刚性转子动平衡条件6则

刚性转子动平衡条件6则 以下是网友分享的关于刚性转子动平衡条件的资料6篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。 刚性转子动平衡(1) 实验二刚性转子动平衡实验 2011010292 水利水电工程系 水工13班 翟桐 同组成员:李嘉荣、成一凡、陈钟望、闫封任 实验日期:2012.11.15 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。 1 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R =力偶M (等于力系对质心C 的主矩M = ?S i )和一个 ?m (S )=m c i c )。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 2 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V 10=V 10?ψ1和V 20=V 20?ψ2，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。 (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 1、r 2。先在平面I 上加一“试重”(试质量)Q 1=mt 1?β1，其中m t 1为试重质量，β1为试重相对参考标记的 3 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 11和V 21。 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称为影响系数。因而，我们可由下式求得影响系数。α11= V 11-V 10V -V 20 , α21=21 Q 1Q 1 (3)取走Q 1，在平面II 上加试重Q 2=m t 2?β2，m t 2为试重质量，β2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 α12= V 12-V 10V -V 20 , α22=22 Q 2Q 2 (4)校正平面I 、II 上所需的校正质量p 1=m 1?θ1和p 2=m 2?θ2，可通过解下列矢量方程组求得: m 1，m 2为校正质量，θ1，θ2为校正质量的方位角。 ?α11p 1+α12p 2=-V 10?V 10??α11α12??p 1? 4 及=-????? ?α?αp +αp =-V 22220?211?21α22??p 2??V 20? (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: 1. 转子系统(转速0~4000r/min，临界转速?5000r/min) 2. 调速器(调速500~4100r/min) 3. 光电变换器(位移0.1~2000μm ) 4. 电涡流位移计(频率0~1000Hz，位移2mm 峰峰值) 5. 电子天平(200?0.01g ) 6. 微型计算机 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 5 切换，待读数基本稳定后，分别 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 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 10?ψ 1 和V 20?ψ2。 (4)转速回零。在I 平面(1号圆盘)上任选方位加一试重m t 1，记录m t 1的值(用 天平测量，可取值在6,10 克之间)及固定的相位角β1(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 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 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(V 11 和V 21)。 (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β2。 (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(V 12 和V 22)。 (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 6 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 1、m 2及校正质量的相位角θ1、θ2，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: 2012.11.15 七、 分析讨论: (1) 实测数据矢量关系图: (2) 实验结果分析:实验中通过刚性转子动平衡校正，平衡率η1, η2分别达到 87.93%和85.71%，满足实验要求。由实验结果可验证理论。另外，实验的主要误差来源之一是固定加载物的位置与计算值有一定偏差，其二是可能无法找到质量与计算结果完 7 全相同的加载物。 (3) 实验方法讨论:实验过程中老师介绍的差量法适用于无法恰好找到与计算 值相等的加载物的情况。