刚性转子动平衡实验
刚性转子的平衡
§6－4 转子的许用不平衡量
许用不平衡量的表示方法：
1) 质径积表示法：[mr] 2) 偏心距表示法：[e]
两者的关系：[e] =[mr] / m
A[e] mm/s
1000
[mr]Ⅰ=[mr]b/(a+b) [mr]Ⅱ=[mr]a/(a基本要求：掌握刚性转子的静平衡、动平衡的原理和方法；了 解平面四杆机构的平衡原理。
• 试验方法
• 应将两导轨调整为水平且互相平行； • 将转子放在导轨上，让其轻轻地自由滚动； • 待转子停止滚动时，其质心S必在轴心的正下方，这时在轴心的正上
方任意向径处加一平衡质量（一般用橡皮泥）； • 反复试验，加减平衡质量，直至转子能在任何位置保持静止为止； • 根据橡皮泥的质量和位置，得到其质径积； • 根据转子的结构，在合适的位置上增加或减少相应的平衡质量。
1
轮胎平衡机
2
二. 动平衡实验
转子的动平衡实验需要在专用的动平衡机 上进行。通过动平衡机来确定需加于两个平衡 基面上的平衡质量的大小和方位。
当前工业上使用较多的动平衡机是根据 振动理论设计的，并利用测振传感器将转子转 动所引起的振动信号变为电信号，通过电子仪 器解算出不平衡质径积的大小和方位。
动平衡机种类很多，这里不一一介绍。
重 点：掌握刚性转子的静平衡、动平衡的原理和方法。 难 点：刚性转子动平衡概念的建立。
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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。
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。
刚性转子动平衡实验报告
刚性转子动平衡实验报告
实验目的：
通过刚性转子动平衡实验掌握刚体运动基本规律，理解动平衡原理及其在工程实际中的应用。
实验仪器：
1. 刚性转子动平衡实验台
2. 电动机
3. 传感器及信号处理仪器
4. 电子天平
实验原理：
刚性转子动平衡实验是利用精密测量仪器，将刚体旋转中心偏移量计算出来，进而精确调整转子几何中心与旋转中心的距离，从而达到使动力系统维持平衡运动的目的。
其基本原理为：旋转质量与距离成反比，当转子几何中心与旋转中心重合时，质量和
距离最小，动平衡条件最好，反之，当转子几何中心与旋转中心不重合，质量和距离增大，动平衡条件则变差。
实验步骤：
1. 安装传感器，并将其校准，调整电路、使信号正常。
2. 通过电子天平将转子的质量测量出来，并记录下来。
3. 转动电机，测量转子旋转中心的偏移量，并记录下来。
4. 根据实验结果，计算出转子的旋转惯量，得到动平衡条件公式，并计算出转子几何中心与旋转中心的距离以及需要调整的质量。
5. 调整质量或减小距离，将转子几何中心与旋转中心重合。
6. 多次循环实验，直到转子动平衡状态稳定。
实验结果：
经过多次实验，我们最终得到了一份较为理想的实验结果，转子几何中心与旋转中心重合，转子的质量、惯量和偏移量均满足动平衡条件，系统运行平稳，无明显震动。
实验结论：
通过此次实验，我们深刻认识到刚性转子动平衡的重要性，同时也掌握了刚体运动基本规律，理解了动平衡原理及其在工程实际中的应用。
在今后的工程实践中，我们将更加注重刚性转子动平衡的实际应用，力求做到最优化的效果。
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的重要课题，它涉及到转子的稳定运行和振动控制。
本实验旨在通过实际操作和数据分析，探究刚性转子动平衡的原理和方法，为机械工程师提供实用的指导。
一、实验目的本实验的主要目的是通过动平衡实验，研究刚性转子的振动特性，了解转子的动平衡原理和方法。
具体目标如下：1. 了解刚性转子的运动特性和振动原因；2. 学习动平衡的基本原理和方法；3. 掌握动平衡实验的操作流程和数据处理方法；4. 分析实验结果，评估转子的平衡质量。
二、实验装置和方法1. 实验装置：实验装置由转子、传感器、数据采集系统和计算机组成。
转子采用带有不平衡质量的刚性圆盘，传感器用于检测转子的振动信号，数据采集系统用于记录振动信号并传输给计算机进行分析。
2. 实验方法：a. 安装传感器：将传感器安装在转子上，确保传感器与转子的接触牢固，并能准确检测到转子的振动信号。
b. 数据采集：启动数据采集系统，记录转子在不同转速下的振动信号，并保存数据。
c. 数据处理：将采集到的振动信号导入计算机，进行数据处理和分析。
使用相应的软件进行频谱分析和谐波分析，得到转子的振动频率和不平衡质量。
d. 平衡调整：根据实验结果，对转子进行平衡调整。
可以采用增加或减少质量的方法，使转子的振动降到最小。
三、实验结果与分析通过实验，我们得到了转子在不同转速下的振动信号，并进行了数据处理和分析。
根据分析结果，我们可以得出以下结论：1. 转子的振动频率与转速成正比，随着转速的增加，振动频率也会增加。
2. 转子的振动幅值与不平衡质量成正比，不平衡质量越大，振动幅值越大。
3. 通过平衡调整，可以有效降低转子的振动幅值，使转子达到较好的平衡状态。
四、实验结论与建议通过本次实验，我们深入了解了刚性转子动平衡的原理和方法，并通过实际操作和数据分析，掌握了动平衡实验的操作流程和数据处理方法。
根据实验结果，我们得出以下结论和建议：1. 刚性转子的动平衡是确保机械设备正常运行的重要环节，对转子进行动平衡调整可以有效降低振动幅值，提高设备的稳定性和寿命。
刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究共3篇
刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究共3篇刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究1刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究摘要：本文研究了刚性转子的现场动平衡问题，通过理论计算和实验测试，得出了刚性转子的动平衡误差和逆时针旋转角速度的相关性，并且对影响动平衡误差的因素进行了分析。
研究表明，在转子控制精度要求较高的情况下，现场动平衡是可以通过逆时针旋转角速度的调节来实现的。
关键词：刚性转子、现场动平衡、逆时针旋转角速度、动平衡误差一、引言在工业生产中，许多机械设备都需要使用到旋转机件，如机床、压缩机、风机等。
然而，旋转机件在运转过程中往往会受到各种因素的影响，如松动、变形、腐蚀等，这些因素会导致机件的动态平衡失衡，产生较大的振动和噪音，影响机械设备的正常运转，甚至会引起设备的严重故障。
因此，动平衡技术的应用就显得非常重要。
动平衡技术是一种通过调整测量到的不平衡量来使旋转机件处于动态平衡状态的技术，它可以有效地降低机器振动和噪音，提高机器的运转稳定性和寿命。
本文针对刚性转子进行现场动平衡理论分析及实验研究，并探讨影响动平衡误差的因素，以期为实际生产提供参考。
二、理论分析1、刚性转子的动平衡误差在刚性转子动平衡过程中，所谓的不平衡量指的是失衡部件引起的质心偏离转子轴线所造成的不平衡力矩。
假设转子为刚性转子，其质量分布均匀，不考虑非刚性因素的影响时，动平衡误差与不平衡量间的关系可以用如下公式表示：$$\Delta m=\frac{e}{\omega ^{2}r}$$其中，$\Delta m$表示动平衡误差；$e$表示转子上不平衡量的投影长度；$\omega$表示逆时针旋转角速度；$r$表示转子半径。
从上述公式可以看出，动平衡误差与逆时针旋转角速度的平方成反比，与转子半径成正比。
因此，在进行动平衡时，应该重点调整逆时针旋转角速度，同时需要考虑转子半径对动平衡误差的影响。
2、逆时针旋转角速度的调节逆时针旋转角速度的调节是现场动平衡的关键，其目的在于通过调整逆时针旋转角速度的大小，使得动平衡误差达到最小值。
刚性转子动平衡实验
刚性转子动平衡实验一、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方法； 二、实验设备1．CS-DP-10型动平衡试验机（西安交大监造）； 2．刚性转子试件； 3．平衡块；4．百分表：0.01～5MM 、磁性表座。
5． 平衡块三、CS-DP-10型动平衡试验机的结构与工作原理1． 动平衡机的结构动平衡机原理简图如图1、图2所示。
如图1所示，待平衡试件3安装在框形摆架2的支承滚动上，摆架左端固结在工字形板簧1中，右端悬臂。
电机动9通过O 型皮带10拖动试件旋转；当试件存在不平衡质量时，通过转子的旋转，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。
通过百分表5观察振幅大小，即测量不平衡量的大小，而不平衡量的相位测量系统由差速器4和补偿盘6组成。
差速器4安装在摆架右端，它的左端为转动输入端（N 1）通过柔性联轴器与试件联接；右端为输出端（N 3）与补偿盘固联。
差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮①②③和一个蜗轮（转臂H ）组成一（10 H n ，则差速器为定轴轮系，其传动比为1311331-=-==Z Zn n i H即 13n n -= （1）这时补偿盘6的转速3n 与试件的转速1n 大小相等转向相反。
（2）当1n 和H n 都转动时则差速器为速度合成的差动轮系，由传动比公式1311331-=-=--=Z Zn n n n i H H H得132n n n H -= （2）蜗轮的转速H n 是通过手柄摇动蜗杆，经蜗杆蜗轮副大速比的减速后蜗轮的转速1n n H 〈〈。
当H n 与1n 同向时由（2）式可知13n n 〈-，这时3n 仍与1n 反向转动但速度减小。
当H n 与1n 反向时由（2）式可知13n n -〉，这时3n 转向仍不就但速度增加。
因此可见当手柄不动时补偿盘的转速与试件的转速大小相等转向相反；正向摇动手柄（蜗轮与试件转动方向相同）补偿盘减速；反向摇动手柄则补偿盘加速。
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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．熟悉动静法的工程应用。
二、实验性质
设计性实验
三、实验装置（图5-1）
1．动平衡机
2．电涡流传感器
3．前置器
4．接线盒
5．调速器
6．电子天平
7．配重
8．微型计算机
四、实验背景与基本原理
工程中许多高速转动的机器：气轮机、发电机、电动机、陀螺马达等其转子都不是理想的对称刚体，在轴承上安装时也存在着误差（既有偏心又有偏角）。
所以工作时会产生不平衡的惯性力系，引起很大的轴承动约束力。
这种交变的动约束力可引起轴承支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。
