实验五转子动平衡实验.PDFVIP

实验五 转子动平衡实验 一、实验目的 1、巩固动平衡的理论知识； 2 、熟悉动平衡机的工作原理及刚性转子动平衡的基本方法。 二、实验设备与器材 1、硬支承动平衡机； 2 、校验转子； 3、天平； 4 、橡皮胶泥。 三、实验原理 在绕固定轴线转动的刚性回转件中，如多缸发动机曲轴、电机转子等，它们 的质量分布于沿轴向的许多互相平行的平面内。当回转件转动时，不平衡质量所 产生的离心力构成一个空间力系。该力系的合力和合力偶一般不等于零，因而引 起回转件支承内的动压力和周期性振动，且支承的振幅与回转件上各分布质量离 心力的合力成正比，振动频率与回转件的转动频率相同。因此，根据回转件支承 的振动振幅、周期及相位就可以确定回转件质量分布的不平衡情况。 根据动平衡原理可知，轴向宽度较大的回转件（一般其长径比L/D0.2 ）， 其质量分布不在同一回转面内。为使其平衡，必须分别在任选两个回转面（即 平衡校正面）内各加上或去掉适当的平衡质量，使得回转件在回转时所产生的 离心力系的合力和合力偶都为零，此时回转件支承的振动也将消失。 因材料不均匀、制造误差和几何形状不规则等影响因素，会使回转件出现 不平衡情况。因此，几乎所有回转件的动平衡问题都必须经过动平衡试验解决。 动平衡试验法就是利用各种测试手段，测量出被测回转件转动时支承的振动情 况，从而指示出回转件的不平衡情况，也由此来显示回转件平衡的精度。 四、硬支承动平衡机实验 （一）、硬支承动平衡机工作简介 H20BK 硬支承平衡机由传动装置、支承架、床身、传感器、机械放大机构、 光电头、电测箱和电控箱等组成。如图5—1 所示。 图5—1 硬支承动平衡机外形图 ①传动装置 转子装在平衡机上，由YU 系列三相异步电动机通过平皮带传动带动，电动 机安装在传动架上，而传动架的移动靠齿轮与齿条位移，调整导向轮的高低位置 可控制皮带的松紧程度。 ②支承架 左右支承架底面与床身之间用导向块定位，并通过齿轮与床身上的齿条作 纵向移动，滚轮架高低位置用螺杆来调节。 ③传感器 本机采用的传感器属磁电式速度传感器。当机械振动通过测振丝连动线圈 芯轴，使线圈在永久磁钢与外壳恒定磁通的环形气隙中作直线往复运动时，线圈 与磁场中的磁通交链而产生感生电动势e 与线圈对磁场的相对速度dx/dt 成正比。 而当支承架的刚度确定后，支承架在受检转子不平衡量所引起离心力的激励下产 生振动，振动位移随不平衡量的增减而发生变化。由此为我们在一定的平衡转速 下，测量存在于工件转子上的不平衡量提供了前提。 ④机械放大机构 机械放大机构是一杠杆式变形放大组件，它被设置在支承架和传感器之间， 其作用是将旋转状态下工件转子上残余的不平衡量激振支承架所产生的微小的 振动位移，经与支承架固连的测振连杆输入，由机械放大机构将此微小的振动位 移，放大约10 倍后，输出至磁电式速度传感器，以提高系统的测量精度。 ⑤光电头 光电头是一光电换能装置，它由自身光源经聚光透镜发射一光束，投射至 旋转中的被校验工件转子上，转子上粘贴有反光标记，光束投射到转子表面时， 贴有反光标记部位的反射光强度大于未贴有反光标记部位的反射光强度，故光敏 二极管可接受这个有强度差异的反射光，并经其内部电路的整形和放大，输出一 个与转子转速频率相同的脉冲方波信号，并以此测量转速和判别不平衡量的相 位。 安装光电头时，应使光电头与被照射的带有反光标记的表面距30-40 毫米， 光束将在投射部位形成一个较小但耀眼的光斑。当光电头能稳定地接受反射信号 时，将点亮电测箱右下方用作指示转速稳定的绿色发光二极管。如该指示灯不亮， 应调整光电头的照射位置和角度。 （二）、工作原理 试验转子的不平衡量以交变动压力的形式作用在支承架上，包含有不平衡量 的大小和相位。硬支承平衡机支架将不平衡量离心力引起的微小振动位移经机械 放大机构进行放大。为精确方便地测量转子动不平衡，通过磁电式速度传感器将 动不平衡量转化为电量的检测。 根据刚性转子的动平衡原理，一个动不平衡的刚性转子总可以在与旋转轴 线垂直而不与转子相重合的两个校正面上加减适当的质量来达到动平衡目的。因 传感器安装在支承架上，测量平面位于支承平面，转子的二校正平面可根据