第11讲 转子动平衡(1)

转子现场动平衡实验

实验一 转子现场动平衡实验 实验目的 通过本实验了解动平衡实验的基本方法 1. 实验原理 在实际工作过程中人们通常用单面加重三元作图法进行叶轮、转子等设备的现场动平衡，以消除过大的振动超差。这一方法的优点是设备简单——只需一块测振表。但缺点是作图分析的过程复杂，不易被掌握，而且容易出现错误。为此，我们在这里提出了一种简单易行的方法——单面现场动平衡的三点加重法。 假设在假设转子上有一不平衡量m ，所处角度为α，用分量m x 、m y 表示不平衡量。 m x =mcos α m y =msin α 为了确定不平衡量m 的大小和位置α，启动转子在工作转速下旋转，用测振设备在一固定点测试振动振速，设振速为V 0，则存在下列关系 式中Ｋ为比例系数 图42.1 三点加重法示意图 在P 1(α=0 )点加试重M ，启动转子到工作转速，测得振动振速V 1，有如下关系： 用同样的方式分别在P 2(α=120o )和P 3(α=240 o )点加试重M ，并测得振动值V 2 ，V 3， 有如下关系： 2 2V m m K y x =+ x ) (3P 1 2 2)(V m M m K y x =++222)2 3 ()21(V M m M m K y x =++- 322)2 3()21(V M m M m K y x =-+-

从以上三式推导可得： 从而可以进一步推得： 即由m x ，m y 计算不平衡质量m 和位置α。 2. 实验仪器和设备 1. 计算机 n 台 2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 1套 3. 速度传感器（CD-21） 1套 4. 蓝津数据采集仪（DRDAQ-EPP2） 1台 5. 开关电源（DRDY-A ） 1套 6. 5芯-BNC 转接线 1条 7. 转子实验台（DRZZS-A ） 1 套 3. 实验步骤及内容 1. 转子动平衡实验结构如图4 2.2所示，将速度传感器通过配套的磁座吸附在转子实 验台底座上，然后通过一根带五芯航空插头-BNC 转接电缆和对应通道连接。图42.5是本实验的信号处理流程框图。 图42.2 转子动平衡实验结构示意图 2. 启动服务器，运行DRVI 主程序，点击DRVI 快捷工具条上的“联机注册”图标， 选择其中的“DRVI 采集仪主卡检测”进行服务器和数据采集仪之间的注册。在实验目录中选择“转子现场动平衡”实验。将参考的实验脚本文件读入DRVI 软件平台，如图42.3所示 3. 在转子实验台的配重盘上选取一个位置（比如贴反光纸的位置）作为初始位置（即 P 1点），然后用转子实验台附件中的螺钉，任意选取一个位置加上，作为不平衡重。 4. 启动转子/振动实验台到稳定转速，点击“数据采集开始”按钮，再点击“获取初 始振动数据”按钮，获取初始振动数据，然后停止运行转子实验台。 ) (3212 12/)(3/)3(23222 220212202322212V V MK m M MK V V m M V V V V K y x -= --=-++=) /(12 2x y y x m m tg a m m m -=+ =

回转体的动平衡实验实验指导书样本

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 图 1 硬支承动平衡机三、 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。 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 ?????==∑∑00M F 或 ?????==∑ ∑00B A M M ( 1)

