动平衡实验.doc
动平衡实验报告结论
一、实验目的通过本实验，探究物体在旋转运动中，通过调整质量分布和位置，使物体达到动平衡的条件，从而减小旋转时的振动和噪声。
二、实验原理动平衡是指物体在旋转运动中，各部分质量分布均匀，旋转时各部分的惯性力相互抵消，使得旋转系统稳定，振动和噪声最小。
动平衡实验通过调整质量块的位置和大小，使旋转系统达到动平衡。
三、实验器材1. 旋转平台2. 传感器3. 动平衡机4. 质量块5. 钩码6. 计时器7. 记录本四、实验步骤1. 将旋转平台安装好，确保其平稳旋转。
2. 在旋转平台上放置传感器，用于测量旋转时的振动和噪声。
3. 将质量块固定在旋转平台上，通过调整质量块的位置和大小，使旋转系统达到动平衡。
4. 启动旋转平台，记录传感器测得的振动和噪声数据。
5. 重复步骤3和4，观察不同质量分布和位置对动平衡的影响。
6. 使用动平衡机对旋转平台进行动平衡检测，验证实验结果。
五、实验数据与分析1. 实验数据| 实验次数 | 质量块位置 | 质量块大小 | 振动值（μm） | 噪声值（dB） ||----------|------------|------------|--------------|--------------|| 1 | A | 10g | 5 | 80 || 2 | B | 15g | 3 | 75 || 3 | C | 20g | 2 | 70 || 4 | D | 25g | 4 | 82 |2. 数据分析通过对比实验数据，可以看出：- 质量块的位置对振动和噪声有显著影响。
当质量块位于B位置时，振动和噪声均达到最小值。
- 质量块的大小对振动和噪声也有一定影响。
随着质量块大小的增加，振动和噪声先减小后增大。
六、实验结论1. 在旋转平台旋转运动中，通过调整质量块的位置和大小，可以使物体达到动平衡，从而减小振动和噪声。
2. 在本实验中，质量块位于B位置时，旋转系统的振动和噪声达到最小值。
3. 质量块的大小对动平衡有一定影响，但影响程度不如位置显著。
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。
动平衡实验报告
动平衡实验报告引言动平衡实验是一项重要的物理实验，通过实验研究物体在平衡条件下的动态特性，对于理解物理学中的平衡概念、力的平衡和力矩的平衡等概念有着重要意义。
在本次实验中，我们将通过一系列实验步骤来研究物体的平衡状态以及平衡位置的测定方法。
实验一：物体平衡状态的研究首先，将一个长而细的木棒固定在水平台上，并将另一端悬挂着金属块。
然后，我们尝试找到木棒平衡的位置。
在调整的过程中，我们观察到，当金属块被放置在木棒所在的同一直线上时，木棒保持平衡。
而一旦金属块稍微偏离直线，木棒便会失去平衡。
这说明物体在平衡状态下，要求力的合力为零，同时力矩的合为零。
实验二：力的平衡接下来，我们进行了力的平衡实验。
我们使用了一个称量器和一组不同质量的金属块。
我们在称量器的一端固定一块金属块，并逐渐加重，调整到与另一端的总重量相等，使得称量器保持平衡状态。
通过实验，我们发现，只有在两端的总重量相等时，称量器才能保持平衡状态。
这说明，在力的平衡情况下，力的合力必定为零。
实验三：力矩的平衡在力矩的平衡实验中，我们使用了一个自由转动的杠杆。
我们在杠杆的一侧放置一个金属块，并通过移动另一侧的金属块，调整杠杆平衡。
在实验过程中，我们发现，杠杆能够平衡的关键是力矩的平衡。
只有在左右两侧的力矩相等时，杠杆才能保持平衡。
这进一步印证了力矩平衡的重要性。
实验四：平衡位置的测定最后，我们进行了平衡位置的测定实验。
我们首先将一个金属块放在一个杠杆上，并在杠杆上选择不同的位置放置砝码，直到达到平衡状态。
通过实验，我们发现，不同位置的杠杆对应的砝码质量之积是相等的。
这表明，平衡位置的测定与力矩的平衡有着密切关系。
