新动平衡实验指导书1.doc

回转构件的动平衡实验一、 实验目的：1、巩固和验证刚性回转件动平衡理论和方法。 2、掌握硬支承平衡机的工作原理和操作方法。二、回转体产生不平衡的原因对于作定轴转动的构件，由于设计、制造、装配以及材质不均匀等原因，会使回转件质量分布不对称，也就是回转轴线与其中心主惯性轴线不重合，此时构件上各点所产生的惯性力可以合成为通过质心的惯性主矢和惯性主矩，这称为不平衡现象。不平衡回转构件在运动过程中，会在轴承上产生附加的动压力，使整个机械产生周期性振动和噪声，降低机械的工作精度和可靠性。因此，必须采用平衡配重的方法，减轻不平衡程度，以减小动压力，保证回转件的正常工作。根据刚性转子的宽度b和直径D的比值，不平衡转子分为两类。当刚性转子的宽径比时，可以认为其质量集中分布在一个通过质心的垂直平面内。这类刚性转子，只要调整质量分布，使质心移到轴线上，就能消除不平衡。而这样的不平衡，可以在转子静止状态下检测，故这类转子的平衡称为静平衡。而当宽径比时，由于转子的质量不能认为分布在同一个截面内，转子的不平衡不能在静止状态下检测，这时就需要对转子进行动平衡实验。动平衡试验需在专用的动平衡实验机上进行。各种动平衡机的构造和工作原理不尽相同，但其作用都是用来确定在两个平衡平面中需加的平衡质量的大小和方位。本实验在DYQ-5F型硬支承动平衡机上进行三、实验设备和工具1 、DYQ-5F型硬支承平衡机； 2 、电机转子； 3 、天平； 4 、游标卡尺、内外卡、钢板尺；5 、橡皮泥。四、实验设备结构及工作原理：（一）、试验机结构： DYQ-5F型硬支承平衡机主要由机座、左右支承架、圈带驱动装置、电测箱、电控系统、压电式传感器、光电头等部件组成。（如图）1 电测箱 2 转子 3 大刀架 4 圈带传动系统 5 光电头 6 支承架 7 压电式传感器 8 机座 各主要部件作用如下： 1 、左右支承架：左右支承架上各装有滚轮板，滚轮作为转子的支承，滚轮板可调节升降。在左右支承架中各装有压电传感器。转子转动时，实际不平衡量产生的离心惯性力通过支承架作用到传感器上。2 、圈带驱动装置：该装置安装在机座上，采用大刀架传动方式。电动机驱动大刀架上的圈带带动转子转动，大刀架上的手柄可压紧和放松，用以调节圈带与转子之间的摩擦大小。3 、传感器：传感器的作用是将机械振动转换成电讯号，它是一个机电换能机构。当机械振动时，传感器上的压电片产生电荷，该电荷量与离心力值成正比关系，通过电荷放大器放大输出一个运算电量，反映左右支承架上的不平衡量。左、右传感器的不平衡量讯号和由光电头输出的基准信号，分别输入DYJ-S80电测箱，经电测运算后，显示左、右二校正面的不平衡量的大小和相位。 4、光电头：光电头将一束经凸镜聚焦的光束照射到转动的平衡体上，因平衡体上贴有一道反射标记，此光束被反射到光电头的光敏三极管上，随着转动有规律地中断光束的反射，光敏三极管的内电阻也随之改变，在放大器的出口处获得一个与转速同频的脉冲电压信号，以此信号为基准，比较它与转子不平衡量的电压输出信号之间的相位差，确定不平衡量的位置。5、电控系统：该系统安装在机座上，包含总电源插座及至电测箱电源插座，在机座右上方安装有操作平衡机的启动与停止按钮。6、电测系统：电测系统为一部DYJ-S80电测箱，用以计算处理左、右传感器的不平衡量讯号和由光电头输出的基准信号，并显示转子左、右二校正面的不平衡量的大小和相位。(二)、试验机工作原理：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相垂直且不重合的二个校正平面上减去或加上适当的质量来达到平衡的目的。为了精确、迅速地测量转子的动不平衡，通常把不平衡质径积这一非电量的检测转换成电量的检测，本试验机用压电式力传感器作为换能器，装在支承轴承处，故测量平面即位于支承平面上。但转子的二个校正平面，根据各种转子的不同要求（如形状、校正手段等），一般选择在轴承以外的不同位置上，所以要把支承处测量到的不平衡力信号换算到二个校正平面上去，这可以利用平行力系分解原理来实现。在动平衡以前，应把两校正平面间距 b 、校正平面到左、右两支承轴承间距 a 、 c 测量出来，预置在电测箱中，实现换算。五、实验步骤：1、把被平衡转子轻放在滚轮支承上，压下大刀架的手柄，使圈带绕上转子，用手拖动圈带，确认圈带是否能带起转子灵活转动。2、打开电测箱背面的电源开关，电测箱系统进入自检过程，自检结束后画面显示DYJ-S80。3、按“执行”键，此时画面显示n0=1，系统则等待你选择转子的支承方式，支承方式有六个选项（见电测箱面板），本实验的支承方式为1,因此可直接进入下一步操作。4、按“执行”键，画面显示： aXXXX测量左支承点到左校正面的尺寸，键入数据（单位：mm）后，按“执行”键，画面显示： b=XXXX测量左校正面到右校正面的尺寸，键入数据（单位：mm）后，按“执行”键，画面显示：C=XXXX测量右支承点到右校正面的尺寸，键入数据（单位：mm）后，按“执行”键，画面显示：r1XXXX测量左校正半径，键入数据（单位：mm）后，按“执行”键，画面显示：r2XXXX测量右校正半径，键入数据（单位：mm）后，按“执行”键，画面显示：Sp=XXXX直接按“执行”键后，机器显示：run 5、启动电动机电源，让转子顺时针运转，此时画面显示：左校正面配重量(克) n0=1 右校正面配重量(克)左校正面相位（度） 右校正面相位（度）6、关闭电机电源，让转子停住，按画面显示的数值，在不平衡的相位上加上相应的配重（橡皮泥）。7 、再次开机，观察不平衡量的大小和相位有何改变。 8、经过多次配重，直至不平衡量在 50mg 以下，就可近似地认为转子已经达到了平衡。 六、实验数据和实验报告：转子编号： 平衡转速 rpmr1= mm , r2