机械原理实验室方案方案----上海顶邦教育设备制造有限公司

机械原理实验室方案 目前职业教育所培养出的人才最大的特点就是专门性强,专业性差。虽然可以适应社会的发展,但是对社会的发展起不到很好的推动作用,这也是企业在招聘人才时存在的最大问题。要解决这一现象,职业教育的人才培养思路最好贴近于基础扎实、实践能力强、综合素质高。 机械原理课程是机电类各专业中研究机械共性问题的主干课程,属专业基础课。它的任务是使学生掌握常用机构的工作原理、基本理论并初步具有分析和设计机械零件的能力。其专业覆盖面约占工科专业的80%,在培养和增强学生对机械技术工作的适应能力方面具有举足轻重的作用。 机械原理课程实验课是机械原理课中重要的实践环节。以前的机械原理课程实验大多是验证性的试验,只偏重于一些几何参数、运动参数、动力参数的测定和分析。这些实验对学生掌握课堂中所学的基本概念,加深理解一些基本原理具有显著的效果,但这些实验作为课程教学的一部分,在培养学生初步具有拟定机械运动方案,分析和设计新机构的能力,以及培养学生的创新与动手能力方面还远远不够。 提高学生理论学习融会贯通的能力,分析问题和解决问题的能力以及综合运用基本理论、基本原理的能力是课程教学的最终目标,也同我们的培养思想“基础扎实、实践能力强、综合素质高”相吻合。 机械原理实验室是机械原理系列课程：《机械原理》和《机械原理》的教学实验基地。承担机械与汽车工程系机械原理制造及自动化专业和汽车服务工程专业的教学实验课，以及机电综合实践的部分实践环节。 机械原理实验室旨在培养学生的综合设计能力、创造性设计能力及工程实践能力；打破传统的演示性、验证性、单一性的实验模式，建立新型的设计型、搭接型、综合型的实验体系；实验教学从以教师为中心转变成以学生为中心，从强调学术型转变为强调理论与实践相结合和应用型。实验室开设了机械创新设计陈列演示实验、带传动实验、机齿轮综合实验、转动平衡实验、机械系统创意组合综合实验、机构运动方案创新设计实验等。

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：

实验二机构运动简图测绘

《机械设计基础》实验指导书课程编号：02106220、02106420、02107220、02106520 课程名称：机械设计基础（A）、机械设计基础（B）、机械设计基础（C） 注：1、实验01和10可合并在一起，分两个单元进行； 2、实验03和04应根据学时和专业方向从中选择一个。 实验一机构认识实验 一、实验目的 1.初步了解《机械原理》课程所研究的各种常用机构的结构、类型、特点及应用实例。 2.增强学生对机构与机器的感性认识。 二、实验内容 陈列室展示各种常用机构的模型，通过模型的动态展示，增强学生对机构与机器的感性认识。实验教师只作简单介绍，提出问题，供学生思考，学生通过观察，增加对常用机构的结构、类型、特点的理解，培养对课程理论学习和专业方向的兴趣。 三、实验设备和工具 机构陈列室机构展柜和各种机构模型。 四、实验原理

(一)对机器的认识：通过实物模型和机构的观察，学生可以认识到：机器是由一个机构或几个机构按照一定运动要求组合而成的。所以只要掌握各种机构的运动特性，再去研究任何机器的特性就不困难了。在机械原理中，运动副是以两构件的直接接触形式的可动联接及运动特征来命名的。如：高副、低副、转动副、移动副等。 (二)平面四杆机构：平面连杆机构中结构最简单，应用最广泛的是四杆机构，四杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。 1.铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。 2.单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。 3.双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。 (三)凸轮机构：凸轮机构常用于把主动构件的连续运动，转变为从动件严格地按照预定规律的运动。只要适当设计凸轮廓线，便可以使从动件获得任意的运动规律。由于凸轮机构结构简单、紧凑，因此广泛应用于各种机械，仪器及操纵控制装置中。 凸轮机构主要有三部分组成，即：凸轮(它有特定的廓线)、从动件(它由凸轮廓线控制着)及机架。 凸轮机构的类型较多，学生在参观这部分时应了解各种凸轮的特点和结构，找出其中的共同特点。 (四)齿轮机构：齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。 1．平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。 2．相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90°。 3．交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。 在参观这部分时，学生应注意了解各种机构的传动特点，运动状况及应用范围等。 4．齿轮机构参数：齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。 在参观这部分时学生们一定要知道，什么是渐开线?渐开线是如何形成的?什么是基圆、发生线? 并注意观察基圆、发生线、渐开线三者间关系，从而得出渐开线有什么性质?

