动平衡培训教材.
技能培训课件之动平衡和静平衡 (一)
技能培训课件之动平衡和静平衡 (一)技能培训课件之动平衡和静平衡动平衡和静平衡是机械设计领域中最为基础的概念之一，涉及到机械系统内部各种部件的运动状态分析及其受力和力矩分析。
掌握动平衡和静平衡的理论和应用不仅对于机械设计工程师及机械相关专业的同学们非常重要，还与我们日常生活密不可分。
本文将重点介绍动平衡和静平衡的概念、原理及其应用。
一、动平衡动平衡指的是机器在运转过程中由于惯性力和离心力所导致的不平衡现象。
当机器发生不平衡现象时，其产生的振动和噪声会对机器系统的运行造成极大影响，且不平衡状态下机器的寿命也会大大缩短。
动平衡的目的是使机器在高速旋转时达到平衡状态，消除由于机器内部不平衡所产生的振动和噪声，确保机器的顺畅运行。
动平衡通常通过增加或者减少旋转体质量的方法来实现，也可通过重新分布旋转体质心的位置来实现平衡。
二、静平衡静平衡指的是机械系统内部部件在静止状态下的平衡状态。
当一个机械系统处于静止状态时，其内部各种部件的质量分布和连接方式将对其平衡状态产生影响，因此需要进行静平衡分析。
静平衡的目的是保证机械系统内部各种部件在静止状态下的平衡，防止因为静不平衡给机械系统带来位移和弯曲，从而保证机械系统的正常运转。
静平衡通常通过调整内部各种部件的质量分布和连接方式，来实现静止状态下的平衡状态。
三、动平衡和静平衡的应用动平衡和静平衡的应用非常广泛，涉及到各个领域如航空、汽车、高速列车、制造业等，以下列举一些实际应用场景：1.汽车轮胎动平衡：汽车前轮绕其轴线旋转会因为轮重分布的不平衡而产生振动。
汽车轮胎动平衡通过增加或者减少轮胎内的质量，使轮胎达到平衡状态，消除振动和噪音，从而提高车辆行驶的安全性和舒适度。
2.飞机引擎动平衡：飞机引擎转动时，受力平衡不良会导致机体连带产生振动，可能会对飞机的安全造成威胁。
因此需要对飞机的引擎进行动平衡测试，通过调整各个部件的重量分布确保稳定的机身。
3.制造业生产中的静平衡：在制造过程中需要对量产的机械部件进行静平衡测试，确保各个部件的平衡状态达到标准要求，从而保证生产的机械产品质量可控。
动平衡培训
机械中由于回转件的结构不对称、制造不准确、或材质 不均匀等原因，使其质心偏离回转轴线，当回转件等速回转 时，产生的离心惯性力为 F=m rω2 （N） 式中，m为回转件的质量（Kg）；r为质心到回转轴线的径 向距离，称向径（m）；ω为回转件的等角速度（rad/s）。 可见，离心惯性力的大小与回转件的角速度的平方成正比， 因此在高速机械中，回转件的平衡问题很重要。 一、静平衡 如图1所示的回转件，当直径D与长度L的比值D/L≥5， 也就是外形较薄的圆盘状回转件，可以认为它们的质量分布 在同一回转平面内。这类回转件的平衡属于静平衡问题。 图1所示的回转件，各不平衡质量m1、m2、m3分布在同 一回转平面内，它们的向径分别为r1、r2、r3。当回转件以等 角速度ω回转时，各质量所产生的离心惯性力分别为 F1=m1r1ω2 F2=m2r2ω2 F3=m3r3ω2 这些离心惯性力构成平面汇交力系。若该力系的合力不 为零，则处于静不平衡状态。欲使其平衡，只要在此平面内 加上一个质量，使其产生的离心惯性力与原来不平衡质量产 生的离心惯性力之和为零，构成平衡力系，即此回转件达到 静平衡状态。其平衡条件为 Fb+F1+F2+F3=0 或mbrb+m1r1+m2r2+m3r3=0 质量与向径之积称为质径积。故回转件静平衡条件为： 不平衡质量和平衡质量所产生的离心惯性力之和为零，或其 质径积之和为零。 回转件的静平衡，就是确定不平衡质量的大小和方向， 从而确定平衡质量的质径积的大小和方向。