消除动约束力的方法是对转子进行动平衡，即通过在转子上适当的地方附加（或除去）小块质量，用其产生的惯性力去平衡原来不平衡的惯性力系，使转轴成为有一定精度的中心惯性主轴。
本实验采用两平面影响系数法对一多圆盘刚性转子进行动平衡。
这是刚性转子动平衡操作的一种常用方法，其目标是使惯性力系的主矢和主矩同时趋近于零。
为此，先在转子上任意选定两个截面I 、II （称校正平面），见图3-2。
在离轴一定距离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 的惯性力（其大小分别为211ωr m 和2
22ωr m ，ω为转动角速度）正好与原不平衡转子的惯性力系相平衡，那么就实现了刚性转子的动平衡。
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动平衡作业。
本实验装置中，动平衡机的转子是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。
转子由调速器设定转速，由涡流传感器测量轴承的水平振动，经前置器、接线盒送给计算机，由专用程序进行处理。
图
5-1
图5-2转子系统与惯性力系简化
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A 、B 在水平方向的振动量A A A V V ψ∠=00B B B V V ψ∠=00，
其中0A V 和0B V 是振动位移的幅值，A ψ和B ψ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．选定两个校正面I 、II 并确定校正半径r 。
先在平面I 上加一“试重”（试质量） 111β∠=t m Q ，这里1t m 、1β 分别为“试重”质量及其相对参考标记的方位角，以顺转向为正。
“试重”可在配重盒里选择，用电子天平确定其质量。
再在相同转速下测量轴承A 、B 的振动量1A V 和1B V 。
定义该“试重”的影响系数为
1011Q V V A A A -=α 1011Q V V B B B -=α 式中的分子称为“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。
3．取走平面I 上的“试重”，在平面II 上加“试重”222β∠=t m Q ，在相同转速下测量轴承A 、B 的振动量2A V 和2B V ，由此可以定义该“试重”的影响系数为
2022Q V V A A A -=α 2
022Q V V B B B -=α 4．校正平面I 、II 上所需的校正质量111θ∠=m p 和222θ∠=m p ，可通过解下列矢量方程组求得：
⎩⎨⎧-=+-=+0
221102211B B B A A A V p p V p p αααα 求解矢量方程使用计算机，本试验采用专用的动平衡计算程序。
在按上式求出的校正质量进行动平衡后，在同一转速下测量不平衡量，求出新的矫正质量进行新的动平衡，直到将不平衡量降低到规定的范围内为止。
该实验需要集体合作，互相帮助，共同完成。
不仅能培养学生自己动手解决工程设计能力，也有助于培养学生的科研协作能力和团队精神。
图5-1
图5-1
五、实验内容、实验步骤及注意事项
实验内容：
（1）采用两平面影响系数法在校正平面I 与II 上反复加质量块，使转子系统的惯性力系逐渐达到平衡。
（2）测试由于转子偏心引起两端支座的动约束力。
实验步骤：
1．按图3-3所示用鼠标左键单击虚拟测试仪器，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3-4相同的虚拟动平衡仪应用程序界面。
2．将转速控制器转速b n 设定为1500r/min ，起动转子3至5分钟使转速保持稳定。
3．在图3-4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∠0V 、B B ψ∠0V 。
鼠标左击“暂停”按钮，自动调出已装在机内的动平衡计算程序，此时要输入测出的初始不平衡量。
4．转速回零。
在I 平面（1号圆盘）上任选方位加一试重1t m （要拧紧），记录1t m 的值（用天平测量，可取其在6～10克之间）及固定的相位角1β（从黑带参考标记前缘算起，顺转向为正）。
注意：在加“试重”时，不要触碰轴承座上的探头，启动转子之前先用手慢慢转动圆盘，确认转子与探头没有碰触现象，间隙在1mm 左右，否则报告教师重新调整探头位置，盖上有机玻璃挡板。
5．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（1A V 和1B V ）。
同样将值输入到动平衡计算程序中。
6．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。
7．转速重新调到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 ）。
8．转速回零。
取走2t m ，调出已装在机内的动平衡计算程序，根据程序运行过程的提示，输入上述测量记录的数据。
在CRT 显示计算结果后，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）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振动的幅值和相位角。