动平衡相关知识3-转子剩余不平衡量的计算方法

转子允许的剩余不平衡量的计算 东莞市元创机械是动平衡专家，为您解决电机转子动平衡难题，提供电机转子动平衡机，全自动平衡机，在这篇文章中主要向大家介绍转子允许的剩余不平衡量的计算方法，首先我们就需要先了解动平衡机的常用术语。 一、动平衡机常用术语 1.不平衡量U：转子某平面上不平衡量的量值大小，不涉及不平衡的角度位置。 它等于不平衡质量m和转子半径r的乘积。其单位是gmm或者gcm，俗称“重径积”。 2. 不平衡相位：转子某平面上的不平衡质量相对于给定极坐标的角度值。 3. 不平衡度e：转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。 在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm。 4. 初始不平衡量：平衡前转子上存在的不平衡量。 5. 许用不平衡量：为保证旋转机械正常工作所允许的转子剩余不平衡量。 该指标用不平衡度表示时，称为许用不平衡度（亦称许用不平衡率）。 6. 剩余不平衡量：平衡校正后转子上的剩余不平衡量。 7. 校正半径：校正平面上校正质量的质心到转子轴线的距离，一般用mm表示。 8. 校正平面的干扰（相互影响）：在给定转子某一校正面上不平衡量的变化引起另一校正平面上的 改变（有时称为平面分离影响） 9. 转子平衡品质：衡量转子平衡优劣程度的指标。 计算公式：G=e perω/1000 式中G－转子平衡品质，单位mm/s。从G0.4-G4000分11级。 e per－转子允许的不平衡率gmm/kg或转子质量偏心距μm。 ω－相应于转子最高工作转速的角速度＝2πn/60≈n/10，n为转子的工作转速r/min。 10. 转子单位质量的允许不平衡度（率）： e per＝(G×1000)/(n/10) 单位：gmm/kg或μm 11. 最小可达剩余不平衡量（U mar）：指平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，是衡量平衡 机最高平衡能力的性能指标。单位为gmm。 12. 不平衡量减少率（URR）：经过一次平衡修正减少的不平衡量与初始不平衡量之比值。 它是衡量平衡机效率的性能指标，以百分数表示： URR（％）＝（U1－U2）/U1＝（1－U2/U1）×100 式中：U1－初始不平衡量 U2－一次平衡修正后的剩余不平衡量 13. 校验转子：为校验平衡机性能而设计的刚性转子。 其质量、大小、尺寸均有规定，分立式和卧式两种。 立式转子质量为1.1，3.5，11，35，110 kg。 卧式转子质量为0.5，1.6，5，16，50，160，500kg。

动平衡计算

单缸发动机的平衡： 一．1.单缸发动机的旋转惯性力为：2r r P m r ω= 往复惯性力：2(cos cos2) j j P m r t t ωωλω=+ 一阶往复惯性力： 2cos j j P m r t ωω=Ⅰ 二阶往复惯性力：2cos2j j P m r t ωω=Ⅱ 一般忽略二阶往复惯性力。 对于单缸内燃机的平衡一般采用过量平衡法。 过量平衡法： 过量平衡法又称转移法，是采用在曲柄臂的配重完全平衡掉旋转质量惯性力后再加一部分平衡重，这部分平衡重用来平衡部分一阶往复惯性力。由于这部分平衡重虽然平衡掉了部分气缸中心线方向的往复惯性力，但同时也在气缸中心线的垂直方向产生了一新的惯性力，所以这种方法也叫转移法，即指将气缸中心线方向的惯性力转移到了与之垂直的方向上。 采用过量平衡法，往复惯性力在x 与y 轴方向的力为（不考虑二阶惯性力）： 22cos cos()x j j r F m r t fm r t ωωωωθ=-+ 2sin()y j r F fm r t ωωθ=-+ 其中 r j f m m = 经过一些列的数学变化，可以证明此方程为一个椭圆方程。

