刚性转子动平衡实验

刚性转子动平衡实验

一、实验目的

1．加深对转子动平衡概念的理解；

2．掌握刚性转子动平衡试验的原理及方法；

二、实验设备

1．CS-DP-10型动平衡试验机（西安交大监造）；

2．刚性转子试件；

3．平衡块；

4．百分表：0.01～5MM 、磁性表座。

5． 平衡块

三、CS-DP-10型动平衡试验机的结构与工作原理

1． 动平衡机的结构

动平

衡机原理

简图如图

1、图2所

示。如图1

所示，待

平衡试件

3安装在

框形摆架

2的支承滚动上，摆架左端固结在工字形板簧1中，右端悬臂。电机动9通过O 型皮带10拖动试件旋转；当试件存在不平衡质量时，通过转子的旋转，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动。通过百分表5观察振幅大小，即测量不平衡量的大小，而不平衡量的相位测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器4安装在摆架右端，它的左端为转动输入端（N 1）通过柔性联轴器与试件联接；右端为输出端（N 3）与补偿盘固联。

差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮①②③和一个蜗轮（转臂

H ）组成一个周转轮系。 （1）当差速器的转臂蜗轮H 不转动时即0=H n ，则差速器为定轴轮系，其传动比为 即 13n n -= （1）

这时补偿盘6的转速3n 与试件的转速1n 大小相等转向相反。

（2）当1n 和H n 都转动时则差速器为速度合成的差动轮系，由传动比公式

得132n n n H -= （2）

蜗轮的转速H n 是通过手柄摇动蜗杆，经蜗杆蜗轮副大速比的减速后蜗轮的转速1n n H ??。当H n 与1n 同向时由（2）式可知13n n ?-，这时3n 仍与1n 反向转动但速度减小。当H n 与1n 反向时由（2）式可知13n n -?，这时3n 转向仍不就但速度增加。因此可见当手柄不动时补偿盘的转速与试件的转速大小相等转向相反；正向摇动手柄（蜗轮与试件转动方向相同）补偿盘减速；反向摇动手柄则补偿盘加速。这样可改变补偿盘与试件圆盘之间的相对角位移。为作平衡工艺时确定平衡相位提供了结构保证。

2．转子动平衡的力学条件

对于质量分布不在同一回转面内的转子，当转子存在有材料不均匀、制造有误差、结构不对称等诸因素使转子存在 不平衡质量。当转子旋转后就会产生离心惯性力F 组成一个合力不为零的空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡（完全平衡），则必须使其各质量产生的离心力的合力和合力偶矩都等于零。即 ?????==∑∑0

0M F （3） 如图2所示，如果像该动平衡机的两个不平衡面1、2均在支点x 轴的同一侧时，要使转子达到动平衡，则必须使由不平衡质量产生的惯性力偶矩等于零，即 ?????==∑∑0

021M M （4） 3．动平衡机的工作原理

当试件上距x 轴为1的圆盘内有平衡质量M 存在时，试件转动后则产生离心惯性力

mr F 2ω=（图2）

，随着试件转动此力在垂直轴平面上时设为Y F ，在水平轴平面上时设为X F 。由于动平衡机的工字形板簧和摆架在水平方向（绕Y 轴）的抗弯刚度很大，所以X F 力对摆架的振动影响很小可忽略不计。而垂直方向（绕X 轴）的讥弯刚度小，因此在Y F 力产生的惯性力偶矩ψωcos 2

mrl l F M Y =?=的作用下，使摆架产生周期性的上下振动。摆架振幅大小就取决于这个力偶矩的大小。

设试件圆盘1、2上各有一个不平衡质量M 1和M 2，由于试件圆盘1平面与工字形板簧中性面共面即11=0，则由M 1和M 2产生的对X 轴的惯性力矩为：

刚性转子动平衡实验

刚性转子动平衡实验 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．熟悉动静法的工程应用。 二、实验性质 设计性实验 三、实验装置（图5-1） 1．动平衡机 2．电涡流传感器 3．前置器 4．接线盒 5．调速器 6．电子天平 7．配重 8．微型计算机 四、实验背景与基本原理 工程中许多高速转动的机器：气轮机、发电机、电动机、陀螺马达等其转子都不是理想的对称刚体，在轴承上安装时也存在着误差（既有偏心又有偏角）。所以工作时会产生不平衡的惯性力系，引起很大的轴承动约束力。这种交变的动约束力可引起轴承支座和转轴本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。消除动约束力的方法是对转子进行动平衡，即通过在转子上适当的地方附加（或除去）小块质量，用其产生的惯性力去平衡原来不平衡的惯性力系，使转轴成为有一定精度的中心惯性主轴。 本实验采用两平面影响系数法对一多圆盘刚性转子进行动平衡。这是刚性转子动平衡操作的一种常用方法，其目标是使惯性力系的主矢和主矩同时趋近于零。为此，先在转子上任意选定两个截面I 、II （称校正平面），见图3-2。在离轴一定距离1r 、2r （称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角1θ、2θ处，分别附加一块质量为1m 、2m 的重块（称校正质量）。如能使两质量1m 和2m 的惯性力（其大小分别为211ωr m 和2 22ωr m ，ω为转动角速度）正好与原不平衡转子的惯性力系相平衡，那么就实现了刚性转子的动平衡。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动平衡作业。 本实验装置中，动平衡机的转子是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。转子由调速器设定转速，由涡流传感器测量轴承的水平振动，经前置器、接线盒送给计算机，由专用程序进行处理。 图 5-1

刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述

刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述1. 基本概念: 1.1不平衡离心力基本公式: 具有一定转速的刚性转动件(或称转子),由于材料组织不均匀、加工外形的误差、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: 式中:G------转子的重量(公斤) e-------转子的重心对旋转轴线的偏心量(毫米) n-------转子的转速(转／分) ω------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量,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由之一.所以零件在加工和装配时,转子必须进行平衡. 1.2转子不平衡类别: 1.2.1转子的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. 1.2.2转子的主惯性轴与旋转轴线主交错将产生不平衡的离心力,且相交于转 子的重心上,即转子重心在旋转轴线上,如图1b所示.这时转子虽处于平衡状态,但转子旋转时将产生一不平衡力矩. 1.2.3大多数情况下,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.即转子的主惯性轴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,将产生一个不平衡的离心力和一个力矩. 1.2.4 转子静不平衡只须在一个平面上(即校正平面)安放一个平衡重量,就可以使转子达 到平衡,故又称单面平衡.平面的重量的数值和位置,在转子静力状态下确定,即将转 子的轴颈放置在水平刀刃支承上,加以观察,就可以看出其不平衡状态,较重部份会 向下转动,这种方法叫静平衡.

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。

刚性转子动平衡实验实验报告

实验刚性转子动平衡实验任务书 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、 实验内容 采用两平面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—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∑=i S R ）和一个 力偶M （等于力系对质心C 的主矩()∑== c i c m S m M ）。如果转子的质心在转轴上且 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本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。 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 1、r 2（称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角θ1、θ2处，分别附加一块质量为m 1、m 2的重块（称校正质量）。如能使两质量m 1和m 2的离心惯性力（其大小分别为m 1r 1ω2和m 2r 2ω2，ω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。 两平面影响系数法的过程如下： （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11010V ψ∠=V 和22020V ψ∠=V ，其中V 10和V 20是振动位移（也可以是

回转体的动平衡实验

回转体的动平衡实验 一、实验目的 1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。 2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点。 3、了解动平衡精度的基本概念。 二、实验设备及工具 1、CYYQ —50TNC 型电脑显示硬支承动平衡机 2、转子试件 3、橡皮泥，M6螺钉若干 4、电子天平（精度0.01g ），游标卡尺，钢直尺 三、CYYQ —50TNC 型硬支承动平衡机的结构与工作原理 1、硬支承动平衡机的结构 该试验机是硬支承动平衡机，实物如图1所示。 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6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感器5、限位支架3和光电头1等部件组成，如图2所示。 图2 硬支承动平衡机结构示意图 1、光电头 2、圈带驱动装置 3、限位支架 4、支承架 5、传感器 6、机座 左右支承架是动平衡机的重要部件，中间装有压电传感器，此传感器在出厂前已严格调整好，切不可自行打开或转动有关螺丝（否则会严重影响检测质量）。左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉，把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。支承架下面有一导向键，保证两支架在移动后能互相平行，支承架中部有升降调节螺丝，可调节转子的左右高度，使之达到水平。外侧有限位支架，可防止转子在旋转时向左右窜动。 图1 硬支承动平衡机实物照片

