刚性转子动平衡实验实验报告
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。
转子动平衡实验报告
148
0.29
五思考题
1 转子（试件）在什么情况下作静平衡？什么情况下作动平衡？
答：（1）静平衡：在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。
（2）动平衡：在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡，以保证转子动态时是在许用不平衡量的规定的范围内，为动平衡又称双面平衡。
二实验设备及工具
DPH-I型智能平衡机构，测试系统由计算机，数据采集器，高灵敏度有电力传感器和光电相位传感器等组成。
三 动平衡实验截图
动平衡测试系统
采集数据分析窗口
四实验记录及结果
次
数
左边
右边
角度
克数（g）
角度
克数（g）
1
6
1.12
2
0.99
2
148
0.48
193
0.33
3
247
0.4
214
0.38
六收获和体会
答：通过转子动平衡实验，我们更加了解到了怎样消除惯性力对机构的不利影响：噪音，震动等，对于不同的试件，我们通常根据试件的直径D与两校正面的距离b：
（1）D/b≥5时，试件只需满足静平衡，相反，就必须作动平衡。
（2）然而据使用要求，只要满足转子平衡后用途要求的前提下，能做静平衡的，就不要做动平衡，能做动平衡的，就不要作静平衡。因为静平衡比动平衡更容易，省工，省力，省时间，省费用。
转子动平衡实验报告
班级学号
11010431
姓名
王凯
实验日期
2013.4.16
同 组 人
指导教师
成绩
一实验目的
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。
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。
平衡设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握刚性转子动平衡设计的原理和方法。
2. 熟悉在动平衡机上对刚性转子进行动平衡的原理和方法。
3. 通过实验验证动平衡设计在提高转子运转稳定性中的作用。
二、实验原理动平衡设计是针对高速转子及精密转子结构的一种设计方法，其目的是消除转子上的不平衡惯性力和惯性力矩，从而提高转子的运转稳定性。
动平衡设计分为静平衡设计和动平衡设计两种。
1. 静平衡设计：适用于径宽比D/b较小的盘状转子，近似认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响。
2. 动平衡设计：适用于径宽比D/b较大的转子，如多缸发动机的曲轴、汽轮机转子等。
这种转子的轴向宽度较大，偏心质量可能分布在几个不同的回转平面内，因此不能忽略惯性力矩的影响。
三、实验设备与材料1. 刚性转子（实验用）2. 动平衡机3. 电子秤4. 钻头5. 平衡块6. 计算器四、实验步骤1. 准备阶段：将刚性转子安装到动平衡机上，确保安装牢固。
2. 测量阶段：- 使用电子秤测量转子的质量。
- 使用动平衡机测量转子的不平衡质量及位置。
3. 动平衡设计：- 根据测量结果，计算出需要去除的不平衡质量及位置。
- 在转子上钻孔，去除计算出的不平衡质量。
- 使用平衡块在转子上增加质量，以达到动平衡。
4. 验证阶段：- 再次使用动平衡机测量转子的不平衡质量及位置。
- 比较动平衡前后的不平衡质量及位置，验证动平衡效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：- 动平衡前，转子的不平衡质量为5g，不平衡位置为90°。
- 动平衡后，转子的不平衡质量降低至0.5g，不平衡位置降低至30°。
2. 分析：- 通过动平衡设计，成功降低了转子的不平衡质量，提高了转子的运转稳定性。
- 动平衡设计可以有效地消除转子的不平衡惯性力和惯性力矩，从而降低转子的振动和噪声。
六、实验总结1. 动平衡设计是提高高速转子及精密转子运转稳定性的有效方法。
2. 动平衡设计需要根据转子的实际情况进行计算和设计，确保动平衡效果。
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。
转动平衡
)()()(z ju z u u y z z +=一、 实验理论依据1、实验意义：机械传动中离不开转子的旋转运动， 转子旋转时，如果其质量中心偏离旋转中心就会产生振动。
机器主轴长期振动会造成磨损,机械加工中，振动会导致被加工工件的质量劣化，由振动而产生的噪声会造成环境污染。
长期以来人们一直致力于降低与消除转子的质量偏心，从而使转子达到动态平衡。
动平衡技术是指旋转机械在与其工作状态相同或相近的转速、安装条件、支承条件和负载情况下，对其进行振动测量或平衡校正的一种平衡方法。
实践证明，50%以上的机械振动可以归结为“不平衡”造成的。
所以，成功地消除或减小转子不平衡是降低机械振动的主要手段。
平衡不仅是技术上的要求，也是经济效益的需要。
随着科学技术的进步、 计算机、新型传感器、智能仪器等新技术的应用，推动了转子动平衡技术的快速发展。
更高的平衡精度， 更便捷的平衡方法是人们追求的目标。
本实验正是通过对一阶临界转速的测量来观察振动带来的危害，并设法校正。
2、 实验目的：（1）巩固动平衡的理论知识，了解转子不平衡存在的原因及危害。
（2）掌握动转子动平衡的工作原理及平衡基本方法。
（3）理解一阶临界转速含义及实验方法。
3、实验原理：凡可在两个（任选）校正平面上进行校正，并且校正后在任意转速直至最高工作转速，它的不平衡量不会明显超过平衡允差（相对于轴线），其中转子运行条件近于最后支撑系统的条件，这样的转子可认为是刚性转子。