结论通过本次实验，我们对物体在平衡状态下的动态特性有了更深入的了解。
我们验证了力的平衡和力矩的平衡对于物体平衡状态的重要性，并通过实验找到了平衡位置的测定方法。
这些知识对于我们理解物理学中的平衡概念以及力学原理等有着重要的指导意义。
总结在动平衡实验中，我们通过一系列实验步骤，研究了物体在平衡状态下的动态特性。
刚性转子动平衡实验
实验二 刚性转子动平衡实验一、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C i Μ)(==∑S m M C ），见图一。
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。
图一 转子系统与力系简化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1r 、2r （称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角1θ、2θ处，分别附加一块质量为1m 、2m 的重块（称校正质量）。
如能使两质量1m 和2m 的离心惯性力（其大小分别为211ωr m 和222ωr m ，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11010ψ∠=V V 和22020ψ∠=V V ，其中10V 和20V 是振动位移（也可以是速度或加速度）的幅值，1ψ和2ψ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。
动平衡测定实验报告
动平衡测定实验报告引言动平衡是一种常用的工程实践技术，主要用于修复旋转机械设备中的不平衡问题。
不平衡是指转子轴线与转动中心不重合，导致旋转机械在高速运转时会产生振动和噪音。
因此，动平衡测定是非常重要的，可以保证机械设备的正常运行和延长使用寿命。
本实验旨在了解动平衡测试的原理和方法，并通过实验测定一个简单系统的动平衡。
实验中，我们将学习如何使用动平衡仪测量转子的不平衡量，并采取适当措施去除不平衡。
实验过程1. 准备工作：准备一台动平衡仪，确保仪器工作正常；清洁转子，确保无脏物和杂质。
2. 安装：将转子安装到动平衡仪上，将传感器安装在平衡仪上的适当位置。
3. 初始测试：开启动平衡仪，进行初始测试。
记录下转子在不同位置的不平衡量。
4. 不平衡量测定：根据初始测试的结果，调整转子的位置，多次进行测定，直到找到转子的最佳位置。
5. 不平衡修复：根据测定结果，决定施加适当的修复方法。
可以在转子上添加配重物，也可以通过修改转子的结构来实现修复。
6. 修复测试：修复后，再次进行测试，检查修复效果。
7. 完成：记录实验结果，并将仪器归还至指定位置，清理实验台。
实验结果与讨论在实验中，我们测定了一个转子的不平衡量，并进行了修复。
最终，我们成功将不平衡量降低到了可接受的范围内。
实验结果表明，转子在不同位置的不平衡量差异较大。
通过不断调整转子的位置，我们找到了一个相对较佳的位置，减小了不平衡量。
在修复过程中，我们选择了在转子上添加配重物的方法。
通过精确地计算和安装配重物，成功降低了转子的不平衡量。
不确定度分析在实验中，我们也要对测定结果的不确定度进行分析。
不确定度的来源主要有以下几个方面：1. 仪器误差：动平衡仪的准确度会对测定结果产生误差。
2. 操作误差：操作人员在安装、调整和修复过程中可能存在误差。
3. 环境误差：实验环境的影响也会对结果产生误差。
为了减小不确定度，我们应该采取以下措施：1. 确保仪器的准确度，并进行定期校准。
动平衡实验
动平衡实验
一、车轮不平衡的危害
1、高速行驶时会引起车轮上下跳动，影响行车安全。
2、增加各部件所受的力，加大轮胎的磨损和行驶噪声。
二、车轮不平衡的原因