转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量，并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。本动平衡机采用变频器对电动机调频变速，使工作速度控制自如。 2、转子动平衡的力学条件 由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等诸因素导致转子存在不平衡质量。因此当转子旋转后就会产生离心惯性力，它们组成一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件 ???? ?==∑ ∑00 M F 或 ?? ? ??==∑∑0 0B A M M （1） 即作用在转子上所有离心惯性力以及惯性力偶矩之和都等于零，这就是转子动平衡的力学条件。 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就叫做动平衡试验。 3、刚性转子的平衡校正 转子的平衡校正工艺过程，包括两个方面的操作工艺： （1）平衡测量：借助一定的平衡试验装置（如动平衡试验机等）测量平衡机支承架由于试验转子上离心力系不平衡引起的振动（或支反力），从而相对地测量出转子上存在着的不平衡重量的大小和方位，测量工作要求精确。 （2）平衡校正：根据平衡测量提供的不平衡量的大小和方位，选择合理的校正平面，根据平衡条件进行加重（或去重）修正，达到质量分布均衡的目的。 A 、去重修正是运用钻削或其它方法在重心位置去除不平衡重量。 B 、加重修正是运用螺纹联接、焊接或其它平衡块方法在轻点位置加进重块平衡。 选择哪种校正办法，要根据转子结构的具体条件择定。在本实验里采用适量的橡皮泥作加重修正。采用橡皮泥作试验的平衡试重，是工业上行之有效的常用方法之一。 4、刚性转子动平衡的精度 即使经过平衡的回转体也总会有残存的不平衡，故需对回转体规定出相应的平衡精度。各种回转体的平衡精度可根据平衡等级的要求，在有关的技术手册中查阅。 5、动平衡机的工作原理 转子的动平衡实验一般需在专用的动平衡机上进行。动平衡机有各种不同的型式，各种动平衡机的构造及工作原理也不尽相同，有通用平衡机、专用平衡机（如陀螺平衡机、曲轴平衡机、涡轮转子平衡机、传动轴平衡机等），但其作用都是用来测定需加于两个校正平面中的平衡质量的大小及方位，并进行校正。当前工业上使用较多的动平衡机是根据振动原理设计的，测振传感器将因转子转动所引起的振动转换成电信号，通过电子线路加以处理和放大，最后显示出被试转子的不平衡质径积的大小和方位。 图3所示是动平衡机的工作原理示意图。被试验转子6放在两弹性支承上，由电动机1通过圈带传动2驱动。实验时，转子上的偏心质量使支承块的水平方向受到离心力的周期作用，通过支承块传递到支承架上，支承架的立柱发生周期性摆动，此摆动通过压电传感器4与5转变为电信号，通过A/D 转换器，传送到计算机的实验数据采集及处理软件系统，直接在屏幕上显示出来，或由打印机打印输出实验结果。 根据刚性转子的动平衡原理，一个动不平衡的刚性转子总可以在与旋转轴线垂直的两个校正平面上减去或加上适当的质量来达到动平衡目的。

刚性转子动平衡实验1

刚性转子动平衡实验 一. 实验目的 1. 理解掌握刚性转子的动平衡原理； 2.掌握刚性转子动平衡实验机的测试及数据处理方法； 二. 实验设备与组成 DPH－I型智能动平衡机由机械转子部分与测试系统组成。测试系统包括了计算机、数据采集器、高灵敏度有源压力传感器和光电相位传感器等。图1是实验台结构组成。 1、光电传感器 2、被试转子 3、硬支承摆架组件 4、压力传感器 5、减振底座 6、传动带 7、电动机 8、零位标志 图1 实验台结构组成图 三、实验的基本原理 转子动平衡检测是一般用于轴向宽度B与直径D的比值大于的转子（小于的转子适用于静平衡）。转子动平衡检测时，必须同时考虑其惯性力和惯性力偶的平衡，即Pi=0，Mi=0。如图2-9-1所示，设一回转构件的偏心重Q1及Q2分别位于平面1和平面2内，r1及r2为其回转半径。当回转体以等角速度回转时，它们将产生离心惯性力P1及P2，形成一空间力系。

图2 由理论力学可知，一个力可以分解为与它平行的两个分力。因此可以根据该回转体的结构，选定两个平衡基面I和II作为安装配重的平面。将上述离心惯性力分别分解到平面I和II内，即将力P1及P2分解为P1I及P2I（在平面I内）及P1II及P2II （在平面II内）。这样就可以把空间力系的平衡问题转化为两个平面汇交力系的平衡问题了。显然，只要在平面I和II内各加入一个合适的配重QI和QII，使两平面内的惯性力之和均等于零，构件也就平衡了。 当被测转子在部件上被拖动旋转后，由于转子的中心惯性主轴与其旋转轴线存在偏移而产生不平衡离心力，迫使支承做强迫震动，安装在左右两个硬支撑机架上的两个有源压电力传感器感受此力而发生机电换能，产生两路包含有不平衡信息的电信号输出到数据采集装置的两个信号输入端；与此同时，安装在转子上方的光电相位传感器产生与转子旋转同频同相的参考信号，通过数据采集器输入到计算机。根据计算的结果在相应的位置施加一定质量的配重块，进而使转子达到平衡条件。实验中使用的转子，自身不平衡量很小，为了得到不平衡状态需要配置一定量的模拟偏重，在偏重存在的情况下，进行平衡的操作。 四、操作指导 动平衡实验台采集的数据通过USB端口传输给计算机，利用处理软件实时显示和处理，根据计算机输出地结果进行相应的操作。点击启动图标即可进入系统主界面，界面功能分布介绍如图3，图4，图5。