一个转子的不平衡分布函数是空间的和随机的，可以表示为式（1-1），这个分解可以用图1.2来表示（1-1）)(0)(=+=+∑⎰∑⎰i i NyNy yz y W zdz z uW dz z u i 0)(0)(=+=+∑⎰∑⎰ii NzNx zzx W zdz z u W dz z u i图1 函数分解示意图对上图中两个平面力系分别建立平衡方程：（1-2）（1-3）式中Wx 和Wy 分别为x 向与y 向的校正量，i z z i 为校正量所在的轴向坐标，N 为校正量个数，下标i 为校正量序数，这两组方程都只有N=2时才有唯一解，所以为了平衡)(z u x 和)(z u y ，必须和只要有1x W 、2x W 、1y W 和 2y W 四个校正量就足够了，只要安排1x W 和1y W 在同一轴截面上，2x W 和2y W 也在同一轴截面上，它们就可以合并成两个校正量：（1-4）如果将式1.3中的二式都乘以j ，然后分别与式1.2中的两式相加，整理后即得（1-5）这就是刚性转子的动平衡方程，其中第一式称为力平衡方程，第二式称为力偶平衡方程，从这组方程的可容性可知，只有当N=2时才有唯一解。
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实验刚性转子动平衡实验任务书
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。
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R S i ）和一个力偶M（等于力系对质心C的主矩M m c S i 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 i、「2 （称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角B仆敗处，分别附加一块质量为m i、m2的重块（称校正质量）。
如能使两质量m i和m2的离心惯性力（其大小分别为m i r i ®2和m2「2 w2,w 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：
（i ）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V i。
V io i和V20 V20 2，其中V io和V20是振动位移（也可以
是速度或加速度）的幅值，® i和® 2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）根据转子的结构，选定两个校正面I、II并确定校正半径r i、「2。
先在平面I上加一“试重"（试质量）Q i = mt i Z（3,其中m t i为试重质量，卩i为试重相对参考标记的方位角，以顺转向为正。
在相同转速下测量轴承A、B的振动量V ii和V2i。
称为影响系数。
因而，我们可由下式求得影响系数。
矢量关系见图二a , b 。
显然，矢量V 11 - V 10及V 21 - V 20为平面I 上加试重Q 1所引
起的轴承振动的变化，称为试重 Q 1的效果矢量。
方位角为零度的单位试重的效果矢量
(3)取走Q 1,在平面II 上加试重Q 2=m t
2
/伊,m t 2为试重质量，伊为试重方位角。
同样
测得轴承A 、B 的振动量V 12和V 22，从而求得效果矢量
V 12 - V 10和V 22 - V 20及影响系数
(4)校正平面I 、II 上所需的校正质量
p i = m i Z 01和p 2=m 2 Z 02，可通过解下列矢量方程
组求得:
m i, m2为校正质量，0i, 2为校正质量的方位角。
11 p1 12 p2 V10 11 12 p1 21 p1 22 p2 V20 21 22 p2 V10 V20
（5 ）根据计算结果，在转子上安装校正质量，重新起动转子，如振动已减小到满意程
度，则平衡结束，否则可重复上面步骤，再进行一次修正平衡。
四、实验装置：动平衡仪
五、实验步骤：
（1）进入“刚性转子动平衡”程序。
点击“设备虚拟连接”图标，进入试验设备的虚拟连接部分，根据实际实验设备的连接情况，参照图四进行连接。
连接完毕后点击“连接完毕”按钮，如连接正确，即可进行下一步测试阶段。
（2）将转速控制器转速n b设定为1500r/min ，起动转子1至2分钟使转速保持稳定。
（ 3 ）点击“基频检测”图标，进入基频检测部分。
用鼠标左键按下工具栏左边第
一个按钮“开”启动基频检测，用光标可以进行A、B两通道的显示切换，待读数基本稳定后，分别记录转子原始不平衡引起（A、B）两轴承座振动位移的幅值和相位角V io
上“和V20 Z^2。
（4）转速回零。
在I平面（1号圆盘）上任选方位加一试重m t i,记录m t i的值（用天平测量，可取值在6〜10克之间）及固定的相位角卩i （从黑带参考标记前缘算起。
顺转向为正）。
注意：在加试重时,不要触碰参考面（2号圆盘）上的探头,启动转子之
1mm 左右,否则报告
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
教师重新调整探头位置。
(5 )启动转子调到平衡转速n b，测出I平面加重后轴承座振动位移幅值和相位角
(V11 和V21 )。
(6)转速回零。
拆除m t1，在II平面上任选方位加一试重m t2。
测量记录m t2及其方
位角卩2。
(7)转速重新调到n b。
测出□平面加试重后，轴承座振动位移幅值和相位角( V12
和V22 )。
(8 )转速回零。
取走m t2，单击“动平衡计算”图标进入动平衡计算部分，根据程序运行过程的提示，输入上述测量记录的数据。
在CRT显示计算校正质量。
(9)根据求出的校正质量(平衡质量) m i、m2及校正质量的相位角B i>02,在校
正平面I、II重新加重。
然后将转速重新调到n b,再测量记录两个轴承座残余振动的幅值和相位角。
(10 )转速回零。
再返回“动平衡计算”部分，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)，如高于70%，实验可结束。
否则应寻找平衡效果不良原因重做。
(11 )停机、关仪器电源、拉电闸。
拆除平衡质量，使转子系统复原。
六、数据记录及数据处理：
平衡转速n b = 1500 r/min 实验日期：2011.11.08
七、分析讨论:。