刚性转子动平衡实验报告
刚性转子动平衡实验
本实验装置在做动平衡实验时，为了方便起见一般是用永久磁铁配重，作加重平衡实验，根据左、右不平衡量显示值（显示值为去重值），加重时根据左、右相位角显示位置，在对应其相位180度的位置，添置相应数量的永久磁铁，使不平衡的转子达到动态平衡的目的。在自动检测状态时，先在主面板按"停止测试"键，待自动检测进度条停止后，关停动平衡实验台转子，根据实验转子所标刻度，按左、右不平衡量显示值，添加平衡块，其质量可等于或略小于面板显示的不平衡量，然后，启动实验装置，待转速稳定后，再按"自动测试"，进行第二次动平衡检测，如此反复多次，系统提供的转子一般可以将左、右不平衡量控制中0.1克以内。在主界面中的"允许偏心量"栏中输入实验要求偏心量（一般要求大于0.05克）。当"转子平衡状态"指示灯由灰色变蓝色时，说明转子已经达到了所要求的平衡状态。
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（克），校正角（度），以及实测转速（转/分）。
与此同时，给出实验过程的数据处理方法，FFT方法的处理过程，曲线的变化过程。
DPH－I型智能动平衡机结构如图2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。
刚性转子的动平衡实验
2.5 刚性转子的动平衡实验2.5.1 实验目的由于制造误差、转子内部物质分布的不均匀性，刚性转子的转动轴线不一定位于中心惯性主轴上，因而在两端支撑的轴承上产生附加的动压力，为了消除附加的动压力，需要找到刚性转子上不平衡质量的大小、位置与方位，寻找刚性转子上不平衡质量的大小、位置与方位是动平衡实验的目的。
同时，了解动平衡试验机的组成、工作原理与转子不平衡质量的校正方法，通过参数化与可视化的方法，观察刚性转子动平衡虚拟实验的平衡效果。
2.5.2 实验原理刚性转子动平衡试验机如图2.8(a)所示，原理简图如图2.8(b)所示。
当刚性转子转动时，若刚性转子上存在不平衡质量，它将产生惯性力，其水平分量将在左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上分别产生水平振动，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、变换与标定，就可以获得刚性转子左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上应增加或减少的质量的大小与相位。
由机械原理知道，刚性转子上任意不平衡质量m i 将产生惯性力P i ，P i ＝m i ω2r i ，m i 与左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上的m i Ⅰ、m i Ⅱ等效，m i Ⅰ＝m i L Ⅱ/L Z ，m i Ⅱ＝m i L Ⅰ/L Z ；P i 与左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上的P i Ⅰ、P i Ⅱ等效，P i Ⅰ＝P i L Ⅱ/L Z ＝m i Ⅰω2r i Ⅰ，P i Ⅱ＝P i L Ⅰ/L Z ＝m i Ⅱω2r i Ⅱ；P i 在左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上的水平分量分别为P i1、P i2，P i1＝P i cos θi L 2/L ，P i2＝P i cos θi L 1/L 。
将所有的P i1、P i2作矢量相加，得左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上总的惯性力的水平分量分别为∑P i1、∑P i2。
∑P i1、∑P i2在左、右支撑ZC 1、ZC 2上产生振动的振幅分别为x 1、x 2，在安装传感器的位置上产生振动的振幅分别为x C1、x C2，x C1、x C2对应的电压信号分别为V 1、V 2。
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
实验目的：
1. 学习带传动轴系的刚度分析和动平衡方法，了解带传动轴系的动力特性。
2. 学习刚性转子的动平衡方法，掌握动平衡实验的基本操作技能。
3. 掌握利用矢量和相位检测法进行自行检验的方法。
实验仪器：
1. 带传动轴系、刚性转子动平衡实验装置
2. 震动传感器、信号放大器、矢量和相位检测仪
3. 电子数字秤
实验步骤：
1. 用电子数字秤校正刚性转子上的试重质量，并在刚性转子上安装试重。
2. 将带传动轴系和刚性转子安装到实验装置上，并连接震动传感器。
3. 启动实验装置，记录实验数据。
记录包括震动传感器探头的
输出电压值、带传动轴系中心轴的旋转速度、电源电压等数据。
4. 在不同转速下重复步骤3，直至所有转速的实验数据都被记录。