刚性转子动平衡实验实验报告

实验刚性转子动平衡实验任务书 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。 实验内容 采用两平面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—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R S i ）和一个力偶M（等于力系对质心C的主矩M m c S i m.）。如果转子的质心在转轴上 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本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。 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 i、「2 （称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角B仆敗处，分别附加一块质量为m i、m2的重块（称校正质量）。如能使两质量m i和m2的离心惯性力（其大小分别为m i r i ?2和m2「2 w2,w 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。 两平面影响系数法的过程如下： （i ）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V i。V io i和V20 V20 2，其中V io和V20是振动位移（也可以 是速度或加速度）的幅值，? i和? 2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）根据转子的结构，选定两个校正面I、II并确定校正半径r i、「2。先在平面I上加一“试重"（试质量）Q i = mt i Z（3,其中m t i为试重质量，卩i为试重相对参考标记的方位角，以顺转向为正。在相同转速下测量轴承A、B的振动量V ii和V2i。

刚性转子动平衡实验

刚性转子动平衡实验 一、实验目的 1．加深对转子动平衡概念的理解； 2．掌握刚性转子动平衡试验的原理及方法； 二、实验设备 1．CS-DP-10型动平衡试验机（西安交大监造）； 2．刚性转子试件； 3．平衡块； 4．百分表：0.01～5MM 、磁性表座。 5． 平衡块 三、CS-DP-10型动平衡试验机的结构与工作原理 1． 动平衡机的结构 动平 衡机原理 简图如图 1、图2所 示。如图1 所示，待 平衡试件 3安装在 框形摆架 2的支承滚动上，摆架左端固结在工字形板簧1中，右端悬臂。电机动9通过O 型皮带10拖动试件旋转；当试件存在不平衡质量时，通过转子的旋转，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动。通过百分表5观察振幅大小，即测量不平衡量的大小，而不平衡量的相位测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器4安装在摆架右端，它的左端为转动输入端（N 1）通过柔性联轴器与试件联接；右端为输出端（N 3）与补偿盘固联。 差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮①②③和一个蜗轮（转臂 H ）组成一个周转轮系。 （1）当差速器的转臂蜗轮H 不转动时即0=H n ，则差速器为定轴轮系，其传动比为 即 13n n -= （1）

这时补偿盘6的转速3n 与试件的转速1n 大小相等转向相反。 （2）当1n 和H n 都转动时则差速器为速度合成的差动轮系，由传动比公式 得132n n n H -= （2） 蜗轮的转速H n 是通过手柄摇动蜗杆，经蜗杆蜗轮副大速比的减速后蜗轮的转速1n n H ??。当H n 与1n 同向时由（2）式可知13n n ?-，这时3n 仍与1n 反向转动但速度减小。当H n 与1n 反向时由（2）式可知13n n -?，这时3n 转向仍不就但速度增加。因此可见当手柄不动时补偿盘的转速与试件的转速大小相等转向相反；正向摇动手柄（蜗轮与试件转动方向相同）补偿盘减速；反向摇动手柄则补偿盘加速。这样可改变补偿盘与试件圆盘之间的相对角位移。为作平衡工艺时确定平衡相位提供了结构保证。 2．转子动平衡的力学条件 对于质量分布不在同一回转面内的转子，当转子存在有材料不均匀、制造有误差、结构不对称等诸因素使转子存在 不平衡质量。当转子旋转后就会产生离心惯性力F 组成一个合力不为零的空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡（完全平衡），则必须使其各质量产生的离心力的合力和合力偶矩都等于零。即 ?????==∑∑0 0M F （3） 如图2所示，如果像该动平衡机的两个不平衡面1、2均在支点x 轴的同一侧时，要使转子达到动平衡，则必须使由不平衡质量产生的惯性力偶矩等于零，即 ?????==∑∑0 021M M （4） 3．动平衡机的工作原理 当试件上距x 轴为1的圆盘内有平衡质量M 存在时，试件转动后则产生离心惯性力 mr F 2ω=（图2） ，随着试件转动此力在垂直轴平面上时设为Y F ，在水平轴平面上时设为X F 。由于动平衡机的工字形板簧和摆架在水平方向（绕Y 轴）的抗弯刚度很大，所以X F 力对摆架的振动影响很小可忽略不计。而垂直方向（绕X 轴）的讥弯刚度小，因此在Y F 力产生的惯性力偶矩ψωcos 2 mrl l F M Y =?=的作用下，使摆架产生周期性的上下振动。摆架振幅大小就取决于这个力偶矩的大小。 设试件圆盘1、2上各有一个不平衡质量M 1和M 2，由于试件圆盘1平面与工字形板簧中性面共面即11=0，则由M 1和M 2产生的对X 轴的惯性力矩为：