二、动平衡 对于轴向尺寸较大的回转件D/L＜5，不能认为所有质 量都分布在垂直轴线的某一平面内，而应看作是在垂直于 轴线的相互平行=r2。虽然总质心S已处在回转轴线上,满 足了静平衡条件m1r1+m2r2=0。但由于两个不平衡质量不 在同一个回转平面内，当其回转时，离心力F1与F2形成的 惯性力偶，使其处于不平衡状态。由于这种不平衡状态只 有在回转时才能显示出来，故称为动不平衡。因此，回转 件的动平衡条件是：回转件上各个质量的离心力的向量和 等于零和离心力所形成的力偶矩的向量和也等于零。 由于回转件的动平衡，需要在两个平衡平面内进行， 所以也称为双面平衡。动平衡同时满足了静平衡的条件， 所以达到动平衡的回转件一定是静平衡的；但是达到静平 衡的回转件不一定是动平衡的。
动平衡机操作培训
動平衡機操作培訓資料
PMD製造部 PMD製造部 朱龍Βιβλιοθήκη 目录• ••
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2.3锁定测量转速 锁定测量转速
测量时实际转速未达到设定转速时不测量，转速显示成红色。有时需要临时在某 个转速下测量转子不平衡量，反复修改转速参数很麻烦，利用锁定转速功能就非 常方便了。 方法：在测量状态下，让转速稳定在某个值，按“S”键或菜单〖测量〗/〖锁定转 速〗， 转速显示值变蓝色，测量可以进行。若一直保持测量状态，系统就一直把这个临 时转速认为测量转速，只有当按过“H”键后即退出测量状态，临时转速被取消。 再次进入测量状态临时转速已无效。
•
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6.2 钻孔算法
钻孔算法，是在测量值显示同时钻孔方案。设置40#参数为2，根据钻削状况设 置50#-55#参数，参数详细说明见4.4所述。确认返回测量界面必须在去重状态 下进行测量，在测量数据显示的同时会出现钻削解算结果，如下图所示： 3*6.267mm 孔位346…（+10） 图中，第一行数据要打3个孔，每个孔深为6.627mm。第二行指示第一个孔在 346度位置，第二个孔在增加10度即356度，以后以此类推。此样例第三个孔位 366度即6度。当钻削解算仅打单个孔时第二行孔位不显示，钻孔位置就是测量显 示的角度。测量合格钻削方案不显示。 注意：钻削方案显示必须在去重方式。 注意：钻削方案显示必须在去重方式。
注意：定标时最好采用不平衡量较小的转子，可减小测量误差。 注意 ：定标时最好采用不平衡量较小的转子 ，可减小测量误差 。 注意：在定标时矢量图形都是无意义的。 注意 ： 在定标时矢量图形都是无意义的 。
动平衡培训材料教学内容
如果线断了（天啊）骑士和座椅将会以粉红 色箭头飞出而不是红色方向。
Balancing
谁知道这个游戏的设计者是怎么 计算离心力的呢？
很简单，让我们立刻做。 艾萨克先生给了我们这个基本等式： F = M.a 我们知道质量 (在地球上质量近似于重量) 什么是加速度？ 它和速度的平方和半径有关 Fc = M.V2/r
1 -什么是转子平衡 让我们先确定一些定义 ： 转子-一般指任何部分或按定义轴旋 转的合心体，也就是转动体
Balancing
继续定义..
轴－转子旋转的中心线，或将要旋转的线 轴承的轴-设计的转动轴，连接轴承中心的线 质量轴-对称分配转子质量的中心线
Balancing
继续定义..