主轴倾角θ：发动机不平衡力F 随曲柄转角变化，在某一角度F 达到最大，该角度和X 方向的夹角定义为主轴倾角，主轴倾角表示最大惯性力方向。 对于卧式发动机机，其f 值一般控制在0.2～0.3的范围内效果最好，f 值小于0.2时，惯性力椭圆就会变得过于细长，如果发动机在车架上的安装角度稍有偏差，也会在垂直方向上产生较大的振动，这种对安装角度偏差过于敏感的f 值也不适应批量生产；若f 值大于0.3，发动机运转时就会在垂直方向产生较大的惯性力，引起垂直方向产生较大的振动，骑乘的舒适性就会就变差。要减小发动机的振动，除了控制f 外，控制θ也至关重要，θ它表明了惯性力矢端椭圆长轴与气缸中心线方向的关系。总的原则是，发动机在车架上安装好后，其曲柄连杆机构的惯性力矢端的椭圆的长轴应与水平方向接近。 j m ：往复运动的总质量 1r m ：完全平衡掉旋转惯性力后额外的平 衡质量 由于是非对称布置，1r m 与曲柄方向的之 间的夹角为r θ。

机械原理实验报告大全

机械原理实验项目 机械原理课程实验（一） 机械传动性能测试实验 一、实验目的 (1) 通过测试常见机械传动装置（如带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动等）在传递运动与动力过程中的速度、转矩、传动比、功率及机械效率等,加深对常见机械传动性能的认识与理解。 (2) 通过测试由常见机械传动组成的不同传动系统的机械参数，掌握机械传动合理布置的基本要求。 (3) 通过实验认识机械传动性能综合实验台的工作原理、提高计算机辅助实验能力。 二、实验设备 机械传动性能测试综合实验台。 三、实验内容 机械传动性能测试是一项基于基本传动单元自由组装、利用传感器获取相关信息、采用工控机控制实验对象的综合性实验。它可以测量用户自行组装的机械传动装置中的速度、转矩、传动比、功率与机械效率，具有数据采集与处理、输出结果数据与曲线等功能。 机械传动性能测试实验台的逻辑框图 变频 电机 ZJ 扭矩 传感器 ZJ 扭矩 传感器 工作载荷 扭矩测量卡 转速调节 机械传动装置 负载调节 工控机 扭矩测量卡

机械原理课程实验（二） 慧鱼机器人设计实验 一、实验目的 1）通过对慧鱼机器人、机电产品的系统运动方案的组装设计，培养学生独立确定系统运动方案设计与选型的能力。 2）利用“慧鱼模型”组装机器人模型，探索机器人各个功能的实现方法，进行机电一体化方面的训练。 二、实验设备 1）慧鱼创意组合模型包； 2）计算机一台； 3）可编程控制器、智能接口板； 4）控制软件。 三、实验内容 “慧鱼创意组合模型”是工程技术型模型，能够实现对工程技术以及机器人技术等的模拟仿真。模型是由各种可以相互拼接的零件所组成，由于模型充分体现了各种结构、动力、控制的组成因素，并设计了相应的模块，因此，可以拼装成各种各样的机器人模型，可以用于检验学生的机械结构和机械创新设计与控制的合理可行性。 慧鱼机器人实验二室 自动步行车 学生创新实验