1、质量分布不均匀（轮胎的质量问题、补过的轮胎、胎面磨损不均匀）。
2、轮辋、制动鼓变形。
3、轮毂和轮辋定位误差使安装中心与旋转中心不重合。
三、动平衡机的基本结构（离车式）
1、主要构成部分：显示面板、安全罩、主轴、传感器、测量距离手柄
2、附件：锁紧螺母、专用卡尺（可以测量轮辋的宽度和轮辋的直径两个数据）、平衡块、定位椎体
3、显示面板上各字母代表的数据：
a--轮辋距离平衡机的距离
b--轮辋的宽度
d--轮辋的直径
四、动平衡试验的步骤：
1、将轮胎充到合适的气压，去除轮辋上的铅块，将轮胎花纹沟里的石子剔除干净，将轮辋处理干净。
2、将轮胎安装面朝内装上平衡轴，选择合适的椎体，用锁紧装置将轮胎锁紧，（椎体一定要对准中心孔。
否则可能数据不准）。
3、打开平衡机电源，拉出尺子测量轮辋距离平衡机的距离，轮辋宽度，轮辋直径，并依次输入测量出来的数据。
4、按下开始按键，平衡机开始带动轮胎旋转，测量开始，注意不要站在轮胎附近一面发生危险。
5、平衡机测出数据自动停止。
6、将轮胎旋转至平衡机一侧位置灯全亮（不同机型显示方式不同）在全亮这一侧的轮辋最高点也就是12点的位置敲入相应克数的铅块，另一侧也是如此。
7、重复4以后步骤直到平衡机显示为0（5克以下即可，因为没有5克以下的铅块，平衡机也不显示5克以下的不平衡量）。
8、动平衡结束取下轮胎。
热态转子动平衡试验
热态转子动平衡试验二零一一年四月热态转子动平衡试验摘要：转子在浸漆烘烤、精加工、动平衡后，按常理平衡应该不会发生变化，即便变也会不会太大或是变回原态。
变化来源有可能是转子线圈发生了形变导致平衡的破坏、有可能是其它配件的装配打破了转子原来的平衡、有可能是设备的测量不准造成的等原因.前言：在其中热态高速后转子的平衡很有可能发生了变化，而且是不可逆变化或是随机变化。
这一猜想还有待试验的进一步证明。
对于这一项目验证的目的，是在于弄清转子在热态高速后平衡是否被破坏、是否有必要在第一次动平衡完成后，转子进行再加热做高速后的平衡检验。
方法及步骤：通过模拟电机发电和转子热态时的环境进行动平衡高速运转，尽可能让转子的线圈发生最大的变形，然后尽量让其维持在最大变形状态，最后进行动平衡。
由于一次变形可能没有到位，那么我们再进行第二次热高速和第一次，第二次进行比较得出结论。
平衡已做完的转子加热到120度（这里考虑到环境温度，时间差等因素。
实际电机运行时的温度在100度左右），在100度时上平衡机进行高速2分钟，待转子完全冷却后再进行动平衡其值作为最后数据保存。
在试验进行中的主要进行1500r/min,主要的参考指标是振动值的大小。
在此过程中要做的就是找出冷热状态下的最大剩余不平衡量及振动值的变化，并记录数据。
最后分析数据得出相关的结论。
实验过程及数据：一：选取转子11—33—0进行实验1.将转子进烘箱加热到100度后转到动平衡（6分钟）2.动平衡上工装、装连轴器、启动（6分钟）3.热态转子直接上到2480r/min 运行2min(10+2分钟)4.冷却后再启动测得振动数据（没有完全冷却约有40度左右）如下表1.(图表中没填的表示没有测量到)5.完全冷却后测得振动值及剩余不平衡量如下表1表1：。
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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
达到平衡。
5．停机。
读出L c数值，计算并确定所加平衡重量G o׳的大小和方位。
6．在试件上加上确定的平衡重量，再开机，调节观察平衡效果，如果还有振动，需按照上述方法，测出所需配重和方位。
五、思考题
1．回转件动平衡的条件是什么？
2．试件的一个平面已被平衡后，欲平衡第二个平面时，是否仍一定要使第一个平面通过框架的振摆轴线？为什么？
3．平衡试验法用于哪些类型的试件？试件动平衡后是否满足要求？为什么？。