轴－转子旋转的中心线，或将要旋转的线 轴承的轴-设计的转动轴，连接轴承中心的线 质量轴-对称分配转子质量的中心线
Balancing
第三定律 任何物体的作用力与 反作用力大小相等， 方向相反。 如果你推某物或某人时，你将会受到一个反作用力。
当你射击时一个小的弹头被加速到高速，因为枪的后座质量很 大它的加速度较低但是总的能量反作用给你是一样的。
Balancing
线性或旋转运动
直线运动是容易理解的用棒击球时，你听到啪的一声 球飞出球场，或者飞进等待的 手套。
10000.00
15000.00
20000.00
RPM
25000.00
27500.00
Balancing
刚性转子-刚性轴承里的转子旋转 轴受到的离心力等于不平衡量X速度平 度。 数学表达式 Fc= M.e.(2PI n/60)^2 注：不平衡量不随速度的改变而改变
Balancing
M agnit ude
《转子动平衡——原理、方法和标准》.pdf
3. 如果一个转子必须在一个宽广的转速范围内都
能平稳地工作，即该转子在低转速时是刚性的，
在高转速时是挠性的， 这时最好采用多平面动平
衡修正。
临界转速ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ当转子的转速达到自身产生弯曲共振时的转速，
称为临界
转速。
转子经过临界转速时， 转子产生的弯曲振型数， 取决转子 转速与转子自振频率相一致的数量。 一般来说转子的转速
占主导，一般其转频振动成份大于或等于其通频振动的
80%
以上。
不平衡力具有一定的方向性，离心力在径向基本是均匀
的，轴及支承轴承的运动轨迹近似为一个圆，然而，由于轴
承座的垂直支承刚度大于水平方向，所以正常的轴及支承轴
承的运动轨迹为椭圆，即正常情况下水平方向振动要比垂直
方向振动大 1.5 到 2 倍，若超出这个范围，可能存在其它问
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
;.
.
可以在任意二个平面内进行平衡， 使轴承的振动
降低到最小即可。
2. 如果一个挠性转子，只是在一个工作转速下工 作，但是将转子的变形量降低到最小是极其重要
的，这时最好采用多平面动平衡修正。
低于它的自振频率的 70%时，认为它是一个刚性转子， 而
高于它的自振频率的 70%时，认为它是一个挠性转子。 由
于转子的转速升高通过它的自振频率而产生弯曲或变形
时，转子的重心就会偏离转子的转子的转动中心线， 产生
新的不平衡状态。
第二章 如何识别动不平衡问题 不平衡问题的主要特征
;.
.
振动频谱典型特征：不平衡问题通常是较高的转频振动
《转子动平衡——原理、方法和标准》
技术讲课教案主讲人：罗仁波培训题目：《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，如下图），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，那么可以在任意二个平面内进行平衡，使轴承的振动降低到最小即可。
2.如果一个挠性转子，只是在一个工作转速下工作，但是将转子的变形量降低到最小是极其重要的，这时最好采用多平面动平衡修正。
转子动平衡教程六节课全【高等教育】
（参考）
高等课件
1
第一节 概 述
一、刚性转子动平衡
1、静平衡 目标：平衡静力
方法：随遇平衡法
2、动平衡 目标：平衡力与力矩
方法：动平衡机、低速平衡
工艺平衡
装配平衡
一步平衡
多步平衡
本机平衡
整机平衡
国际标准—ISO1940
3、动平衡基本要求
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1）至少两个平衡面，平衡面距离要远，并尽能靠近支点； 平衡配重半径位置要尽可能大，以便达到最大效果。
z4
特征方程为
4 k4 0
则
1,2 mik
3,4 mk
所以
s(z) c1 sin(kz) c2 cos(kz) c3sh(kz) c4ch(kz)
代入边界条件：z=0， s(0)=0， s'' (0) 0
z=l， s(l)=0， s'' (l) 0
根据假设，α(z)=常数，则有
高等课件
(z)ei (z) Ansn (z)
10
式中：An为系数，sn(z)为第n阶主振型
由运动微分方程，得到
设特解为
Dn为待定系数
代入运动方程得 方程的齐次通解为sn(z)，且有
故有 特解方程为 得到系数 故转轴的振型为
即有
质心分布示意图见图3-4所示
高等课件
12
式中
