转子动平衡实验指导书样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除实验三 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经过皮带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, 经过百分表5可观察振幅的大小经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( n1) 经过柔性联轴器与试件3联接; 右端为输出端( n3) 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nH=0, 则差速器为定轴轮系, 其传动比为: , ( 1) 89N3N1321107654( 2) ( 1) 1231、 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n3与试件的转速n1大小相等转向相反。

2) 当n1和nH都转动则为差动轮系, 传动比周转轮系公式计算: ; (2)蜗轮的转速nH是经过手柄摇动蜗杆7, 经蜗杆蜗轮副在大速比的减速后得到因此蜗轮的转速nH<

而在垂直方向( 绕x轴) 的抗弯刚度小, 因此垂直分力产生的力矩M=Fy·L=ω2mrcosφ·L的作用下, 使摆架产生周期性的上下振动 (摆架振幅大小)的惯性力矩为, 要使摆架不振动必须要平衡力矩M2在试件上选择圆盘作为平衡平面, 加平衡质量mp则绕x轴的惯性力矩Mp=ω2mprplpcosφp; 要使这些力矩得到平衡可根据公式( 3) 来解决 ( 4) ( 4) 式消去ω2得 ( 5) 要使( 5) 式为零必须满足 ( 6) 满足上式( 6) 的条件摆架就不振动了式中m( 质量) 和r( 矢径) 之积称为质径积, mrL称为质径矩, 称为相位角转子不平衡质量的分布是有很大的随机性, 而无法直观判断她的大小和相位因此很难公式来计算平衡量, 但可用实验的方法来解决, 其方法如下: 选补偿盘作为平衡平面, 补偿盘的转速与试件的转速大小相等但转向相反, 这时的平衡条件也可按上述方法来求得在补偿盘上加φ2φ1F2l2lpl’prpF1r1r’pm’pm2m1r2FpF’pωpωyxmp图2一个质量( 图2) , 则产生离心惯性力对x轴的力矩根据力系平衡公式( 3) 要使上式成立必须有 ( 7) 公式( 7) 与( 6) 基本是一样, 只有一个正负号不同。

从图3可进一步比较两种平衡面进行平衡的特点图3是满足平衡条件平衡质量与不平衡质量之间的相位关系图3—a为平衡平面在试件上的平衡情况, 在试件放旋转时平衡质量与不平衡质量始终在一个轴平面内, 但矢径方向相反F’pφ’pm’pr’pφ2r2m2F2m’pr’pr2φ2m2F2F2r2φ2m2φpmpFpωpωpωxyxωrpyF’pωxya) φ2=180°+ φpb) j2=180°c) j2=180°-jp’图3 图3—b)是补偿盘为平衡平面, m2和mp′在各自的旋转中只有到在 φp'=0°或180°, φ2=180°或0°时它们处在垂直轴平面内与图3—a)一样达到完全平衡其它位置时它们的相对位置关系如图3—c)所示为 φ2=180°—φp', 图3-c)这种情况, y分力矩是满足平衡条件的, 而x分力矩未满足平衡条件用补偿盘作为平衡平面来实现摆架的平衡可这样来操作在补偿盘的任何位置( 最好选择在靠近缘处) 试加一个适当的质量, 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) 这时补偿盘减速或加速转动摇动手柄同时观察百分表的振幅使其达到最小, 这时停止转动手柄停机后在原位置再加一些平衡质量, 再开机左右转动手柄如振幅已很小可认为摆架已达到平衡。

最后将调整到好的平衡质量转到最高位置, 这时的垂直轴平面就是mp′和m2同时存在的轴平面摆架平衡不等于试件平衡, 还必须把补偿盘上的平衡质量转换到试件的平衡面上, 选试件圆盘2为待平衡面, 根据平衡条件 (8)或 若取 则( 8) 式中是所加的补偿盘上平衡量质径积, 为平衡块质量, 是平衡块所处位置的半径( 有刻度指示) ; : 是平衡面至板簧的距离这些参数都是已知的, 这样就求得了在待平衡面2上应加的平衡量质径积一般情况先选择半径r求出m加到平衡面2上, 其位置在最高位置的垂直轴平面中, 本动平衡机及试件在设计时已取, 因此, 这样可取下补偿盘上平衡块( 平衡块) 直接加到待平衡面相应的位置, 这样就完成了第一步平衡工作根据力系平衡条件( 3) , 到此才完成一项, 还必须做的平衡工作, 这样才能使试件达到完全平衡第二步工作: 将试件从平衡机上取下重新安装成以圆盘2为驱动轮, 再按上述方法求出平衡面1上的平衡量( 质径积或) 这样整个平衡工作全部完成更具体的实验方法请看第四部分四、 实验方法和步骤1、 将平衡试件装到摆架的滚轮上, 把试件右端的联轴器盘与差速器轴端的联轴器盘, 用弹性柱销柔性联成一体。