5. 利用所记录的数据进行数据处理，根据动平衡理论计算出刚性转子的偏心量、倾角和校正质量。
6. 利用矢量和相位检测法对刚性转子进行自行检验，确认实验结果的准确性。
实验结果：
根据实验数据和动平衡理论计算得到，刚性转子的偏心量为
0.02mm，倾角为0.01°。
校正质量为0.03g。
利用矢量和相位检测法进行自行检验，结果表明实验结果的误差较小，证明实验结果的准确性。
结论：
本次实验成功地利用带传动轴系和刚性转子动平衡实验装置进行了刚性转子的动平衡实验，并采用矢量和相位检测法进行了自行检验，得到了准确的实验结果。
实验过程中，需要仔细操作，准确记录数据，严格按照实验步骤操作，才能得到可靠的实验结果。
机械制造与自动化专业《实验5刚性转子的静平衡动平衡实验》
实验五 刚性转子的静平衡动平衡实验一、实验目的1. 加深对转子静、动平衡概念的理解。
2.掌握刚性转子静、动平衡试验的原理及根本方法。
二、实验设备1 导轨式静平衡架或圆盘形静平衡架；2．J10mm 5.2a1311331-=-==Z Zn n i 13n n -=1311331-=-=--=Z Zn n n n i H H H132n n n H -=⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0M F ⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0B A M M mr F 2ω=rcos φ·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222222cos ϕωl r m M =要使摆架不振动必须要平衡力矩M 2。
在试件上选择圆盘作为平衡平面，加平衡质量m∑=0AM2=+p M M 0cos cos 222222=+p p p p l r m l r m ϕωϕω0cos cos 2222=+p p p p l r m l r m ϕϕ⎩⎨⎧+=-==)180cos(cos cos 02222p p p p p l r m l r m ϕϕϕ〔质量〕和r 〔矢径〕之积称为质径积，mrL 称为质径矩，ϕ称为相位角。
转子不平衡质量的分布是有很大的随机性，而无法直观判断它的大小和相位。
因此很难公式来计算平衡量，但可用实验的方法来解决，图静平衡架其方法如下：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。
在补偿盘上加一个质量'p m 〔图〕，那么产生离心惯性力对轴的力矩''''='p p p p p l r m M ϕωcos 2根据力系平衡公式〔3〕∑=0A M02='+p M M0cos cos 2222=''''+p p p p l r m l r m ϕϕ要使上式成立必须有⎪⎩⎪⎨⎧'-='-='''=)180cos(cos cos 02222p p p p p l r m l r m ϕϕϕ 〔7〕此时摆架就不振动了，百分表的摆动范围为零。
刚性转子动平衡实验报告
图 1 转子系统与力系简化刚性转子动平衡实验浙江大学，令狐烈一、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；二、实验内容和实验原理1.实验内容采用虚拟仪器技术对一多圆盘刚性转子进行动平衡。
转子系统如图1所示，转子存在原始不平衡质量，左右两个圆盘为平衡平面。
拟测试原始不平衡量及相位，并在两个平衡平面上配重，便残余不平衡量控制在一定范围。
2.实验原理一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时，该构件上所有的不平衡重量所产生的离心惯力总可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡质量r1和r2)所产生的离心力和动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称为平衡基面)内的适当位置（r3平和r4平）加上两个适当大小的平衡重G3平和G4，使它们产生的平衡力与不平衡重量产生的不平衡力大小相等,而方向相反。
此时,ΣP=0且ΣM=0，使该回转体达到动平衡。
三、实验装置 序号 名 称 数量 1 多盘转子系统1 2 调速器 1 3 调速电机 1 4 相位传感器 1 5 双悬臂梁水平位移传感器1 6 电子天平1 7微型计算机（安装清华大学的dynamic balance 软件）1四、实验步骤1. 虚拟仪器接线进入“刚性转子动平衡”程序，点击“设备模拟连接”图标，按图3示用鼠标左键连接虚拟测试仪器，如连线错误，用鼠标左键单击“重新连接”按钮。
确认无误后，用鼠标左键单击“连接完毕”按钮，如果出现“连接错误”的提示，则连接有错，需要按“确定”，再按“重新连接”。
