回转构件动平衡实验

1、 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T和T内的不平衡重量G和G所产生。因此进行平衡实验时，便可以不管被平衡构00件的实际

2、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G和G。然后针对G和G0000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G和0G的大小和相位。01图71框架式动平衡机Ji?4A16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

3、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ee的大小由指针15指示。圆盘7固定的kk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l,l由指针kk16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厂和T上的两个不平衡重量G和G产生。平衡时00先令平衡平面T通过振摆轴线OX，当回转件移动后，T面上不平衡重量的离心力P对轴OX所产生的力矩为零，不引起框架的振动，而平衡平面T上的不平衡重量G的离心力，0对振摆

4、轴线的力矩为：M=plcos0（1）0000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T面上不平衡重量的大小和相位，我们加上一个补偿重径积Gr使产生一Kk个补偿力矩。好在圆盘7和8个各装一个平衡重量G，其重心都与轴线相距r但相位差Kk180。，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G的离K心力P就构成一个力偶矩M，它也影响到框架绕OX轴的振动，M大小为：kKKM=plcos0（2）kkkk框架振动的合力矩为：M=M+M=plcos0一plcos00k000kkk如果合力矩为零，则框架静止不动，此时：plcos0一plcos0=0000kkk或：G

5、rlcos0一Grlcos0=00000KKkk满足上式条件为：Gr=GrJ（3）00kkFl00=00k在平衡机的补偿装置中，Gr是已知的。试件的两平衡平面是预先选定的，因而平面Kk的距离l也是已知的，因此，式（3）可以写成；kGr二Al（4）00k其中：A=l0=常数/0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。出不平衡重径积的大小。通过调节手轮17与18,使框架静止不动，读出1和0k的数值，由公式即可计算当选定加平衡重量的回转半径r后，平衡重量G的大小为:pp其相位可以这样来确定。停车后，使指针15转到图中所

6、示与OX轴垂直的虚线位置,此时G:的位置就在平面T内回转中心的铅垂方向。测量另一个平面T上的不平衡重径积，只需将回转试件转180。使平面T通过OX轴，测量方法与平面T的测量方法相同。四、实验步骤记录l的零点及本实验台的系数A（A数值标注在马达上）。k2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。加上补偿力矩。先调节手轮17,使l有一些读数。这时框架振动，然后调节手轮18,k观察指针20,由于试件与圆盘转速相等，故M与M变化频率相等，当调节=+1800K0k时M与M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，0K0k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l，如次k反复调整数次直到指针20不动，即框架振动消除。停车，读出1、的数值，计算不平重径积的大小并确定它的相位。kk0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OX，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？加补偿力矩和调相位角，使框架振动消除的有效操作程序