转子动平衡实验指导书

实验三 转子动平衡实验指导书 一、实验目的 1. 加深对转子动平衡概念的理解。 2. 掌握刚性转子动平衡试验的原理及基本方法。 二、实验设备 1. JPH —A 型动平衡试验台 2. 转子试件 3. 平衡块 4. 百分表0~10mm 三、JPH —A 型动平衡试验台的工作原理与结构 1. 动平衡试机的结构 动平衡机的简图如图1、图2、所示。待平衡的试件3安放在框形摆架子的支承滚轮上，摆架的左端固结在工字形板簧2中，右端呈悬臂。电动机9通过皮带10带动试件旋转；当试件有不平衡质量存在时，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动，通过百分表5可观察振幅的大小。 通过转子的旋转和摆架的振动，可测出试件的不平衡量（或平衡量）的大小和方位。这个测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器安装在摆架的右端，它的左端为转动输入端（n 1）通过柔性联轴器与试件3联接；右端为输出端（n 3）与补偿盘相联接。 差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个外壳为蜗轮的转臂H 组成的周转轮系。 （1）当差速器的转臂蜗轮不转动时n H =0，则差速器为定轴轮系，其传动比为： 13 11331-=-== Z Z n n i ，13n n -= （1）

1、 摆架 2、工字形板簧座 3、转子试件 4、差速器 5、百分表 6、补偿盘 7、蜗杆 8、弹簧 9、电机 10、皮带 图1 这时补偿盘的转速n 3与试件的转速n 1大小相等转向相反。 （2）当n 1和n H 都转动则为差动轮系，传动比周转轮系公式计算： 13 11331-=-=--= Z Z n n n n i H H H ；132n n n H -= (2) 蜗轮的转速n H 是通过手柄摇动蜗杆7，经蜗杆蜗轮副在大速比的减速后得到。因此蜗轮的转速n H <