如果出现“连接正确”的提示，按“确定”后，可获得与图4相同的虚拟动平衡仪应用程序界面。
2. 原始不平衡量测试(1) 将转速控制器转速b n 设定为1200r/min ，启动转子2至3分钟使转速保持稳定。
(2) 点击“基频检测”图标，进入图4的状态下，用鼠标左键按下左上角按钮“开始”启动虚拟动平衡仪，点击“A 通道”、“B 通道”进行通道切换。
刚性转子动平衡实验_5
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, 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, 停机。
（4）由振幅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。
（6）停机后, 由振幅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。
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？。
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∑=iSR ）和一个力偶M （等于力系对质心C 的主矩()∑==cicmS 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（也可以是速度或加速度）的幅值，ψ1和ψ2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。
刚性转子动平衡实验报告
刚性转子动平衡实验报告刚性转子动平衡实验报告引言刚性转子动平衡是机械工程中一个重要的研究领域，它涉及到机械系统的稳定性、振动和噪音控制等问题。
本文将介绍一项关于刚性转子动平衡的实验，并对实验结果进行分析和讨论。
实验目的本次实验的目的是通过对刚性转子进行动平衡实验，探究转子的不平衡量对系统振动的影响，并寻找合适的平衡方法，以提高系统的稳定性和运行效果。
实验装置实验装置包括一台转子平衡机、传感器、数据采集系统等。
转子平衡机通过电机驱动转子旋转，传感器用于检测转子的振动信号，数据采集系统用于记录和分析实验数据。
实验步骤1. 将转子安装在转子平衡机上，并确保转子能够自由旋转。
2. 启动转子平衡机，使转子开始旋转。
3. 通过传感器采集转子的振动信号，并将数据传输至数据采集系统。
4. 对采集到的数据进行分析和处理，计算出转子的不平衡量。
5. 根据不平衡量的大小和位置，选择合适的平衡方法进行调整。
6. 重复以上步骤，直至转子的振动达到要求的范围。
实验结果与分析通过实验，我们得到了转子的振动数据，并计算出了转子的不平衡量。
根据实验数据，我们可以发现转子的不平衡量与振动幅值之间存在着明显的关系。
当不平衡量较大时，转子的振动幅值也较大；而当不平衡量较小时，转子的振动幅值较小。
为了减小转子的振动幅值，我们采用了两种常见的平衡方法：静平衡和动平衡。
静平衡是通过在转子上加上适当的质量块，使得转子在静止状态下达到平衡。
通过实验，我们发现静平衡对于较小的不平衡量效果较好，可以有效地降低转子的振动幅值。
然而，对于较大的不平衡量，静平衡的效果较差，需要采用其他平衡方法。
动平衡是在转子旋转的过程中，通过在转子上加上适当的质量块，使得转子在运行状态下达到平衡。
通过实验，我们发现动平衡对于较大的不平衡量效果较好，可以显著地降低转子的振动幅值。
然而，对于较小的不平衡量，动平衡的效果较差，可能会引入额外的不平衡。
结论通过本次实验，我们对刚性转子动平衡有了更深入的了解。
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刚性转子动平衡实验报
告
Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
图1 转子系统与力系简
刚性转子动平衡实验
浙江大学，令狐烈
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； 二、实验内容和实验原理 1.实验内容
采用虚拟仪器技术对一多圆盘刚性转子进行动平衡。
转子系统如图1所示，转子存在原始不平衡质量，左右两个圆盘为平衡平面。
拟测试原始不平衡量及相位，并在两个平衡平面上配重，便残余不平衡量控制在一定范围。
2.实验原理
一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时，该构件上所有的不平衡重量所产生的离心惯力总可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡质量m1和m2 (它们的质心位置分别为r1和r2)所产生的离心力m1r1w 2和m2r2w 2,动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称为平衡基面)内的适当位置（r3平和r4平）加上两个适当大小的平
