刚性转子动平衡实验报告

刚性转子动平衡实验报告

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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．实验原理
　　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（大小和方向同力系的主向量）和一个力偶（等于力系对质心的主矩）。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、（称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角、处，分别附加一块质量为、的重块（称校正质量）。如能使两质量和的离心惯性力（其大小分别为和，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在某方位的振动量和，其中和是振动位移（也可以是速度或加速度）的幅值，和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、。先在平面I上加一"试重"（试质量），其中为试重质量，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的振动量和。
　　显然，矢量及为平面I上加试重所引起的轴承振动的变化，称为试重的效果矢量。方位角为零度的单位试重的效果矢量称为影响系数。因而，我们可由下式求得影响系数。
(1)
(2)
（3）取走，在平面II上加试重，为试重质量，为试重方位角。同样测得轴承A、B的振动量和，从而求得效果矢量和（见图二c，d）及影响系数
(3)
(4)
（4）校正平面I、II上所需的校正
质量和，可通过解下列矢量方程组求得：
(5)
(6)
，为校正质量，，为校正质量的方位角。
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dynbalance。
（5）根据计算结果，在转子上安装校正质量，重新起动转子，如振动已减小到满意程度，则平衡结束，否则可重复

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上面步骤，再进行一次修正平衡。
三、实验装置
序号 名 称 数量 主要技术指标 参考型号 1转子系统 1转速：0~4000r/min
临界转速≥5000r/min 2调速器 1调速：500~4100r/min定制 3光电变换器 1位移：0.1~2000m通用型 4电涡流位移计 2频率：0~1000Hz
位移：2mm峰峰值85811 5电子天平 1200±0.01gES-200A 6微型计算机 1通用型四、实验步骤
（1）正确连接虚拟测量仪器，进入虚拟动平衡仪应用程序界面；单击▼（Hide all display windows）按钮则进入虚拟仪器连接界面。鼠标左键双击"812PG：A1 A/D"模块出现图六设置框，用左键双击"1"按钮使该按钮被按下，并用右键双击"2"按钮使该按钮被弹起，然后按下"OK"按钮回到图四状态，此时请确认"812PG：A1 A/D"模块右端显示的是0、1，此时代表系统0、1通道工作，测试的是A轴承座的振动。如要选择0、2，可采用上述操作方法按下"2"弹起"1"按钮，此时代表系统0、2通道工作，测试的是B轴承座的振动。
（2）将转速控制器转速设定为1500r/min，起动转子3至5分钟使转速保持稳定。
（3）在虚拟动平衡仪应用程序界面的状态下，用鼠标左键按下工具栏左边第一个按钮"Start"启动虚拟动平衡仪，待读数基本稳定后，记录转子原始不平衡引起左（A）轴承座振动位移的幅值和相位角。然后用鼠标左键按下工具栏左边第三个按钮"Stop"停止虚拟动平衡仪的测试工作，采用（1）中介绍的方法将"812PG：A1 A/D"模块设置为0、2通道工作，用同样的方法测量（B）轴承座振动位移的幅值和相位角。
（4）转速回零。在I平面（1号圆盘）上任选方位加一试重，记录的值（用天平测量，可取其在3～8克间）及固定的相位角（从黑带参考标记前缘算起。顺转向为正）。
（5）启动转子，重新调到平衡转速，测出I平面加重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角（和）。
（6）转速回零。拆除，在II平面（4号圆盘）上任选方位加一试重。测量记录的值及其固定方位角。
（7）转速重新调到。测出II平面加试重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角（和）。
（8）转速回零。取走，运用计算程序dynbalance ，根据程序运行过程的提示，输入上述测量记录的数据。抄录有关数据及运算结果。
（9）根据求出的校正质
量（平衡质量）、及校正质量的相位角、 ，在校正平面I、II重新加重。然后将转速重新调到，再测 …… 此处隐藏：662字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……