浅析电机转子动平衡试验检测方法

浅析电机转子动平衡试验检测方法 发表时间：2019-09-17T10:59:48.900Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：王昆[导读] 浅析电机转子动平衡试验检测方法王昆 (国家能源集团库车发电有限公司 842000) (国家能源集团库车发电有限公司 842000) 摘要:电机转子的不平衡量会引起转子横向振动,进而使转子受到附加动载荷,且转速越高,附加动载荷越大?针对高速永磁电机转子因受磁场影响,其动平衡结果与实际不平衡量相差较大,导致动平衡结果失真的问题,研究了不平衡力和磁力引起转子横向振动的机理,并以高速永磁电机转子为例进行试验研究?同时为了隔绝磁场对动平衡结果的影响,对现有动平衡机进行了相应的改进,通过高速永磁转子充磁前后的试验 结果对比分析,验证了改进后动平衡机的可靠性,对于高速永磁转子的动平衡具有重要的工程应用意义? 关键词:电机转子；动平衡；试验检测引言 在工业生产和现实生活中,电机的应用范围都十分广泛,但在实际使用过程中,往往出现转子不平衡问题,其主要原因是转子在设计特点?工艺精度?制造精度?材质不均匀以及安装误差等造成的质心偏离实际中心惯性主轴,从而导致电机的转子在高速旋转时存在较大的不平衡力?转子不平衡的状态下做高速旋转,转速越高,惯性力越大,转子的挠曲越大,转子内部的内力越大,挠曲的增大进一步加大转子的不平衡,最终使整个机械产生剧烈的振动,并发出噪声,加快了机械内部零件的磨损,降低了机械的精度和使用寿命,严重时会引起焊缝的开裂,这样不仅增加了维修成本,还影响企业的正常生产,给企业造成巨大损失,所以解决转子的动平衡问题是企业研究人员的热门课题? 1?转子动平衡 转子质量分布不均匀,其质量中心与旋转中心可能不重合,存在偏心距,导致转子轴承承受附加的周期性离心力F 干扰,如图1所示?为避免不平衡引起的机械故障,需要对转子进行动平衡? 不平衡质量在高速旋转时会产生较大的离心力,且离心力与转速的平方成正比,所以速度越高,离心力F越大,进而引起转子的振幅增大,严重影响转子的正常运转?本文以Jeffcott转子为例,研究不平衡力引起转子横向振动的机理,离心力F为: F=meω2 式中,m 为偏心质量,kg；e为偏心距,mm；ω为转子角速度,1/s? 不平衡质量会引起转子的横向振动,如图2所示,根据转子动力学原理,建立转子的运动微分方程,见公式? mx2+cx+kx =Fsinωt 式中,x为轴颈中心线沿x 轴的移动量,mm；c为轴,kg/s；k为转子x 方向的变形刚度,m/s? 图1 不平衡Jeffcott轴系 2?转子动平衡试验检测方法分析 2.1?电机转子动平衡技术简介 电动机的转速由于功率不同,其转速也各不相同,文章以低于一阶临界转速的刚性转子为例进行动平衡技术分析?根据转子平衡技术的划分,我们把低于一阶临界转速百分之六十的转子称为刚性转子?这种状态下的转子在旋转时产生的挠曲变形非常小,其不平衡的主要因素是转子质心的偏离,刚性转子的动平衡技术主要目的是消除转子的质量偏离,由于转子的挠曲可以忽略,所以通过离心力和离心力矩的平衡就可以进行动平衡的计算?转子的动平衡分析可以通过两个校正平面内的校正质量进行平衡,当转子在这两个校正平面内达到平衡后,其离心惯性力系就成为一个平衡力系,其中心惯性主轴与旋转轴重合,在一定的精度范围内,对于任何转速这个平衡力系都是保持平衡的?当转子出现质心偏离时,需要寻找系统的平衡,找平衡的方法文章介绍转子转动状态下加重和去重方法,在使用动平衡机进行转动时,通过测振仪测出转子不平衡的相位和振幅,然后确定加重(或去重)的位置和大小?在反复进行测试后,采取加重去重操作,达到不平衡力变小,最后消灭不平衡力,直至理想状态? 2.2?动平衡试验机简介 动平衡试验机按照支撑的方式可分为软支撑平衡机和硬支撑平衡机两种,软支撑平衡机是指平衡机的转速普遍高于转子支撑系统固有频率的动平衡机,通常适用于轻小转子,工作转速较高的平衡试验,也叫做测位移式动平衡机；硬支撑平衡机则是指平衡机转子转速低于转子支撑系统固有频率的动平衡机,常用于转子偏大,速度偏低的平衡测试,也叫做测力式平衡机?硬支撑平衡机来的测试原理是:质心偏离的转子转动时给支撑一个动载荷,从而造成了支撑的振动,且支撑的振动频率与转子转速一致,振幅和相位也与转子的不平衡量成比例关系,通过转子支撑的状态判断转子的不平衡状态?硬支撑动平衡机与软支撑动平衡机相比,具有精度较高?结构坚固?适用范围较广的优点?文章试验使用的是H40U 型动平衡机就是硬支撑动平衡机?该动平衡机测量最大转子直径为 1600mm,最大转子质量为 2000kg,最高测量转速1250rpm? 2.3?电机转子平衡试验 试验对象:以 160KW 的电动机转子为研究对象,其重量 230kg,转子总长 1295mm,额定转速2980rpm,两轴承间距是990mm?试验步骤:(1)接通电源后电测箱自动自检；(2)输入电机转子参数数据,其中 L1 240,L2 280,L3 470,D/2 150,(如图 1 所示)去重方式；测量转速 500rpm；要求定标试重 20g,定标相位 0°；(3)启动平衡机,从 0 转达到转速 500rpm 在正常运转保持相对稳定后,停车,记录初始的数据 R1；(4)在左端定标相位0°适当处,加试重20g；(5)重启动动平衡机,达到 500rpm 转速状态时保持相对稳定后停车,记录当前状态下的数据 R2；(6)去掉左端加试重,在右端定相位 0°适当处,加试重 20g；(7) 重启动动平衡机使其达到转速500rpm 保持这转速状态相对稳定后停车,记录此时数据 R3；(8)试验结束?(9)对该电机转子的试验数据与理论计算允许不平衡量数值进行比较,如果数值在允许不平衡残余数据范围内,符合标准要求就停止动平衡试验,如果不符合要求就要去重后,重新做(3)-(7)步骤,直至电机转子数值达标准允许不平衡残余数值内,试验结束? 3?试验对比分析

转子的动平衡实验(1)