主要操作步骤是称取两份加载物，使质量之差为所求理论质量值，将大质量加载物固定于所求角度值处，另一小质量加载物固定在对面相差180?处。这个方法可以一定程度上改善实验条件，但另一方面也增加了加载物固定位置带来的实验误差。另外，实验使用数字化测量的手段，将各种测量值(如位移)转化为电信号，增加测量精度，方便数据处理的同时也简化了测量过程。 刚性转子动平衡(2) 刚性转子动平衡的目标是使离心惯性力的合力和合力偶矩的值趋近于零。为此，我们可以在转子上任意选定两个截面I、II-称校正平面，在离轴心一定距离r1、r2 一称校正半径，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m1、m2的重块一称校正质量。如能使两质量m1和m2的离心惯性力(其大小分别为m1r1ω2和m2r2ω2，ω为转动角速度)的合力和合力偶正好与原不平衡转子的离心惯 8 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: 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V10=?V10??ψ1和V20=?V20??ψ2，其中?V10?和?V20?是振动位移，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。 根据转子的结构，选定两个校正面I、II并确定校正半径r1、r2。先在平面I上加一试重Ω1=mt1?β1，其中mt1=?Ω1?为试重质量，β1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V11和V21。 矢量关系见图二a，b。显然，矢量V11-V10及V21-V20为平面I上加试重Ω1所引起的轴承振动的可由下面式子求影响系数。 (1) (2) 取走Ω1，在平面II上加试重Ω2=mt2?β2，mt2=?Ω1?为试重质量，β2为试重方位角。同样测得轴承A、B的振动量V12和V22，从而求得效果矢量V12-V10和V22-V20(见图二c，d)及影响系数 9 (3) (4) 校正平面I、II上所需的校正量p2=m1?θ1和p2=m2?θ2，可通过解矢量方程组求得: (5) (6) m1=?p1?，m2=?p2?为校正质量，θ1，θ2为校正方位角。 求解矢量方程最好能使用台式计算机。本文附录给出用MATLAB5.2应用软件编制的两平面影响系数法动平衡实用程序。 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。 刚性转子动平衡(3) 刚性转子动平衡 syq 论坛元老 刚性转子动平衡，借机械原理教材一道题目，用PROE求 10 解。3个不平衡质量M1=30kg;M2=80kg;M3=25kg。分别位于DTM1曲线a、DTM2曲线b、DTM3曲线C(见图)要求在DTM4、DTM5两平面内，半径250的圆周上加平衡质量M5、M4。求出M4、M5及其相位。按动平衡要求惯性力的合力和合力矩为零。思路是首先找出惯性力的合力将其平衡(静平衡)，再后平衡力矩。按图建转杆零件 按图建转杆零件，建装配，转杆与组件基准轴销钉连接，M1、M2、M3与转杆球连接。设置参数Rb=250、ZS=360(转速) 进入机构设置M1、M2、M3质量属性，注意单位。由于直接设置质量，所以尺寸无关紧要。 设置电机后建动态分析，电机转速可用户定义输入参数ZS。 创建测量并保存为PROE参数，注意力坐标系方向。 保存分析后回到 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 模式，激活转杆建坐标系，在DTM4建曲线。 11 组件模式建关系并再生 至此已得到力平衡的大小和方向，转入机构 设置好力后再建连接轴力矩测量 建动态分析2，可见合力为0，将力矩测量结果保存为PROE参数返回标准。 激活转杆在DTM4建曲线，根据分析结果已得到力矩的方向和大小，将其变为DTM4和DTM5平面 内的力偶。 注意曲线的草绘位置(要用到负数)。进入组件建关系如图。在DTM4内利用平行四边形画曲线合成前平衡力与力偶力，并在DTM5建等值反向偶力曲线。 利用计算公式(干预一下)可得到结果。 进入机构验证 利用公式的好处是省事。如果一时记不起也找不到，那就麻烦一点。先建零件M4设置密度，与转杆在DTM5销钉连接，设置电机2，建测量，动态分析。 12 M5如法炮制。回到标准建运动分析特征 为了利用可行性分析得到尺寸(也就得到了质量)先灵敏度分析 可行性分析得到 M4 的尺寸，M5 如法炮制。 接受优化后进入参数查看质量 进入机构验证平衡结果，之前先隐含再装配 并可再建组件坐标系测量得到Y、Z方向与旋转轴 的偏心距以评估平衡质量。 关系里面的$ 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示允许负数;d16:0尺寸是750，两平衡面的距离。 MDO_MR_2是测得的力矩;d16:0尺寸是750，两平衡面的距离，力臂;FM是力偶的力。第一张图不是标了750吗,至于750尺寸的编号要根据你的模型。 问:斑竹,按问问.我在按照教程作的时候,设置扭矩/力时,MD0_FR_1,，系统提示此参数没有定义阿，而将FR_1设定为位置检测则不报错，请大虾指导，谢谢～ 答:注意贴#5的图片中那个箭头，将测量保存为PROE参数。 