动平衡实验.doc

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

有关转子动平衡的知识

转子的静平衡和动平衡 1、定义 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在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。 2）动平衡 在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。 2、转子平衡的选择与确定 如何选择转子的平衡方式，是一个关键问题。其选择有这样一个原则：只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，则不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静平衡要比动平衡容易做，动平衡要比静动平衡容易做，省功、省力、省费用。那么如何进行转子平衡型式的确定呢？需要从以下几个因素和依据来确定： 1）转子的几何形状、结构尺寸，特别是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值，以及转子的支撑间距等。 2）转子的工作转速。 3）有关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。 3、转子做静平衡的条件 在GB9239-88平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为："如果盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小，从而可忽略偶不平衡（动平衡），这时可用一个校正面校正不平衡即单面（静）平衡，对具体转子必须验证这些条件是否满足。在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后，就可求得最大的剩余偶不平衡量，并除以支撑距离。如果在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半，则采用单面（静）平衡就足够了?quot;从这个定义中不难看出转子只做单面（静）平衡的条件主要有三个方面：一个是转子几何形状为盘状；一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大；再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。 对以上三个条件作如下说明： 1）何谓盘状转子 主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。在API610第八版标准中规定D/b＜6时，转子只做单面平衡就可以了；D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定，但不能绝对化，因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。 2）支撑间距要大 无具体的参数规定，但与转子校正面间距b之比值≥5以上均视为支撑间距足够大。 3）转子的轴向跳动 主要指转子旋转时校正面的端面跳动，因为任何转子做平衡试都是经过精加工的，加工后已保证了转子的孔与校正面之间的行为公差，端面跳动很小。 根据上述转子做单面（静）平衡的条件，再结合有关泵方面的技术标准（如GB3215和API610第八版），只做静平衡的转子条件如下： 1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速＜1800转/分时，不论D/b＜6或D/b≥6只做静平衡即可。但是如果要求做动平衡时，必须要保证D/b＜6，否则只能做静平衡。 2）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，如果D/b≥6只做静平衡即可。但

(推荐)动平衡标准

旋转设备动平衡标准 前面已经介绍过，对于旋转设备，约一半以上的故障都与不平衡有关。因此，了解设备的残余不平衡量允许值，即动平衡标准是非常有必要的。实际上，掌握设备动平衡的要求与规范也是设备状态监测与故障诊断人员的必备知识。 由德国工程师协会制订的 VDI-20260“旋转刚体平衡状态的评价”目前已被国际上广泛采纳．并作为国际标准化组织建议标准IS01940《转子刚体的平衡质量》。该标准建立了转子的最高转速与可接受的残余不平衡之间的关系，以及各种有代表性的转子与建议的质量不平衡等级之间的关系（见表24及图6）；介绍了质量不平衡等级G（等效于一个不受约束的转子所产生的eω），因为它可用来比较机器在不同速率运转时的物理性能。标准中的G值在数字上相当于以9500r/min运转的转子用μm来表示的偏心率e。转子的质量不平衡等级或不平衡可以用一台已校准的动平衡机进行评定。 表24平衡精度等级与刚性转子组的分组

①ω＝2πn /60，当ω以rad/s，n以r/min为单位时，则ω≈1/10。 ②对于具有两个校正平面的刚性转子，对于每个平面通常采用建议的残余不平衡量的1/2；此值适用于两个任意选定的平面。轴承处的不平衡状态可加以改善，对于圆盘形转子，所有的残余不平衡量建议在一个平面。 注：

1.低速柴油机通常是指活塞速度小于9m/s的机器，而高速柴油机则为活塞速度大于9m/s的 机器。 2.曲轴传动装置是一个组件．它包括曲轴、飞轮、离合器、带轮、振动阻尼器、连杆的旋转 部分等，因此，对于发动机，转子质量是指上述部件质量之和。 动平衡量等于1.5x平衡等级X棍体重量X棍子直径/设计车速 国标：10000X平衡等级X实际重量/半径/实际转速等于平衡重量 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