转子的动平衡实验 一、实验目的 1.掌握刚性转子动平衡的试验方法； 2.初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点； 3.了解动平衡精度的基本概念； 二、实验设备和工具 1.YYQ—300型硬支承动平衡试验机 2.转子试件 3.平衡配重 4.天平 5.胶带等 三、实验原理 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，参见实物。 该试验机是硬支承平衡机。 根据刚性转子的动平衡原理，一个动不平衡的刚性转子总可以在与旋转轴线垂直而不与转子相重合的二个校正平面上减去或加上适当的质量来达到动平衡目的。为了精确、方便、迅速地测量转子的动不平衡，通常把力这一非电量的检测转换成电量的检测，本机用压电式力传感作为换能器，由于传感器是装在支承轴承处，故测量平面即位于支承平面上，但转子的二个校正平面，根据各种转子的不同要求（如形状，校正手段等），一般选择在轴承以外的各个不同位置上，所以有必要把支承处测量到的不平衡力信号换算到二个校正平面上去，这可以利用静力学原理来实现。 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。 校正平面上不平衡量的计算： 转子其形状和装载方式如图示： FL FR 图中 F L ,F R: 左，右支承轴承上承受的动压力 f L , f R : 左，右校正平面上不平衡质量的离心力 m L, m R : 左，右校正平面上的不平衡质量 a, c : 左，右校正平面至左，右支承间的距离 b : 左，右校正平面之间距离 r1 r2 : 左，右校正平面的校正半径

刚性转子平衡

本文主要介绍回转体动、静平衡相关的知识，主要内容包括机械平衡的概述、刚性转子的平衡原理（图解法）、刚性转子的动静平衡试验及转子平衡机等内容。限于篇幅限制及水平有限，难免有不当之处，如有发现作者将及时修改规范。 机械平衡的概述 机械平衡的目的、分类及方法 1.目的：机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。 （1）在构件运动副中引起附加动压力。 （2）加剧运动副磨损，降低机械效率。 （3）降低构件有效承载能力，缩短寿命。 （4）引起机器及基础产生强迫振动，影响机械工作质量。 （5）当震动频率接近系统的共振范围时，将会波及到周围的设备及厂房建筑。 对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。 2.分类： 1).转子平衡 转子平衡问题：绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性力矩的平衡问题。 刚性转子的平衡问题：转子转速低于一阶临界转速，挠曲线变形忽略 挠性转子的平衡问题：转子转速高于一阶临界转速，其旋转轴线的挠曲线的变形不能忽略。 2)．机构平衡 机构的平衡问题：对整个机构而言，所有构件的惯性力和惯性力矩，可以合成为通过机构总重心的总惯性力和总惯性力矩。它们可被部分或完全地平衡。有关它们的平衡问题即为机构的平衡问题。 机构的平衡：为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如内燃机曲柄连杆机构等的平衡。 3.研究机械平衡的方法 计算法： 图解法与解析法。图解法简单方便；解析法计算结果准确，它们皆用在各不平衡质量大小及质心位臵已知的情况下。 试验法则适用于各平衡质量大小及质心位臵未知的情况下或虽经计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。 转子平衡的分类 1.概念：由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因，均会引起偏心(质心偏离形心)。由于偏心将导致转子运转时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡。 2.分类：根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静平衡和动平衡。 1)．静平衡 在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是

动平衡机操作规程

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

刚性转子动平衡实验

实验二 刚性转子动平衡实验 一、实验目的和要求 （1）巩固和验证回转构件动平衡的基本概念； （2）掌握刚性转子动平衡试验的基本原理和操作方法。 二、主要仪器设备 JPH-A 型动平衡试验台 三、实验原理 转子动平衡的力学条件 由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等因素，转子存在不平衡质量。因此当转子旋转后就会产生离心惯性力组成一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件 为了使转子获得动平衡，首先选定两个回转平面Ⅰ及Ⅱ作为平衡基面。再将各离心惯性力分解到平衡基面Ⅰ及Ⅱ内。这样就把空间力系的平衡问题转化为两个平面汇交力系的平衡问题。在基面上加一平衡质量，使两平衡面内的惯性力之和分别为零，这样转子便可得以动平衡。 四、实验步骤 （1）将试件右端圆盘上装上待平衡质量，加强不平衡性，将平衡块装在同一个区域内，打破平衡。 （2）开启电源，转动调速旋钮，使实验转速定在300转左右，待摆架振动稳定后，记下振幅大小y ， 停机。 （3）在补偿盘的槽内距轴心最远处加上适当的平衡质量，开机后摇动手柄观察百分表振幅变化，记下最小振幅大小1y ，停机。 （4）由振幅 1y 大小进行判断是否继续增加质量块，如需要则重复步骤3，如不需要则进入步骤5。 （5）转动试件使补偿盘上的平衡块转到最高位置，取下平衡块安装到试件的平衡面中相应的最高位 置。然后开机并记下振幅大小' 1y 。

（6）停机后，由振幅' 1y 大小进行判断是否继续补偿平衡，如需要则按重复步骤3，如不需要则进入 步骤7。 （7）开机让试件自由转动，若振幅很小则表示平衡工作结束，如果还存在一些微小振幅，适当调节平衡块的相位，直至百分表的振幅为0.01-0.02mm ，记下振幅大小0 y 。 五、实验数据记录及分析 六、质疑或建议 实验时只是平衡一个基面，如果要继续平衡另一个基面，是不是要把整个试件拆下来，然后改换另外一侧重新装上去吗？此过程需要注意哪些问题？