13 问:楼主，我的第一次测量就与您的不一样，我也是按您的教程做的～真郁闷～ 上面的问题，我认为是软件的原因(但我用wf2.0、wf3.0均是这样)，因为从逻辑上讲应该是可行的～我还有一个问题想请教，我在测Y方向的径向力时，显示得却是X方向，难道径向代表是垂 直，那个正负方向也捉摸不定,百思不得其解，请老大指点! 答:在看一下#5图，”力坐标系“ 答:是否选择了“用户定义”后再选的参数,最好贴张图片出来看看。 问者:终于等到syp老大，看到您我就有信心啦～请大大帮我看看～ 问:上面的问题，我认为是软件的原因(但我用wf2.0、wf3.0均是这样)，因为从逻辑上讲应该是可行的～我还有一个问题想请教，我在测Y方向的径向力时，显示得却是X方向，难道径向代表是垂直，那个正负方向也捉摸不定,百思不得其解，请老大指点 14 ! 答:在看一下#5图，”力坐标系“ QUOTE: 原帖由 jxgzlyh 于 2005-10-6 07:42 发表 上面的问题，我认为是软件的原因(但我用wf2.0、wf3.0均是这样)，因为从逻辑上讲应该是可行的～ QUOTE: 原帖由 hualinda 于 2006-4-28 08:43 发表 转速还不知道设～ 刚性转子动平衡实验(4) 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 15 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?及?作为平衡基面。再将各离心惯性力分解到平衡基面?及?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(4)由振幅 y ， y1，停机。 y1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 y’ 16 置。然后开机并记下振幅大小1。 (6)停机后，由振幅步骤7。 y1’ 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 (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, y0。 刚性转子动平衡实验(5) 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。 17 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 图 5-1 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 18 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r1、r2(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m1、m2的重块(称校正质量)。如能使两质量m1和m2的惯性力(其大小分别为m1r1ω和m2r2ω，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。 22 图5-2转子系统与惯性力系简化 19 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ψA和ψB向的振动量A0=VA0?ψA其中VA0和VB0是振动位移的幅值，B0=VB0?ψB， 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) 1=mt1?β1，这里mt1、β1 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A1和B1。定义该“试重”的影响系数为 A1=A1-A0-B0 B1=B1 11图5-1 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。 图5-1 3(取走平面I上的“试重”，在平面II上加“试重”2=mt2?β2，在相同转速下测量轴承A、B的振动量A2和B2，由此可以定义该“试重”的影响系数为 A2=A2-A0-B0 B2=B2 22 4(校正平面I、II上所需的校正质量1=m1?θ1和2=m2?θ2，可通过解下列矢量方程组求得: 20 ?A11+A22=-A0 ??B11+B22=-B0 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。 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。 21 2(将转速控制器转速nb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VA0?ψA、VB0?ψB。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mt1(要拧紧)，记录mt1的值(用天平测量，可取其在6,10克之间)及固定的相位角β1(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nb，测出I平面加重后，两个轴承座振动位移的幅值和相位角(A1和B1)。同样将值输入到动平衡计算程序中。 6(转速回零。拆除mt1，在II平面(4号圆盘)上任选方位加一试重mt2。测量记录mt2的值及其固定方位角β2。 7(转速重新调到nb。