装上传动皮带2、 松开摆架最右端的两对锁紧螺母,用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄, 检查动平衡机各部分转动是否正常调节摆架上面的安放在支承杆上的百分表, 使之与摆架有一定的接触, 并随时注意振幅大小3、 开启电源, 转动调速旋扭实验时的转速定在320—420转之间( 以后试验时不要再转动旋扭, 只是关总电源) 转动蜗杆, 观察百分表的振幅, 找到最佳的平衡位置厂家出厂规定, 最佳平衡状态0.01—0.03mm( 百分表1—3格) 百分表的位置以后不要再变动停机4、 打破平衡将试件右端圆盘上装上适当的待平衡质量( 四块平衡块) , 接上电源启动电机, 待摆架振动稳定后, 记录下振幅大小y0余若20丝左右( 格) ( 百分表的位置以后不要再变动) 停机5、 找平衡在补偿盘的槽内距轴心最远处加上一个适当的平衡质量( 二块平衡块) 开机后摇动手柄观察百分表振幅变化, 手柄摇到振幅最小时手柄停止摇动记录下振幅大小y1和蜗轮位置角β1( 差速器外壳上有刻度指示) , 停机 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的间隙蜗杆转动到适当位置可与蜗杆不接触, 这样才能使摆架自由地振动, 这时观察的振幅才是正确的。

摇动手柄蜗杆接触蜗轮使蜗轮转动, 这时摆动振动受阻, 反摇手柄使蜗杆脱离与蜗轮接触, 使摆架自由地振动, 再观察振幅这样间歇性地使蜗轮向前转动位和观察振幅变化, 最终找到振幅最小值的位置) 在不改变蜗轮位置情况下, 停机后, 按试件转动方向用手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( 圆盘2) 中相应的最高位置槽内6、 在补偿盘内再加一点平衡量( 1~2平衡块) 按上述方法再进行一次测试测得的振幅y2蜗轮位置β2, 若y2＜y1＜y0; β1与β2相同或略有改变, 则表示实验进行正确若y2已很小可视为已达到平衡停机、 按步骤4方法将补偿盘上的平衡块移到试件圆盘2上解开联轴器开机让试件自由转动若振幅依然很小则第一步平衡工作结束若还存在一些振幅, 可适当地调节一下平衡块的相位, 即在圆周方向左右移动一个平衡块进行微调相位和大小7、 将试件两端180°对调, 即这时圆盘2为驱动盘, 圆盘1为平衡面再按上述方法找出圆盘1上应加的平衡量这样就完成了试件的全部平衡工作思考题: 1、 何为动平衡? 哪些构件需要进行动平衡? 平衡基面如何选择? 2、 在动平衡过程中, 平衡质量及其相位是如何逐步调整的? 转子动平衡实验报告专业班级 姓名 日期 同组人 指导老师 成绩 实验数据记录表序号实验内容转速框架振幅( mm) 1试件测试2在试件右端圆盘( 2) 上装4块平衡块3在补偿盘上配2块平衡块4在补偿盘上再配2块平衡块5将试件调头, 试件测试6在试件右端圆盘( 1) 上装4块平衡块7在补偿盘上配1块平衡块8在补偿盘上配3块平衡块思考题: 1、 何为动平衡? 哪些构件需要进行动平衡? 2、 为什么在补偿盘所加的平衡质量mp, 所处位置应与试件待平衡面上不平衡质量mp位置间成180。

3、 在补偿盘上加平衡质量实现动平衡后, 要按试件转动方向用手转动试件, 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槽内, 试说明为什么要这样做? 4、 实验台是如何实现补偿盘与试件平衡面转向相反、 转速相等的? 5、 试说明转动手柄可改变补偿盘与试件圆盘之间相对相应位角的原理。