剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗報告.docx

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1、剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗浙江大學(xué)，令狐烈一、實驗?zāi)康?1)掌握剛性轉(zhuǎn)子動平衡的基本原理和步驟；(2)掌握虛擬基頻檢測儀和相關(guān)測試儀器的使用；二、實驗內(nèi)容和實驗原理1.實驗內(nèi)容采用虛擬儀器技術(shù)對一多圓盤剛性轉(zhuǎn)子進行動平衡。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)如圖1所示，轉(zhuǎn)子存在原始不平衡質(zhì)量，左右兩個圓盤為平衡平面。擬測試原始不平衡量及相位，并在兩個平衡平面上配重，便殘余不平衡量控制在一定范圍。2.實驗原理圖1轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與力系簡化一個動不平衡的剛性回轉(zhuǎn)體繞其回轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動時，該構(gòu)件上所有的不平衡重量所產(chǎn)生的離心慣力總可以轉(zhuǎn)化為任選的兩個垂直于回轉(zhuǎn)軸線的平面內(nèi)的兩個當量不平衡質(zhì)量m1和m2(它們的質(zhì)心位置分別為r1和r2)所產(chǎn)

2、生的離心力m1r1w2和m2r2w2,動平衡的任務(wù)就是在這兩個任選的平面(稱為平衡基面)內(nèi)的適當位置（r3平和r4平）加上兩個適當大小的平衡重G3平和G4，使它們產(chǎn)生的平衡力與不平衡重量產(chǎn)生的不平衡力大小相等,而方向相反。此時,ΣP=0且ΣM=0，使該回轉(zhuǎn)體達到動平衡。三、實驗裝置序號名稱數(shù)量1多盤轉(zhuǎn)子系統(tǒng)12調(diào)速器13調(diào)速電機14相位傳感器15雙懸臂梁水平位移傳感器16電子天平17微型計算機（安裝清華大學(xué)的dynamicbalance軟件）1四、實驗步驟1.虛擬儀器接線圖2測試虛擬設(shè)備連線圖進入“剛性轉(zhuǎn)子動平衡”程序，點擊“設(shè)備模擬連接”圖標，按圖3示用鼠標左鍵連接虛擬測試儀器，如連

3、線錯誤，用鼠標左鍵單擊“重新連接”按鈕。確認無誤后，用鼠標左鍵單擊“連接完畢”按鈕，如果出現(xiàn)“連接錯誤”的提示，則連接有錯，需要按“確定”，再按“重新連接”。如果出現(xiàn)“連接正確”的提示，按“確定”后，可獲得與圖4相同的虛擬動平衡儀應(yīng)用程序界面。2.原始不平衡量測試(1)將轉(zhuǎn)速控制器轉(zhuǎn)速設(shè)定為1200r/min，啟動轉(zhuǎn)子2至3分鐘使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。圖3計算機虛擬動平衡儀顯示界面(2)點擊“基頻檢測”圖標，進入圖4的狀態(tài)下，用鼠標左鍵按下左上角按鈕“開始”啟動虛擬動平衡儀，點擊“A通道”、“B通道”進行通道切換。待讀數(shù)基本穩(wěn)定后，記錄轉(zhuǎn)子原始不平衡引起左（A）、（B）軸承座振動位移基頻成份的

4、幅值和相位角、。3.平衡處理(1)點擊“動平衡計算”圖標，調(diào)用專用的動平衡計算程序(圖5)，輸入測出的初始不平衡量。(2)轉(zhuǎn)速回零。在I平面（1號圓盤）上任選方位加一試重，記錄的值（用天平測量，可取其在6～12克之間）及固定的相位角（見1號圓盤相位標記）。(3)啟動轉(zhuǎn)子，重新調(diào)到平衡轉(zhuǎn)速，測出I平面加重后，兩個軸承座振動位移的幅值和相位角（和）。同樣將值輸入到動平衡計算程序中。(4)轉(zhuǎn)速回零。拆除，在II平面（4號圓盤）上任選方位加一試重。測量記錄的值及其固定方位角。(5)速重新調(diào)到。測出II平面加試重后，兩個軸承座振動位移的幅值和相位角（和）。(6)轉(zhuǎn)速回零。取走，調(diào)出專用動平衡計算

5、程序，根據(jù)程序運行過程的提示，輸入上述測量記錄的數(shù)據(jù)，求出的校正質(zhì)量（平衡質(zhì)量）及相位。4.平衡檢驗(1)根據(jù)求出的校正質(zhì)量（平衡質(zhì)量）、及校正質(zhì)量的相位角、，在校正平面I、II重新加重。然后將轉(zhuǎn)速重新調(diào)到，再測量記錄兩個軸承座殘余振動的幅值和相位角。(2)轉(zhuǎn)速回零。計算平衡率（即平衡前后振動幅值的差與未平衡振幅的百分比），高于70%，實驗可結(jié)束。圖4動平衡計算軟件界面5.　停機、關(guān)儀器電源、拉電閘。拆除平衡質(zhì)量，使轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)原。六、實驗數(shù)據(jù)的記錄與整理表1實驗數(shù)據(jù)平衡轉(zhuǎn)速r/min1200r/minA軸承I平面B軸承II平面幅值相位幅值相位原始振動,3.5m136deg4.2m110

6、degI平面試重6.82克206deg，2.8m93deg4.2m103degII平面試重7.61克340deg，4.6m156deg5.8m118deg計算校正量7.37克75.3deg16.70克138.2deg實際加重質(zhì)量7.38克150deg16.70克140deg平衡后振動，0.8m1.2m平衡率77.14%71.43%1.實驗結(jié)果的分析和實驗感悟。（1）實驗的計算由計算機完成，不會有計算上的失誤，而只有算法上的不完善。但是因為是計算機計算而且軟件已經(jīng)封裝好，不能讓我們看到計算過程和原理，這對我了解實驗的計算原理不太好。（2）本實驗中，質(zhì)量用電子天平測量，已經(jīng)相當精確。誤

7、差的主要來源是的讀取。實驗時，角度主要靠人眼通過刻度盤讀取，刻度盤標示不準，加上最小分度為2deg，使得角度讀取很不準確。而再用螺釘配重時，墊片又會擋住視線，影響判斷，所以誤差的主要來源是角度讀取不準確。（3）比較試驗數(shù)據(jù)可以看出，本實驗中配重的角度實際值和理論值相距甚遠，就是因為初始時A，B盤在不配重和分別配重時角度讀取出了加大的誤差，導(dǎo)致理論和實際偏差很遠，結(jié)果我們不斷調(diào)整角度，才把平衡率勉強提到70%以上。（4）實驗時要注意安全，每個人應(yīng)