测出II平面加“试重”后，两个轴承 22 座振动位移的幅值和相位角(A2和B2)。 8(转速回零。取走mt2，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)m1、m2及校正质量的相位角θ1、θ2，在校正平面I、II重新加重。然后将转速重新调到nb，再测量记录两个轴承座振动的幅值和相位角。 刚性转子动平衡实验(6) 刚性转子动平衡实验 一、实验目的 1. 通过实验巩固和验证回转件动平衡原理和方法; 2. 掌握动平衡实验台的工作原理和操作方法; 3. 掌握平衡精度的基本概念。 二、实验原理及设备 转子动平衡检测是一般用于轴向宽度B与直径D的比值大于0.2的转子(小于0.2的转子适用于静平衡)。转子动平衡检测时，必须同时考虑其惯性力和惯性力偶的平衡，即Pi=0，Mi=0。如图1所示，设一回转构件的偏心重Q1及Q2分别位于平面1和平面2内，r1及r2为其回转半径。当回转体以等角速度回转时，它们将产生离心惯性力P1及P2，形成 23 一空间力系。 图1 动平衡原理 1、光电传感器 2、被试转子 3、硬支承摆架组件 4、压力传感器5、减振底座 6、传动带 7、电动机 8、零位标志 图2 DPH,I型智能动平衡机结构 由理论力学可知，一个力可以分解为与它平行的两个分力。因此可以根据该回转体的结构，选定两个 平衡基面I和II作为安装配重的平面。将上述离心惯性力分别分解到平面I和II内，即将力P1及P2分解为P1I及P2I(在平面I内)及P1II及P2II(在平面II内)。这样就可以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了。显然，只要在平面I和II内各加入一个合适的配重QI和QII，使两平面内的惯性力之和均等于零，构件也就平衡了。 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 24 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。 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。 图3 三、主要软件界面操作介绍 1、 系统主界面介绍 图4系统主界面介绍 1) 测试结果显示区域，包括左右不平衡量显示、转子转速显示、不平衡方位显示。 2) 转子结构显示区，用户可以通过双击当前显示的转子结构图，直接进入转子结构选择图，选择需 要的转子结构。 25 3) 转子参数输入区域，在进行计算偏心位置和偏心量时，需要用户输入当前转子的各种尺寸，如图 上所示的尺寸，在图上没有标出的尺寸是转子半径，输入数值均是以毫米(mm)为单位的。 4) 原始数据显示区，该区域是用来显示当前采集的数据或者调入的数据的原始曲线，在该曲线上用 户可以看出机械振动的大概情况，根据转子偏心的大小，在原始曲线上用户可以看出一些周期性的振动情况。 5) 数据分析曲线显示按钮:通过该按钮可以进入详细曲线显示窗口，可以通过详细曲线显示窗口看 到整个分析过程。 6) 指示出检测后的辊子的状态，灰色为没有达到平衡，蓝色为已经达到平衡状态。平衡状态的标准 通过“允许不平衡质量”栏由用户设定。 7) 左右两面不平衡量角度指示图，指针指示的方位为偏重的位置角度。 8) 自动采集按钮，为连续动态采集方式，直到停止按钮按下为止。 9) 单次采集按钮。 10) 复位按钮，清除数据及曲线，重新进行测试。 11) 工件几何尺寸保存按钮开关，点击该开关可以保存设置数据(重新开机数据不变)。 26 2、 模式设置界面 图5模式设置界面 如上图所示，图上罗列了一般转子的结构图，用户可以通过鼠标来选择相应的转子结构来进行实验。每一种结构对应了一个计算模型，用户选择了转子结构同时也选择了该结构的计算方法。 3、 采集器标定窗口 图6 采集器标定窗口 用户进行标定的前提是有一个已经平衡了的转子，在已经平衡了的转子上的A，B两面加上偏心重量，所加的重量(不平衡量)及偏角(方位角)用户从“标定数据输入窗口”输入，启动装置后，用户通过点击“开始标定采集”来开始标定的第一步，这里需要注意的是所有的这些操作是针对同一结构的转子进行标定的，以后进行转子动平衡时应该是同一结构的转子，如果转子的结构不同则需要重新标定。“测试次数”由用户自己设定，次数越多标定的时间越长，一般5~10次。“测试原始数据”栏只是用户观察数据栏，只要有数据表示正常，反之为不正常。“详细曲线显示”用户可观察标定过程中数据的动态变化过程，来判断标定数据的准确性。 在数据采集完成后，计算机采集并计算的结果位于第二行 27 的显示区域，用户可以将手工添加的实际不平衡量和实际的不平衡位置填入第三行的输入框中，输入完成并按“保存标定结果”按钮，“退出标定”完成该次标定。 4、 数据分析窗口 按“数据分析曲线”键，得如下窗口，可详细了解数据分析过程。 图7数据分析窗口 1) 滤波器窗口:显示加窗滤波后的曲线，横坐标为离散点，纵坐标为幅值。 2) 频谱分析图:FFT变换左右支撑振动信号的幅值谱，横坐标为频率，纵坐标为幅值。 3) 实际偏心量分布图:自动检测时，动态显示每次测试的偏心量的变化情况。横坐标为测量点数， 纵坐标为幅值。 4) 实际相位分布图:自动检测时，动态显示每次测试的偏相位角的变化情况。横坐标为测量点数， 纵坐标为偏心角度。 5) 最下端指示栏指示出每次测量时转速、偏心量、偏心角的数值。 