代入运动方程有
设转轴振型为
代入运动方程得 式中Sn(z)为第n阶振型函数，也是对应齐次方程解 所以有
特解为
高等课件
13
利用固有振型的正交性，得
轮胎动平衡实训指导书、评分标准、实训工单
教案首页车轮动平衡检测授课班级：汽修高职11-1班汽修中职11-1班授课时间：教学设计：1、实训准备[5分钟]1、考勤：2、工具准备：轮胎若干、汽车使用手册、气压表、轮胎深度规或游标卡尺、扭力扳手、轮胎平衡机，平衡块若干。
3、实训要求：2、实验目的[5分钟]同学们，今天我们的实训项目是：轮胎的动平衡。
有谁告诉我，做轮胎动平衡的目的是什么？参考答案：我们对能够“使用的”轮胎进行平衡调校。
鼓包了轮胎、轮毂变形了轮胎、被钉子戳破了轮胎，我们还有没有必要进行轮胎的平衡检测呢？同学们首先得搞清楚对象，别拿了一个不能使用的轮胎做动平衡，结果不能使用，或者根本就平衡不了。
怎样对一个跑偏的轮胎做动平衡呢？我们需要仪器设备，下面，我们一起来看看这台“大富”轮胎平衡机，型号DB 503：轮胎平衡机具有自动诊断和自动调校系统，能将传感器送来的电信号通过电脑运算、分析判断后显示出不平衡量及不平衡位置。
3、轮胎动平衡的操作流程[15分钟]轮胎动平衡如何操作？有7个步骤。
（教师边动手操作示范，边解说说明。
）1】检查轮胎的好坏，是否符合汽车使用的安全标准。
汽车的零部件，能不能使用，国家是有规定的。
不符合规格的，安装上去就是非法，就是谋财害命。
一旦出现交通事故，相关人员得负刑事责任。
安全，来不得半点粗心大意。
2】清除被测轮胎的上的泥土、石头和旧平衡块。
3】检查轮胎气压（使用手册里有轮胎气压的标准值）4】选用合适的锥体，固定好轮胎，并用快速螺母拧紧。
5】打开电源，测量并输入三组数据：轮辋边缘距离机箱的距离、轮胎宽度、轮胎直径。
6】按下启动键，显示不平衡量。
通过转动轮胎，找出不平衡点，并安装合适的平衡块。
7】重新进行平衡实验，直到不平衡量小于5g。
4、轮胎动平衡的注意事项[5分钟]同学们在操作的过程，可能会出些错，请大家注意：1、首先要检查轮胎，然后清除石头和旧平衡块。
这一步不能省略，它是我们做轮胎动平衡的前提。
2、装卸轮胎，一定要轻拿轻放，安装要可靠、牢固。
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航天智控（AIC）：E 时代设备管理专家
航天智控
1
公司简介
坐落于北京航空航天大学北航唯实大厦 卓越工作、研发团队，数十年从业经验， 博士、硕士比例超过70%，将教育、科研 、创新有机地结合起来，建成了功能强大 的公共研发平台和检测平台。 北航国防工业设备高效运行应用技术研究 中心为依托,有三十多年现场诊断经验。
17
三 振动分析在故障诊断中的应用
1 2
3
振动的基础知识 频谱分析的应用 设备故障的诊断
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1、振动的基础知识
振动定义：物体在平 衡位臵附近所做的往 复运动称为振动。
简谐定义: 物体在跟偏 离平衡位臵的位移大小 成正比,并且总指向平衡 位臵的回复力的作用下 的振动,叫做简谐振动。
19
简谐振动三要素
振幅(Amplitude)：偏离平衡位置的最大值，记作A。描述振动的规模。 圆频率 (Angular frequency)：描述振动的快慢，记作 ,单位为弧度/秒。 频率 f = /2 为每秒钟的振动次数，单位为次/秒(Hz)。 周期 T = 1/f = 2/ 为每振动一次所需的时间，单位为秒。 初相角 (Initial phase)：描述振动在起始瞬间的状态，记作。
9
调查报告指出,事故发 生的原因是甬温线温 州南站相关作业人员 在设备故障发生後,未 认真正确地履行职责, 故障处臵工作不得力, 未能及时发现故障。
2、设备故障诊断的目的
a
b 延长服役 期限和使用寿 命，降低设备 全寿命周期费 用。
c
提高设备 运行的可靠性、 安全性和有效 性，以期把故 障损失降低到 最低水平。
优点
1、机器寿命较 长。2、减少意 外停机。3、备 件库存较少。
缺点
1、意外停机 引起生产损失。 2、过剩维修 导致维修费用 增加。3、过 剩维修引起人 为维修故障。
13
预测维修体制
定义
1、减少非计划停机损失。2、维修时 间间隔可以延长。3、非必要维修减到 最少。4、备件库存最小。 有 计划地对设备作检查和测试,以确定 其健康状态。
6
B 设备故障诊断的概括
1
设备故障诊断的意义
2
3 4
设备故障诊断的目的