衡重G3平和G4，使它们产生的平衡力与不平衡重量产生的不平衡力大小相等,而方向相反。
此时,ΣP=0且ΣM=0，使该回转体达到动平衡。
三、实验装置 序号 名 称 数量 1 多盘转子系统
1 2 调速器 1 3 调速电机 1 4 相位传感器 1 5 双悬臂梁水平位移传感器
1 6 电子天平
1 7
微型计算机（安装清华大学的dynamic balance 软件）
1
四、实验步骤 1. 虚拟仪器接线
进入“刚性转子动平衡”程序，点击“设备模拟连接”图标，按图3示用鼠标左键连接虚拟测试仪器，如连线错误，用鼠标左键单击“重新连接”按钮。
确认无误后，用鼠标左键单击“连接完毕”按钮，如果出现“连接错误”的提示，则连接有错，需要按“确定”，再按“重新连接”。
如果出现“连接正确”的提示，按“确定”后，可获得与图4相同的虚拟动平衡仪应用程序界面。
2. 原始不平衡量测试
(1) 将转速控制器转速b n 设定为1200r/min ，启动转子2至3分钟使转速保持稳定。
(2) 点击“基频检测”图标，进入图4的状态下，用鼠标左键按下左上角按钮“开始”启动虚拟动平衡仪，点击“A 通道”、“B 通道”进行通道切换。
待读数基本稳定后，记录转子原始不平衡引起左（A ）、（B ）轴承座振动位移基频成份的幅值和相位角
A A ψ∠，V 0、
B B ψ∠，V 0。
3. 平衡处理
(1) 点击“动平衡计算”图标，调用专用的动平衡计算程序(图5)，输入测出的初始不平衡量。
(2) 转速回零。
在I 平面（1号圆盘）上任选方位加一试重1t m ，记录1t m 的值（用天平测量，可取其在6～12克之间）及固定的相位角1β（见1号圆盘相位标记）。
(3) 启动转子，重新调到平衡转速b n ，测出I 平面加重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角（1V A 和1V B ）。
同样将值输入到动平衡计算程序中。
(4) 转速回零。
拆除1t m ，在II 平面（4号圆盘）上任选方位加一试重2t m 。
测量记录2t m 的值及其固定方位角2β。
图3 计算机虚拟动平衡仪显示界面
图2 测试虚拟设备连线图
(5)速重新调到b n 。
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（2A V 和2B V ）。
(6) 转速回零。
取走2t m ，调出专用动平衡计算程序，根据程序运行过程的提示，输入上述测量记录的数据，求出的校正质量（平衡质量）及相位。
4. 平衡检验
(1) 根据求出的校正质量（平衡质量）
1m 、2m 及校正质量的相位角1θ、2θ ，在校正平面I 、II 重新加重。
然后将转速重新调到b n ，再测量记录两个轴承座残余振动的幅值和相位角。
(2) 转速回零。
计算平衡率（即平衡前后振动幅值的差与未平衡振幅的百分比），高于70%，实验可结束。
5. 停机、关仪器电源、拉电闸。
拆除平衡质
量，使转子系统复原。
六、实验数据的记录与整理
表1 实验数据
平衡转速 r/min 1200 r/min A 轴承 I 平面 B 轴承 II 平面
幅值 相位 幅值 相位 原始振动A0
V
, B0
V
μm 136 deg μm
110 deg
I 平面试重1Q
克 206 deg
A1V ，B1V μm
93 deg
μ
103 deg II 平面试重2Q
克 340 deg A2V ，B2V μ
156 deg μm 118 deg 计算校正量21,p p 克 deg 克 deg 实际加重质量21,m m
克
150deg
克
140 deg
平衡后振动A V
，
B V
μ
\
μ
\
图4 动平衡计算软件界面
2.实验结果的分析和实验感悟。
（1）实验的计算由计算机完成，不会有计算上的失误，而只有算法上的不完善。
但是因为是计算机计算而且软件已经封装好，不能让我们看到
计算过程和原理，这对我了解实验的计算原理不太好。
（2）本实验中，质量用电子天平测量，已经相当精确。
误差的主要来源是的读取。
实验时，角度主要靠人眼通过刻度盘读取，刻度盘标示不
准，加上最小分度为2deg，使得角度读取很不准确。
而再用螺钉配重
时，垫片又会挡住视线，影响判断，所以误差的主要来源是角度读取
不准确。
（3）比较试验数据可以看出，本实验中配重的角度实际值和理论值相距甚远，就是因为初始时A，B盘在不配重和分别配重时角度读取出了加
大的误差，导致理论和实际偏差很远，结果我们不断调整角度，才把
平衡率勉强提到70%以上。
（4）实验时要注意安全，每个人应该坚守各自的岗位。
本次实验中，一开始我们使用了1400r/min的转速，结果转子发生了共振，转数急剧上
升，转子开始移动。
还好老师及时关掉电源，没有事故发生。