带传动-刚性转子动平衡实验报告

带传动、刚性转子动平衡实验报告 2012年

带传动实验报告 专业及班级： 姓名： 第次实验 实验成绩 同组人姓名： 日期： 一、实验目的 （1）、了解带传动实验台的基本结构与设计原理； （2）、观察带传动的弹性滑动与打滑现象； （3）、了解带传动在不同皮带在不同间距、不同转速下的负载与滑差率、负载与传动效率之间的关系；绘制滑动率曲线及效率曲线； （4）、掌握应用计算机测试分析软件。 二、实验原理 当预紧力一定时，主动电机的皮带轮和从动电机的皮带轮与皮带的摩擦力足够可以使主动皮带轮与从动皮带轮的速度保持一致。这时，从主V V =。这时，皮带的滑差率0%1001 2 1=?-= V V V ε。当主动轮与皮带轮直径相等时0%1001 2 1=?-= n n n ε。当我们让发电机负载即让灯泡消耗电能时，发电机因消耗了电能故其主轴开始变慢，而主动轮还是初始的速度运转，故皮带开始打滑。当我们的负载越大发电机主轴转速就越慢，皮带打滑就越大。皮带相对发电机作绝对打滑的过程中，因为皮带据有弹性，且主电动机是可以活动的，故皮带相对电动机皮带轮就开始弹性打滑。实事上皮带在打滑过程中始终都保持了弹性打 滑，皮带在打滑的过程中，功率将在传动中损耗：功率n M N ?=π 30 ，故效率 %1002 21 1???= N M n M η，而111L F M ?=（1F 为压力传感器传感力读数，1L 这里等于 100），222L F M ?=（2F 为压力传感器传感力读数，2L 这里等于100），故效率 %1002 221 11?????= ωωηL F L F 。

实验主要技术参数 (1) 直流电机功率：2台×375W (2) 主动电机调速范围： 0~1500转/分 (3) 带轮直径：D 1=D 2=120mm (4) 负载变动范围：0-375W （有级） (5) 实验台尺寸：长×宽×高=640×650×420 (6) 电源：220V 交流 三、实验数据 计算依据：%100112 211221 2???=??== n M n M M M P P ωωη，%100121?-=n n n ε 参数 序号 n 1(r/min) n 2(r/min) ε(%) M 1(Nm) M 2(Nm) η(%) 1 1011 1011 2.5 2 1007 829 17.7 5.8 0.8 11.35 3 1005 672 33.1 9.1 2.5 18.36 4 1003 314 68.7 13.3 4.1 9.6 5 5 1003 200 80.1 17.5 5.8 6.61 6 1003 148 85.2 21.6 7.5 5.12 7 1003 133 86.7 25. 8 9.1 4.68 8 1004 122 87.8 28.3 10.0 4.2 9 9 1003 114 88.6 30.8 10.8 3.99 10 1004 100 90.0 36.6 13.3 3.62 11 1003 96 90.4 41.6 15 3.45 12 1003 87 91.3 50.8 19.1 3.26 四、实验数据分析及曲线(理论曲线与实验曲线) 横坐标为有效拉力e F ,2 2 2D M F e = ..1202mm D =如图1所示，带传动的滑动（曲线1）随着带的有效拉力F 的增大而增大，表示这种关系的曲线称为滑动曲线。当有效拉力F 小于临界点F '点时，滑动率与有效拉力F 成线性关系，带处于弹性滑动工作状态；当有效拉力F 超过临界点F '点以后，滑动率急剧上升，带处于弹性滑动与打滑同时存在的工作状态。当有效拉力等于F max 时，滑动率近于直线上

实验二 刚性转子动平衡测试与分析

实验三 刚性转子动平衡测试与分析（试行） 一、实验目的 1.掌握刚性转子动平衡设计的原理和方法； 2.掌握在动平衡机上对刚性转子进行动平衡的原理和方法。 二、实验预习内容 1. 预习与动平衡相关的知识；掌握动平衡设计的原理和方法；了解动平衡机的结构、工作原理和使用方法；了解动平衡实验的原理和方法。 2. 动平衡设计原理 在转子的设计阶段，尤其在设计高速转子及精密转子结构时，必须进行平衡计算，以检查惯性力和惯性力矩是否平衡。若不平衡则需要在结构上采取措施，以消除不平衡惯性力的影响，这一过程称为转子的平衡设计。转子的平衡设计分为静平衡设计和动平衡设计，静平衡设计指对于径宽比5/≥b D 的盘状转子，近似认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响；动平衡设计指径宽比5/