设备维修制度的发展 设备故障诊断的适用性与应用
7
1、设备故障诊断的意义
1985年 大同电厂1988年秦岭电厂20万 KW 发电机组断轴毁机事故。 1989年 美国挑战者号航天飞机失事。 1999年 新疆石河子东热电厂2.5万KW机组叶片 断裂28片，故障停机2个月。 2003年 美国哥伦比亚号航天飞机失事。 前苏联切尔诺贝利核电站的爆炸。
优点
缺点
1、需要初始投资。2、需学习培 训。
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4、设备故障诊断的适用性与应用
能适用的机械比例大（约90%）
对复杂的机械设备效果特别大
对劣化发展型和随机型故障的（过去预防维修无 能为力）设备效果特别大
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设备故障诊断在国内外企业的应用
日本：事故率降低75%，维修费用降低 25%-50%。 英国：对2000个大型工厂进行调查表明 ：节省费用3 亿英镑，而诊断成本为0.5亿英镑，净获利2.5 亿英镑。
自主研发AIC系列设备运行分析专家系统 （Aerospace Intelligent Control）
2
目
一 引言
录
二 设备状态监测与故障诊断 三 振动分析在故障诊断中的应用 四 AIC在各行业的解决方案
3
一、引 言
在机器上画一条线值多少钱？
美国福特公司在检查设备时，曾发现一台大型电机运转时有异 响，但毛病在哪却无法“确诊”，于是请来了斯坦门茨，斯坦门茨 仔细地听了听，敲了敲，然后在电机外壳上画了条线， 等到技工打 开电机，果然发现毛病在那里。事后福特公司爽然 地支付了1万美 元。一时间人们议论纷纷，斯坦门茨会意，便在领款单的背面写道： “画一条线值1美元，知道在哪里画值$9999。
8
避免灾难性 事故发生
温州动车事故
开往西天的列车—7.23温州动车事故
2011年7月23日晚20：35分北京到福州的 D301 与杭州到福州的D3115行至在双屿路段下岙 D3115动车遭D301动车追尾，D3115多节车厢脱 轨，四节坠桥造成40多人死亡，上百人受伤。 上演了中国高铁发展中最惨烈的一次事故。
事后维修体制
定义：设备运行到坏了在 进行维修。 优点：1、不需要安排计划。2、 对一些设备，更换比修理更便 宜。 缺点：1、意外停机引起生产损失。 2、灾难性的设备事故。3、库存备 件投资多。4、引起设备的二次损坏。
事后维修体制
12
定期维修体制
定义
按预订的时间 间隔或检修周 期对设备做维 修、调整和更 换备件。
为设备结构 修、优化设计、 合理制造及生 产过程提供数 据和信息。
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3、设备维修制度的发展
事后维修，故障维修
(Break down)
设备坏了后才去修理。
定期维修，预防维修 (Preventive)
定期地检查和大修。
预测维修，视情维修 (Predictive)
周期的监测，需要时才去维修
114Biblioteka 二、设备状态监测与故障诊断
A 状态监测与故障诊断技术的基本概念
B 状态监测和故障诊断技术的概括
C 状态监测与故障诊断技术的联系与区别
5
A 设备状态监测与诊断技术的基本概念
设备状态监测，是指用人工或专用的仪器工 具，按照规定的监测点 (设备及部位)进行间断 或连续的(周期)监测,掌握设备运行所处于的状 态(状态识别) ，有压力、流量、温 度、振动 与噪声等等 。所谓的设备诊断技术 ，是指在 设备运行中或基本不拆卸的情况下 ，根据设备 的运行状态，判断故障的部位和原因 ，并预测 设备今后的技术状态变化。
中国：按1997年我国国营工业企业有50万个，总固 定资产15000亿元，每年用于设备大修、小修 及其处理故障的费用一般占固定资产原值的 3-5%，采用诊断技术后一年的经济效益可达 数百亿元。
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C 设备状态监测与诊断技术的联系\区别
设备状态监测和诊断技术是两项既有区别又密切 联系的设备管理技术。设备状态监测和诊断技术是实 施状态维修、预知维修的重要基础。可以这么认为， 设备状态监测是状态维修的初级阶段，通俗的说，它 描述、反应的是设备运行状态的好与坏，而设备诊断 技术是状态监测后的识别和判断阶段，能够确定设备 “生病”的部位与原因。没有大量历史数据是不能保 证诊断正确性 。