回转构件动平衡实验.doc

实验7 回转构件动平衡实验回转构件动平衡是现代机械的一个重要问题，尤其是高速机械在运转时，所产生的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应力，也会降低机械效率和使用寿命。因此，掌握回转构件动平衡的原理和方法具有特别重要的意义。一、 实验目的 巩固回转构件动平衡的基本概念，熟悉补偿式动平衡机的基本工作原理及操作方法。二、 设备和工具框架式动平衡机；试件转子；平衡重量；普通天平；卡尺；钢尺。三、 原理和方法理论上已阐明，任何回转构件的动平衡，都可以认为是分别处于两个任意选定的回转平面和内的不平衡重量和所产生。因此进行平衡实验时，便可以不管被平衡构件的实际不平衡重量所在平面及其大小如何，只需要根据构件实际外形的许可选择两回转平面作为平衡效正平面，且把不平衡重量看作处于该平面之中的和。然后针对和进行平衡就可以达到目的。本实验用框架式动平衡机，它利用补偿重径积法测定平衡平面中的不平衡重量和的大小和相位。LKxoL0M0MKP0P010PKK20191817161514131211987654321图71 框架式动平衡机框架式动平衡机的结构如图71所示，框架1经弹簧2与固定的底座3相联，它只能绕OX轴线摆动，构成一个振动系统，框架上装有主轴4，由固定在底座上的电动机14通过传动带和带轮12驱动，主轴4上装有主轴螺旋齿轮6，它和齿轮5齿数相等。互相啮合的齿轮6还可以沿主轴4移动，移动的最大距离和它的轴向宽度相等，它大于齿轮5的节圆周。因此，调节手轮18，使齿轮6从左极端位置移动到右极端位置时，齿轮5及和它固定的轴9可以回转一周以上，借此调节两圆盘的,的大小由指针15指示。圆盘7固定的轴9上，通过调节手轮17可以使圆盘8沿轴9上下移动，以调节两圆盘距离，由指针16指示。将要平衡的试件10架于两个滚动支承13上，通过挠性联轴器11由主轴4带动，此时试件不平衡重量可以看成在两平衡平面和上的两个不平衡重量和产生。平衡时先令平衡平面通过振摆轴线，当回转件移动后，面上不平衡重量的离心力对轴所产生的力矩为零，不引起框架的振动，而平衡平面上的不平衡重量的离心力，对振摆轴线的力矩为： （1）这力矩使整个框架产生振动，振幅大小可由指针20读出。为了测出面上不平衡重量的大小和相位，我们加上一个补偿重径积使产生一个补偿力矩。好在圆盘7和8个各装一个平衡重量，其重心都与轴线相距但相位差，当电动机旋转后，由主轴4带动齿轮6、5，因平面圆盘7、8也旋转。这时的离心力就构成一个力偶矩，它也影响到框架绕轴的振动，大小为： （2）框架振动的合力矩为： 如果合力矩为零，则框架静止不动，此时： 或： 满足上式条件为： (3) 在平衡机的补偿装置中，是已知的。试件的两平衡平面是预先选定的，因而平面的距离也是已知的，因此，式(3)可以写成； （4）其中： =常数 为了观察和提高测量精度，在框架上装上重块19，移动重块19可以改变整个振动系统的自振频率，使框架接近共振状态，即振幅最大。通过调节手轮17与18，使框架静止不动，读出和的数值，由公式（4）即可计算出不平衡重径积的大小。当选定加平衡重量的回转半径后，平衡重量的大小为： 其相位可以这样来确定。停车后，使指针15转到图中所示与轴垂直的虚线位置，此时的位置就在平面内回转中心的铅垂方向。测量另一个平面上的不平衡重径积，只需将回转试件转使平面通过轴，测量方法与平面的测量方法相同。四、 实验步骤1记录的零点及本实验台的系数A（A数值标注在马达上）。 2启动电动机使试件回转，注意试件一端的联轴节应与皮带轮顺着方向靠好，避免启动时冲击。3移动重块19，使框架振幅最大。 4加上补偿力矩。先调节手轮17，使有一些读数。这时框架振动，然后调节手轮18，观察指针20，由于试件与圆盘转速相等，故与变化频率相等，当调节时与同向，两力矩正向叠加，框架振幅最大，当调节时两力矩反向叠加，框架振幅最小。这时不平衡重量的相位已经基本找到，再继续调节手轮17即改变，如次反复调整数次直到指针20不动，即框架振动消除。 5停车，读出、的数值，计算不平重径积的大小并确定它的相位。6根据你所确定的不平衡重量效正试件后再开车，观察效果。五、 思考题 1动平衡实验法的基本特点是什么？有那些类型的试件？试件动平衡后是否满足静平衡要求。 2为什么在实验时要使一个平面通过摆动轴线，当已使一个平面平衡好后，再去平衡第二个平面，是否一定这样做？3加补偿力矩和调相位角，使框架振动消除的有效操作程序是怎样操作？ 4调共振的作用是