编辑版word1)实验三转子动平衡实验指导书一、实验目的1.加深对转子动平衡概念的理解。2.掌握刚性转子动平衡试验的原理及基本方法、实验设备1.JPH—A型动平衡试验台2.转子试件3.平衡块4.百分表0~10mm三、JPH—A型动平衡试验台的工作原理与结构1.动平衡试机的结构动平衡机的简图如图1、图2、所示。待平衡的试件3安放在框形摆架子的支承滚轮上，摆架的左端固结在工字形板簧2中，右端呈悬臂。电动机9通过皮带10带动试件旋转；当试件有不平衡质量存在时，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动，通过百分表5可观察振幅的大小。通过转子的旋转和摆架的振动，可测出试件的不平衡量（或平衡量）的大小和方位。这个测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器安装在摆架的右端，它的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件3联接；右端为输出端（n丿与补偿盘相联接。13差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个外壳为蜗轮的转臂H组成的周转轮系。（1）当差速器的转臂蜗轮不转动时％=0,则差速器为定轴轮系，其传动比为：HnZi二3二一—1=—1，n=—n31nZ31133）编辑版word1、摆架2、工字形板簧座3、转子试件4、差速器5、百分表6、补偿盘7、蜗杆8、弹簧9、电机10、皮带图1这时补偿盘的转速巴与试件的转速ni大小相等转向相反。31（2）当牛和nH都转动则为差动轮系，传动比周转轮系公式计算：1Hn-nZ4_iH二H=-―i=-1；n二2n-n⑵31n一nZ3H11H3蜗轮的转速n是通过手柄摇动蜗杆7，经蜗杆蜗轮副在大速比的减速后得到。因此蜗轮的H转速nH<-n，这时巴方向仍与斗反向，但速H1331度增加了。由此可知当手柄不动补偿盘的转速大小与试件相等转向相反，正向摇动手柄（蜗轮转速方向与试件转速方向相同）补偿盘减速，反向摇动手柄补偿盘加速。这样可改变补偿盘与试件圆盘之间的相对相位角（角位移）。这个结论的应用将在后面述说。2、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、结构的不对称等诸因素保存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。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件工M=0A345编辑版word乙M=0B3）编辑版word工MA二M+M二5cosQmrl222=-cosQ=mrlppp=cos(18Oo+Q)p6pypPmrlXrp1PFP3mprl2F1F2削这就是转子动平衡的力学条件3、动平衡机的工作原理当试件上有不平衡质量存在时（图2）,试件转动后则生产离心惯性力F2mr，他可分解成垂直分力F和水平分力F,由于平衡机的工字形板簧和摆架在水平方向（绕y轴）yx抗弯刚度很大，所以水平分力F对摆架的振动影响很小可忽略不计。而在垂直方向（绕xx轴）的抗弯刚度小，因此垂直分力产生的力矩M=F・L=32mrcosv・L的作用下，使摆架产y生周期性的上下振动（摆架振幅大小）的惯性力矩为M=0M二①2mrlcosQ122222要使摆架不振动必须要平衡力矩M2。在试件上选择圆盘作为平衡平面，加平衡质量m。则2p绕x轴的惯性力矩M=«2mrlcosT；要使这些力矩得到平衡可根据公式（3）来解决。ppppp①2mrlcosQ+w2mrlcosQ=0(4)2222pppp(4)式消去32得mrlcosQ+mrlcosQ2222ppp要使（5）式为零必须满足满足上式（6）的条件摆架就不振动了。式中m（质量）和r（矢径）之积称为质径积，mrL称为质径矩，Q称为相位角。转子不平衡质量的分布是有很大的随机性，而无法直观判断他的大小和相位。因此很难公式来计算平衡量，但可用实验的方法来解决，其方法如下：选补偿盘作为平衡平面，补偿盘的转速与试件的转速大小相等但转向相反，这时的平衡条件也可按上述方法来求得。在补偿盘上加编辑版word图2一个质量m(图2),则产生离心惯性力对x轴的力矩pM2mrlcos申ppppp根据力系平衡公式(3)工M二0M+M'=0A2prrr/mrlcos申+mrlcos申=02222pppp要使上式成立必须有'rrrmrl=mrl<222rpppr(7)cos申=-cos申=cos(180o一申)2pp公式(7)与(6)基本是一样,只有一个正负号不同。从图3可进一步比较两种平衡面进行平衡的特点。图3是满足平衡条件平衡质量与不平衡质量之间的相位关系。图3—a为平衡平面在试...
