剛性轉(zhuǎn)子動平衡大綱

1、 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗簡介 一、實驗?zāi)康?（l）掌握剛性轉(zhuǎn)子動平衡的基本原理和實驗步驟。 （2）掌握虛擬基頻檢測儀和相關(guān)測試儀器的使用。（3）了解動靜法的工程應(yīng)用。 二、實驗內(nèi)容采用兩平面影響系數(shù)法對一多圓盤剛性轉(zhuǎn)子進行動平衡實驗。 三、實驗原理工作轉(zhuǎn)速低于最低階臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子，反之稱為柔性轉(zhuǎn)子。本實驗采取一種剛性轉(zhuǎn)子動平衡常用的方法一一兩平面影響系數(shù)法。該方法可以不使用專用平衡機，只要求一般的振動測量，適合在轉(zhuǎn)子工作現(xiàn)場進行平衡作業(yè)。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)與力系簡化 剛性轉(zhuǎn)子動平衡實驗的目的是使慣性力系的主矢量和主力矩的值同時趨近于零。為此，先在轉(zhuǎn)子上任意選定兩個截面I、II（稱校正平面），在離

2、軸線一定距離r1、r2（稱校正半徑）；與轉(zhuǎn)子上某一參考標記成夾角1、2處，分別附加一塊質(zhì)量為m1、m2的重塊（稱校正質(zhì)量）。如能使兩質(zhì)量m1和m2的離心慣性力（其大小分別為m1r12和m2r22，為轉(zhuǎn)動角速度正好與原不平衡轉(zhuǎn)子的慣性力系相平衡，那么就實現(xiàn)了剛性轉(zhuǎn)子的動平衡。 求解矢量方程最好能使用計算機，本試驗采用專用的動平衡計算程序。根據(jù)計算結(jié)果，在轉(zhuǎn)子上安裝校正質(zhì)量，重新起動轉(zhuǎn)子，如振動已減小到滿意程度，則平衡結(jié)束，否則可重復(fù)上面步驟，再進行一次修正平衡。四、實驗裝置所需實驗裝置見下表。測試系統(tǒng)如下圖所示。測試系統(tǒng)示意圖 部分設(shè)備的原理和功能說明如下： 1轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 轉(zhuǎn)子軸上固定有四個圓盤，

3、兩端用含油軸承支承。電動機通過橡膠軟管拖動轉(zhuǎn)軸，用調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。最高工作轉(zhuǎn)速為 4 000 rmin，遠低于轉(zhuǎn)子（軸承系統(tǒng)）的固有頻率。 2光電變換器、電渦流位移計及計算機虛擬動平衡儀 與計算機虛擬動平衡儀相連接的光電探頭，給出人射光和反射光。在轉(zhuǎn)子的測速圓盤貼上一定寬度的黑紙。調(diào)整探頭方位使人射光束準確指向圓盤中心。當圓盤轉(zhuǎn)動時，由于反射光的強弱變化，光電變換器產(chǎn)生對應(yīng)黑帶的電脈沖，輸人計算機虛擬動平衡儀，作為轉(zhuǎn)速測量和相位測量的基準信號。測試虛擬設(shè)備連線圖如下圖所示。測試虛擬設(shè)備連線圖電渦流位移計包括探頭和前置器。探頭前端有一扁形線圈，由前置器提供高頻（2 MHZ）電流。當它靠近金屬導(dǎo)體

4、測量對象時，后者表面產(chǎn)生感應(yīng)電渦流。隨著間隙的變化，電渦流的強弱隨之變化，線圈的供電電流也發(fā)生變化，從而在串聯(lián)于線圈的電容上產(chǎn)生被調(diào)制的電壓信號，此信號經(jīng)過前置器的解調(diào)。檢波、放大后，成為在一定范圍內(nèi)與間隙大小成比例的電壓信號。本實驗使用兩個電渦流位移計，分別檢測兩個軸承座的水平振動位移。兩路位移信號通過切換開關(guān)依次輸人計算機虛擬動平衡儀，以光電變換器給出的電脈沖為參考，進行同頻檢測（濾除諧波干擾）和相位比較后，在計算機虛擬動平衡儀面板上顯示出振動位移的幅值、相位和轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。同頻檢測前后的振動位移波形，通過計算機虛擬示波器隨時觀察，如下圖所示。 計算機虛擬動平衡儀顯示界面 3動平衡計算軟件 兩平面影響系數(shù)法的核心是通過求解矢量方程，計算平衡校正量，求解方程中涉及復(fù)數(shù)的矩陣運算。本實驗采用專用動平衡計算軟