第09章 动平衡计算

9.1 动平衡机理概述 众所周知，不平衡是旋转机械最常见的振动原因，并且其它一些故障，如不对中和碰摩等，也可以通过改善机组的平衡状态而予以减轻或消除，因此现场找平衡就成为消除机组振动的重要措施之一。 由振动理论知，振动的振幅不仅正比于静不平衡的离心力Meω2，而且还与动力放大因子R有关。动力放大因子R是转子转速的单值函数，转速确定后，R 的值也将确定。滞后角φ表明振动的幅值滞后于不平衡激励力Meω2的角度，并且随转速的改变而改变，当转速确定后，滞后角也为定值。因此，只要系统符合线性假设，即物性参数（如支撑刚度，阻尼等）和特性参数（如固有频率和阻尼率等）不因振动大小而发生改变，则相同转速下轴承的振动正比于转子不平衡质量的大小，并且振动滞后于不平衡离心力的相位也为定值，这就是转子平衡的理论基础。 平衡是通过检测和调整转子的质量分布，即在转子的适当位置上加上或减去一定大小的质量（称为校正质量或配重），来减小转子的惯性主轴与旋转轴线的偏离，使机组的振动降到允许范围内。平衡的作用是减少转子的挠曲，减低机组的振动并减少轴承及基础的动反力，保证机组安全，平稳，可靠地运行。 9.2 动平衡软件使用说明 平衡计算模块为一通用的平衡 软件(图9.2-1)，系统提供了最小二 乘法影响系数计算、最小二乘法影 响系数动平衡、谐分量法影响系数 计算、谐分量法影响系数动平衡、 三点定位定量法动平衡、矢量加 减运算和估算剩余振动等多种功 能，可以迅速方便地找出最佳的合 理配重。它可以对多平衡面、多测 振点同时进行平衡。图9.2-1

影响系数法只有当知道影响系数后才能使用，由于各机组实际情况不同，各机组的影响系数也大不相同。它一般由技术人员根据经验得到的或通过多次试重得到。 最小二乘法影响系数计算模块通过试重可以自动计算出机组的最小二乘法影响系数。 进入最小二乘法影响系数计算模块后，选择对应的加重面和测振点(图9.2-2)后进入图9.2-3所示的对话框。用户必须输入各测振点原始振动的振幅和相位(由于本软件为通用软件，故用户可以从前面的信号分析中得到一倍频振幅和相位，并人工输入)、试重后振动的振幅和相位以及试加重量的大小和角度，然后击一下计算按钮，即可得到计算结果，即该加重面对各测振点的最小二乘法影响系数。试加重量的大小可以根据经验或同型机组的统计结果确定，没有把握可以取小一些。 图 9.2-2 图9.2-3

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

动平衡试验思考题参考答案

自己看个一遍再抄，挑着抄，之前都预习过，只要把数据整理下，然后思考题写上，再把实验遇到的困难与总结写下就可以了，4/4晚上我来收！ 第一题： 1、当试件作旋转运动的零部件时，例如各种传动轴、主轴、风机、水泵叶轮、刀具、电动机和汽轮机的转子等，统称为回转体。在理想的情况下回转体旋转与不旋转时，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。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、转子动平衡和静平衡的区别： 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在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。 2）动平衡：在转子两个及以上校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双 面平衡。 3、转子平衡的选择与确定 1）如何选择转子的平衡方式，是一个关键问题。通常以试件的直径D与两校正面的距离b，即当D/b≥5时，试件只需做静平衡，相反，就必需做动平衡。 2）然而据使用要求，只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，就不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静 平衡比动平衡容易做，省功、省力、省费用。 第二题： 主要原因是因为偏重太大会产生强大的离心惯性力..将在构件运动副中引起附加动压力,使机械效率,工作精度和可靠性下降,加速零件的损坏.当惯性力的大小和方向呈周期性变化时,机械将产生振动和噪音.因此,特别是在高速,重载,精密机械中,,必须对转子进行平衡以尽可能减少偏重... 第三题： 造成转子不平衡的因素很多，例如：转子材质的不均匀性，联轴器的不平衡、键槽不对称，转子加工误差，转子在运动过程中产生的腐蚀、磨损及热变形等。