四、主要技术参数 1) 工件质量范围(kg):0.1~5 28 2) 工件最大外径(mm):Φ260 3) 两支承间距离(mm):50~400 4) 支承轴径范围(mm):Φ3~30 5) 圈带传动处轴径范围(mm):Φ25~80 6) 电机功率(kw):0.12 7) 平衡转速:约1200转/分,2500转/分两档 8) 最小可达残余不平衡量?0.3g mm/kg 9) 一次减低率:?90% 10) 测量时间:最长3s 五、动平衡实验操作步骤 1. 平衡件模式选择 点击“动平衡实验系统”, 出现“动平衡实验系统”的虚拟仪器操作前面板，点击左上“设置”菜单功能键的“模式设置”功能，屏幕上出现模型ABCDEF六种模型。根据动平衡元件的形状，选择其模型格式。选中的模型右上角的指示灯变红,点击“确定”，回到虚拟仪器操作前面扳。在前面扳右上角就会显示所选定的模型形态。量出你所要平衡器件的具体尺寸，并根据图示平衡件的具体尺寸，将数字输入相应的A、B、C、框内。点击“保存当前配置”键，仪器就能记录、保存这批数据，作为平衡件相应平衡公式的基本数据。只要不重新输入新的数据，此格式及相关数据不管计算机是否关机或运行其它程序，始终保持不变。 29 2. 系统标定 1) 点击“设置”框的“系统标定”功能键，屏幕上出现仪器标定窗口。将两块2克重的磁铁分别放 置在标准转子左右两侧的零度位置上，在标定数据输入窗口框内，将相应的数值分别输入“左不平衡量”、“左方位”;”右不平衡量”及“右方位”的数据框内(按以上操作，左、右不平衡量均为2 克，左、右方位均是零度)，启动动平衡试验机，待转子转速平稳运转后，点击“开始标定采集”，下方的红色进度条会作相应变化，上方显示框显示当前转速，及正在标定的次数，标定值是多次测试的平均值。 2) 平均次数可以在“测量次数”框内人工输入，一般默认的次数为10次。标定结束后应按“保存 标定结果”键，完成标定过程后，按“退出标定”键，即可进入转子的动平衡实际检测。标定测试时，在仪器标定窗口“测试原始数据”框内显示的四组数据，是左右两个支撑输出的原始数据。如在转子左右两侧，同一角度，加入同样重量的不平衡块，而显示的两组数据相差甚远，应适当调整两面支撑传感器的顶紧螺丝，可减少测试的误差。 3. 动平衡测试 1) 手动(单次):手动测试为单次检测，检测一次系统自动停止，并显示测试结果。 2) 自动(循环):自动测试为多次循环测试，操作者可以 30 看到系统动态变化。按“数据分析曲线” 键，可以看到测试曲线变化情况。需要注意的是:要进行加重平衡时，在停止转子运转前，必须先按“停止测试”键，使软件系统停止运行，否则会出现异常。 4. 实验曲线分析 在数据采集过程中，或在停止测试时，都可在前面板区按“数据分析曲线”键，计算机屏幕会切换到“采集数据分析窗口”，该窗口有四个图形显示区和5个数字显示窗口，它们分别是“滤波后曲线”、“频谱分析图”、“实际偏心量分布图”和“实际相位分布图”四个图形显示区和转速，左右偏心量及偏心角五个数字显示窗口在自动测试情况下(即多次循环测试)，从“实际偏心量分布图”和“实际相位分布图”可以看到每次测试过程当中的偏心量和相位角的动态变化，曲线变化波动较大说明系统不稳定要进行调整。 5. 平衡过程 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 31 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。 由于动平衡 数学 数学高考答题卡模板高考数学答题卡模板三年级数学混合运算测试卷数学作业设计案例新人教版八年级上数学教学计划 模型计算理论的抽象理想化和实际动平衡器件及其所加平衡块的参数多样化的区别，因此动平衡实验的过程是个逐步逼近的过程。 6. 动平衡实验操作示例 1) 打开“测试程序界面”，然后打开实验台电源开关，并打开电机电源开关，点击开始测试。这时应看 到绿、白、蓝三路信号曲线。如没有应检查传感器的位置是否放好。 2) 三路信号正常后点击退出测试，退出“测试程序”。然后双击“动平衡实验系统界面”进入实验状态。 3) 测量A、B、C及转子半径尺寸输入各自窗口，然后点击“设置”窗口进入“系统标定”界面 在标定 数据输入窗口输入左、右不平衡量及左右方位度数(一般以我们给的最大重量磁钢 2g作标定，方位放在O度)，数 32 据输入后点击“开始标定采集”窗口开始采集。这时可以点击“详细曲线显示”窗口，显示曲线动态过程。等测试十次后自动停止测试。点击“保存标定结果”窗口，回到原始实验界面，开始实验。 4) 点击“自动采集”窗口，采集35次数据比较稳定后点击“停止测试”窗口，以左右放1.2克为例，左 边放在0度，右边放在270度。这时数据显示为: 左 右 然后在左边180度处放1.2克，在右边280度对面100度处放1.2克，点击“自动采集”。开始采集35次后点击停止测试。这时数据为: 左 右 若我们设定左、右不平衡量?0.3克时即为达到平衡要求。这时左边还没平衡，右边已平衡。在左边283度对面放0.4克，点击自动采集，采集35次后数据为: 左 右 这时两边都?0.3克，“滚子平衡状态”窗口出现红色标志，点击“停止测试”。 刚性转子动平衡实验报告 33 班级 姓名 学号 日期 成绩 〈一〉 实验目的 〈二〉 实验数据 〈三〉 1. 2. 3. 思考题 哪些类型的试件需要进行动平衡实验,试件经动平衡后是否还要进行静平衡，为什么, 为什么偏重太大需要进行静平衡, 指出影响平衡精度的一些因素。 34