刚性发电机转子动平衡试验方法探讨

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刚性转子的动平衡

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状态监测与诊断技术
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不用特意停机，就能消除转子的不平衡振动，减少机器的起停次数。
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定转速，测取转子两个轴承基频振动幅值和相位，其矢量以 ! $、$$ 表示。
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状态监测与诊断技术
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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？。

刚性转子动平衡的方法

刚性转子动平衡的方法
刚性转子动平衡是一种通过调整质量分布来减少转子的振动和不平衡力的方法。

以下是几种常用的刚性转子动平衡方法：
1. 质量移动法：将质量加在转子上以改变其质量分布。

通常使用质量试金或质量盘在转子上添加或移除质量，直到达到平衡状态。

这种方法简单直观，但需要多次尝试才能得到最佳平衡。

2. 弹性法：在转子上添加弹性体，例如橡胶块或薄片。

在转子的不平衡位置，弹性体会发生变形，从而减少振动和不平衡力。

这种方法可以精确地控制转子的平衡，但需要设计和制造额外的弹性元件。

3. 切割法：通过切割转子来调整质量分布。

这种方法适用于均匀分布的质量不平衡，它可以通过切割相应位置来调整转子的质量分布。

这种方法需要高精度的加工设备和技术，因此通常用于高精度要求的转子平衡。

4. 镶嵌法：在转子上镶嵌质量块来调整质量分布。

质量块通常是金属块或其他材料，可以通过焊接或固定方式固定在转子上。

通过适当安放和固定质量块，可以实现转子的平衡。

5. 动力学法：通过动力学分析和计算来确定质量分布，以实现转子的平衡。

这种方法通常需要使用专业的动力学软件进行计算和仿真，以确定最佳的质量分布。

它可以考虑转子的各种因素，例如弯曲刚度、扭转刚度等。

这些方法可以单独或结合使用，根据转子的具体要求选择合适的方法进行动平衡。

在实际应用中，需要进行多次试验和调整，以达到更好的动平衡效果。

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。

刚性转子平衡的原理与方法

11.2 刚性转子平衡的原理与方法11.2.1静平衡1、静平衡的概念当转子的宽度b与直径D之比（宽径比）小于0.2时，例如砂轮、飞轮、齿轮、带轮和盘形凸轮等，由于其轴向尺寸较小，故可近似地认为其所有的质量都分布在垂直于轴线的同一个平面内。

如果转子的质心位置不在回转轴线上，则当转子转动时，其偏心质量就会产生离心惯性力，从而在运动副中引起附加动压力。

当转子的支承阻力很小时，在重力的作用下，质心将处于回转轴线下方，因为这种不平衡现象在转子静止时就能显示出来，故称为静不平衡。

如果转子的质心位于回转轴线上就称为静平衡。

刚性转子的静平衡就是通过在刚性转子上加减平衡质量的方法，使其质心回到回转轴线上，从而使转子的惯性力得到平衡的一种措施。

2、静平衡的设计当转子的结构不对称时，为了消除离心惯性力的影响，设计时应首先根据其结构确定各偏心质量的大小和方位，然后计算出为平衡偏心质量所产生的惯性力而应加平衡质量的大小和方位，并将该平衡质量加于转子上，以使所设计的转子理论上达到静平衡。

这一过程称为刚性转子的静平衡设计。

图11-1所示为一盘状转子，其偏心质量分别为m l、m2、m3及m4，回转半径分别为r1、r2、r3、r4，方位如图。

当此转子以角速度ω等速回转时，各偏心质量所产生的离心惯性力分别为F1、F2、F3、F4，它们组成一个平面汇交力系。

根据平面汇交力系的合成原理，为平衡这些离心惯性力，可在此转子上加上平衡质量m，其回转半径为r，使它所产生的离心惯性力F与F1、F2、F3、F4相平衡，亦即使不平衡惯性力的矢量和为零，即：12340F F F F F++++=（11-1）则有： 02424323222121=++++=→→→→→→∑r m r m r m r m r m F ωωωωω 或表示为： 022=+→→∑r m r m i iωω （11-2）消去ω得：0=+→→∑r m r m ii （11-3）式中i i r m →叫做质径积，它相对地表示各偏心质量在同一转速下所产生的离心惯性力的大小和方向。