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。

机械动平衡

机械动平衡 一、实验目的 1.了解转子不平衡的危害。 2.巩固转子动平衡的理论知识。 3.掌握动平衡机的基本工作原理及动平衡机进行刚性转子动平衡的方法。 二、实验设备 实验设备为DPH－I型智能动平衡机，如图6-1所示，测试系统由计算机、数据采集器、高灵敏度有源压电力传感器和光电相位传感器等组成。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。 图 6-1 DPH－I型智能动平衡机结构简图 计算机通过采集器采集此三路信号，由虚拟仪器进行前置处理，跟踪滤波，幅度调整，相关处理，FFT变换，校正面之间的分离解算，最小二乘加权处理等。最终算出左右两面的不平衡量（g），校正角（°），以及实测转速（r/min）。 DPH－I型智能动平衡机有关内容简介见附录Ⅲ。 三、实验原理 由于转子结构不对称、材质不均匀或制造和安装不准确等原因，有可能会造成转子的质心偏离回转轴线。当其转动时，会产生离心惯性力。惯性力将在构件运动副中引起附加动压力，使机械效率、工作精度和可靠性下降，加速零件的损坏。当惯性力的大小和方向呈周期性变化时，机械将产生振动和噪音。因此，在高速、重载、精密机械中，为了消除或减少惯性力的不良影响，必须对转子进行平衡。 转子平衡问题可分为静平衡和动平衡两类。 对于轴向尺寸b 与径向尺寸D 的比值b/D ≤ 0.2，即轴向尺寸相对很小的回转构件（如砂轮、叶轮、飞轮等），常常可以认为不平衡质量近似的分布在同一回转平面内。因此只要在这个一回转面内加上或减去一定的质量，便可使转子达到静平衡。 当转子的b/D≥0.2（如电机转子、机床主轴等），或工作转速超过1000 r/min时，应考虑

机械原理实验指导书(1)

机械原理实验指导书 机械工程教研室 2013年3月

目录 实验一机构认知实验 (1) 实验二机构运动简图测绘与分析实验 (2) 实验三渐开线齿轮范成原理实验 (5) 实验四渐开线齿轮参数测量实验 (8) 实验五刚性转子动平衡实验 (14) 实验六机械运转速度波动及调节实验 (20)

实验一机构认知实验 一、目的 通过观察典型机构运动的演示，建立对机器和机构的感性认识。了解常用机构的名称组成结构的基本特点及运动形式，为今后深入学习机械原理提供直观的印象。 二、设备 1 ．机构示教柜，机械零件陈列柜。 2 ．各种典型的机构、机器（如缝纫机、动平衡机、简易冲床、颚式破碎机、内燃机模型、油泵模型等等）。 三、实验要求 1 ．观察各种连杆机构的组成结构，运动构件上点的运动轨迹，各种运动副之异同，这些机构之间内在联系。哪些是基本形式，哪些是基本形式演变而成的机构。 2 ．观察各种凸轮机构的原动件和从动件的结构特点及运动不同形式，哪些是平面凸轮，哪些是空间凸轮。 3 ．观察各种间歇机构的原动件和从动件的运动情况，哪些是平面机构，哪些是空间机构。 4 ．了解各种机构的名称及其运动情况。 四、思考与讨论题 1 ．观察连杆机构陈列柜，思考与讨论下列问题： 1 ）你所看到的平面连杆机构由哪些基本构件所组成？何谓曲柄、摇杆、连杆、基架？ 2 ）组成平面四杆机构的运动副有什么共同特点？你能说出它们的类型和名称吗？ 3 ）平面四杆机构有哪些基本类型？有哪些演变形式？你能说出它们的演变途径吗？ 4 ）观察连杆上某些点的运动轨迹，何谓连杆曲线？你看到了哪些典型的连杆曲线？ 2 ．观察凸轮机构陈列柜： 1 ）凸轮机构由哪些构件组成，其中的运动副与连杆机构相比有和异同。 2 ）分别从凸轮的结构特点，从动件的运动形式，凸轮与从动件的锁合形式的区别， 你能说出凸轮机构有哪些类型，它们分别叫什么名称吗？ 3 ）通过观察，你能确立直动从动件的最大升距和摆动从动件的最大摆角吗？ 3 ．观察间歇运动机构陈列柜，试说明： 1 ）该柜中各机构中从动件的运动与连杆机构，凸轮机构相比有何不同之处？ 2 ）你能说出几种间歇机构的类型、名称吗？