 图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图 试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。差速器的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件联接，右端为输出端（n3）与补偿盘联接。 差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成。当转臂蜗轮不转动时：n3＝－n1，即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反；当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以n H转动时，可得出：n3＝2n H－n1，即n3≠－n1，所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。 图2所示为动平衡机工作原理图，试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr，它可分解为垂直分力F y和水平分力F x，由于平衡机的工字形板簧在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力F x对摆架的振动影响很小，可忽略不计。而在垂直方向（绕x轴）的抗弯刚度小，因此在垂直分力产生的力矩M = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下，摆架产生周期性上下振动。

1 图2 动平衡机工作原理图 由动平衡原理可知，任一转子上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内，回转半径分别为r Ⅰ、r Ⅱ，相位角分别为θⅠ、θⅡ，的两个不平衡质量来等效。只要这两个不平衡质量得到平衡，则该转子即达到动平衡。找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量（或减去不平衡质量）就是本试验要解决的问题。 设试件在圆盘Ⅰ、Ⅱ各等效着一个不平衡质量m Ⅰ和m Ⅱ，对x 轴产生的惯性力矩为： M Ⅰ=0 ；M Ⅱ=ω2m Ⅱr Ⅱlsin (θⅡ+ωt ) 摆架振幅y 大小与力矩M Ⅱ的最大值成正比： y ∝ω2m Ⅱr Ⅱl ；而不平衡质量m Ⅰ产生的惯性力以及皮带对转子的作用力均通过x 轴，所以不影响摆架的振动，因此可以分别平衡圆盘Ⅱ和圆盘Ⅰ。 本实验的基本方法是：首先，用补偿盘作为平衡平面，通过加平衡质量和利用差速器改变补偿盘与试件转子的相对角度，来平衡圆盘Ⅱ上的离心惯性力，从而实现摆架的平衡；然后，将补偿盘上的平衡质量转移到圆盘Ⅱ上，再实现转子的平衡。具体操作如下： 在补偿盘上带刻度的沟槽端部加一适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动（正转或反转），从而改变补偿盘与试件转子的相对角度，观察百分表振动使其达到最小，停止转动手柄。（摇动手柄要讲究方法：蜗杆安装在机架上，蜗轮安装在摆架上，两者之间有很大间隙。蜗杆转动一定角度后，稍微反转一下，脱离与蜗轮的接触，这样才能使摆架自由振动，这时观察振幅。通过间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化，最终可找到振幅最小的位置。）停机后在沟槽内再加一些平衡质量，再开机左右转动手柄，如振幅已很小（百分表摆动±1~2格）可认为摆架已达到平衡。亦可将最后加在沟槽内的平衡质量的位置沿半径方向作一定调整，来减小振幅。将最后调整到最小振幅的手柄位置保持不动，停机后用手转动试件使补偿盘上的平衡质量转到最高位置。由惯性力矩平衡条件可知，圆盘Ⅱ上的不平衡质量m Ⅱ必在圆盘Ⅱ的最低位置。再将补偿盘上的平衡质量m p '按力矩等效的原则转换为位于圆盘Ⅱ上最高位置的平衡质量m p ，即可实现试件转子的平衡。根据等效条件有： p p p p p l r m l r m ' '= l r l r m m p p p p p '' = (1)

动平衡基本理论

转动件的平衡、操作和装运数据及设备基础 一、转动件的动平衡与静平衡[118、119] （一） 基本概念 具有一定转速的转动件（或称转子），由于材料组织不均、零件外形的误差（尤其具有非加工部分）、装配误差以及结构形状局部不对称（如键槽）等原因，使通过转子重心的主惯性轴与旋转轴线不相重合，因而旋转时，转子产生不平衡离心力，其值由下式计算： C=)()30 (22公斤n e g G ew g G π= （1-1） 式中：G-----转子的重量（公斤）； e-----转子重心对旋转轴线的偏移，即偏心距（毫米）； n-----转子的转速（转/分）； w-----转子的角速度（弧度/秒）； g-----重力加速度9800（毫米/秒2）。 由上式可知，当重型或高转速的转子，即使具有很小的偏心距，也会引起非常大的不平衡的离心力，成为轴或轴承的磨损、机器或基础振动的主要原因之一。所以，机器在装配时，转子必须进行平衡。 转子不平衡有两种情况： 1、静不平衡-----转子主惯性轴与旋转轴线不相重合，但相互平行，即转子重心不在旋转轴线上，如 图1a 所示。当转子旋转时，将产生不平衡的离心力。 2、动不平衡-----转子的主惯性轴与旋转轴线交错，且相交于转子的重心上，即转子的重心在旋转轴 线上，如图1b 所示。这时转子虽处于静平衡状态，但转子旋转时，将产生一不平衡力矩。 在大多数的情况下，转子既存在静不平衡，又存在动不平衡，这种情况称静动不平衡。此时，转子主惯性轴线与旋转轴线既不重合，又不平行，而相交于转子旋转轴线中非重心的任何一点，如图1c 所示。当转子旋转时，产生一个不平衡的离心力和一个力矩。 转子静不平衡只须在一个平面（即校正正面）安装一个平衡重量，就可以使转子达到平衡，故又称单面平衡。平衡重量的数值和位置，在转子静力状态下确定，即将转子的颈搁置在水平刀刃支撑上，加以观察，就可以看出其不平衡状态，较重部分会向下转动，这种方法叫静平衡。 静平衡主要应用于转子端面之间的距离比轴承之间的距离小许多的盘形转子，如齿轮、飞轮、皮带轮等。转子动不平衡及静动不平衡必须在垂直于旋转轴的二个平面（即校正平面）内各加一个平衡重量，使转子达到平衡。平衡重量的数值和位置，必须使转子在动力状态下，即转子在旋转的情况下确定，这种方法称动平衡。因需两个平面作平衡校正，故又称双面平衡。 主惯性轴 旋转轴线重心 ?重心主惯性轴 旋转轴线重心 ? ? 主惯性轴 旋转轴线 ? ? ????? 图1 动平衡主要应用于轴向长度较长的转子。校正平面应选择在间距尽可能最大的两个平面，为此，校正平面往往选择在转子的两个端面上。 必须指出，以上所述系指刚性转子的平衡问题。挠性转子必须选定两个以上的校正平面，以及采用专门方法才能达到平衡。挠性转子的平衡问题请参阅有关专门资料。