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：动平衡；发电机转子；刚性
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇ；ｇｅｎｅｒａｔｏｒｏｔｒｏｒ；ｉｇｒｉｄｉｔｙ
中图分类号：ＴＶ７３４．２０
文献标识码：Ａ
进行分析处理，计算影响系数，得出最佳配重质置及其相位，实现转子全速动平衡。转子高速动平衡试验在真空环境下进行。ＤＨ８高速动平衡机参数：最大转子重量：３２０００Ｋｇ：最大转子直径：９０００ｍｍ；最高运行转速：
文章编号：１００６－－４３１１（２０１４）０９ — ００１８ — ０２
０引言
工业汽轮发电机组的发电机转子由于设计、结构特点，以及材质不均匀、制造安装过程的误差等原因，使得实际转子的中心惯性主轴偏离其旋转轴，因此当转子旋转时其惯性力系不是一个平衡力系，即转子存在不平衡。当转子高速旋转时，转子的挠曲和内力增大，使机械产生剧烈的振动和噪声，加速旋转件的磨损，降低机械设备的精度和可靠性，严重时引起焊缝开裂、结构疲劳断裂等机械故障。这些都将直接使旋转机械工作效率和可靠性下降。解决这类问题的方法就是对转子进行动平衡，本文以广州广重企业集团生产的发电机转子为例，利用ＤＨ８高速动平衡机进行动平衡校正试验，来探讨刚性发电机转子的动平
・１８・
价值工程
刚性发电机转子动平衡试验方法探讨
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＲｉｇｉｄＧｅｎｅｒａｔｏｒＲｏｔｏｒＤｙｎａｍｉｃＢａｌａｎｃｅＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄ
罗绵辉①ＬＵＯＭｉａｎ－ｈｕｉ；秦竹青②ＱＩＮＺｈｕ — ｑｉｎｇ
（ ①北京理工大学珠海学院，珠海５１９０８８； ② 广州广重企业集团有限公司，广州５１１４９５）（（￣）ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｕｈａｉ，Ｚｈｕｈａｉ５１９０８８，Ｃｈｉｎａ；（￣）ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｚｈｏｎｇＥｎｔｅｒｐｉｒｓｅＧｒｏｕｐＣｏｒｐ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１１４９５，Ｃｈｉｎａ）
ｒｏｔｏｒｇｒｏｕｐｐｒｏｄｕｃｉｔｏｎａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔ，ｔｈｅｉｒｇｉｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔ，ｔｈｅｒｏｔｏｒ
ｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｅｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｗｅｌｌ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｏｔｒｏｒｖｉｂｒａｔｉｏｎｖａｌｕｅａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄ．
８０００ｒｐｍｏ
动平衡机按系统力学特性的不同分为软支承和硬支承两大类。软支承平衡机指平衡转速远高于转子支承系统
固有频率的平衡机，也称测位移式动平衡机，多用于轻小转子的平衡：硬支承平衡机指平衡转速低于转子支承系统固有频率的平衡机，也称测力式动平衡机。硬支承动平衡机以其高精度、永久性标定和结构坚固可靠的优越性，在越来越大的范围取代了软支承动平衡机圆。Ｄ１－Ｉ８采用的是硬支承。硬支承平衡机的刚度很大。当工件旋转产生的不衡试验方法。平衡离心力不能使支承架产生较大的振动信号时。转子的１刚性发电机转子动平衡原理不平衡量以交变动压力的形式作用于支承架上，它包含不所谓刚性转子，是指工作转速低于一阶临界转速的转平衡的大小和相位信息。［３１子。这类转子在旋转时基本不产生挠曲变形，不平衡主要３６００ＫＷ发电机转子动平衡试验由转子自身的质心偏离造成的。从平衡技术的角度来看，３．１转子情况该发电机转子由广州广重企业集团有工作转速低于一阶临界转速的６Ｏ％以下的转子，都可按刚限公司生产，功率：６０００ＫＷ，型号：ＱＦ６ — ４１０．５ＫＶ，重量性转子进行动平衡。８６３０ｋｇ，额定转速１５００ｒｐｍ，一阶临界转速３０６３ｒｐｍ，两轴转子自身的质心偏离造成刚性转子的不平衡，而进行承中心距３０６０ｍｍ，转子总长４０９５ｍｍ。本次动平衡试验是动平衡的目的在于消除这种质心偏离，因此在低速下进行平衡即可。由于不考虑转子的挠曲变形，故由离心力和离该转子出厂前首次进行动平衡校正。
摘要：介绍了刚性转子动平衡技术，以广州广重企业集团生产的发电机转子为对象，探讨刚性发电机转子的动平衡试验方法。通过试验，较好地完成了转子的动平衡校正工作，使转子运行振动值达到了合格标准以内。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩＫｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｉｇｒｉｄｒｏｔｏｒｄｙｎａｍｉｃｂａｌａｎｃｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｙ．ｇＴａｋｉｎｇＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｚｈｏｎｇＥｎｔｅｐｒｒｉｓｅＧｒｏｕｐｇｅｎｅｒａｔｏｒ