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永乐国际刚性转子动平衡实验报告

  刚性转子动平衡实验报告_工学_高等教育_教育专区。浙江大学,理论力学刚性转子动平衡实验实验报告。

  刚性转子动平衡实验 浙江大学,令狐烈 一、实验目的 (1) 掌握刚性转子动平衡的基本原理和步骤; (2) 掌握虚拟基频检测仪和相关测试仪器的使用; 二、实验内容和实验原理 1.实验内容 采用虚拟仪器技术对一多圆盘刚性转子进行动平衡。 转子系统如图 1 所示, 转子存在原 始不平衡质量,左右两个圆盘为平衡平面。拟测试原始不平衡量及相位,并在两个平衡平面 上配重,便残余不平衡量控制在一定范围。 2.实验原理 一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时, 该构 件上所有的不平衡重量所产生的离心惯力总可以转化为任 选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡质量 m1 和 m2 (它们的质心位置分别为 r1 和 r2)所产生的离心力 m1r1w 2 和m2r2w 2 ,动平衡的任务就是在这两个任选的平面 (称为平衡基面)内的适当位置(r3 平和 r4 平)加上两个适当大 小的平衡重 G3 平和 G4,使它们产生的平衡力与不平衡重量产 图 1 转子系统与力系简化 生的不平衡力大小相等,而方向相反。此时,Σ P=0 且Σ M=0,使该回转体达到动平衡。 三、实验装置 序号 1 2 3 4 5 6 7 名称 多盘转子系统 调速器 调速电机 相位传感器 双悬臂梁水平位移传感器 电子天平 微型计算机(安装清华大学的 dynamic balance 软件) 数量 1 1 1 1 1 1 1 四、实验步骤 1. 虚拟仪器接线 进入 “刚性转子动平衡” 程序, 点击 “设备模拟连接” 图标, 按图 3 示用鼠标左键连接虚拟测试仪器, 如连线错 误,用鼠标左键单击“重新连接”按钮。确认无误后,用 鼠标左键单击“连接完毕”按钮,如果出现“连接错误” 的提示, 则连接有错, 需要按 “确定” , 再按 “重新连接” 。 如果出现“连接正确”的提示,按“确定”后,可获得与图 4 相同的虚拟动平衡仪应用程序界面。 2. 原始不平衡量测试 (1) 将转速控制器转速 n b 设定为 1200r/min,启动转子 2 至 3 分钟使转速保持稳定。 (2) 点击“基频检测”图标,进入图 4 的状态下,用鼠标 左键按下左上角按钮“开始”启动虚拟动平衡仪,点击“A 通道” 、 “B 通道”进行通道切换。待读数基本稳定后,记录 转子原始不平衡引起左(A) 、 (B)轴承座振动位移基频成份 的幅值和相位角 V A 0 ,?? A 、 VB 0 ,?? B 。 3. 平衡处理 (1) 点击 “动平衡计算” 图标, 调用专用的动平衡计算程序(图 5), 输入测出的初始不平衡量。 (2) 转速回零。 在 I 平面 (1 号圆盘) 上任选方位加一试重 m t1 , 记录 m t1 的值 (用天平测量, 可取其在 6~12 克之间)及固定的相位角 ? 1 (见 1 号圆盘相位标记) 。 (3) 启动转子,重新调到平衡转速 n b ,测出 I 平面加重后,两个轴承座振动位移的幅值和相 位角( V A1 和 V B1 ) 。同样将值输入到动平衡计算程序中。 (4) 转速回零。拆除 m t1 ,在 II 平面(4 号圆盘)上任选方位加一试重 m t 2 。测量记录 m t 2 的 值及其固定方位角 ? 2 。 (5)速重新调到 n b 。 测出 II 平面加试重后, 两个轴承座振动位移的幅值和相位角 ( V A2 和 V B 2 ) 。 (6) 转速回零。取走 m t 2 ,调出专用动平衡计算程序,根据程序运行过程的提示,输入上述 测量记录的数据,求出的校正质量(平衡质量)及相位。 图 3 计算机虚拟动平衡仪显示界面 图 2 测试虚拟设备连线) 根据求出的校正质量(平衡质量) m1 、 m 2 及校正质量的相位角 ? 1 、 ? 2 ,在校正平面 I、II 重新加重。然后将转速重新调到 n b ,再测量记 录两个轴承座残余振动的幅值和相位角。 (2) 转速回零。计算平衡率(即平衡前后振动幅 值的差与未平衡振幅的百分比) ,高于 70%,实 验可结束。 5. 停机、 关仪器电源、 拉电闸。 拆除平衡质量, 使转子系统复原。 图 4 动平衡计算软件界面 六、实验数据的记录与整理 表 1 实验数据 平衡转速 r/min 原始振动 V A0 , 1200 r/min 幅值 3.5 A 轴承 I 平面 相位 m 136 deg 幅值 4.2 B 轴承 II 平面 相位 m 110 deg V B0 ? ? I 平面试重 Q1 6.82 克 2.8 206 deg 4.2 ? m V A1 , V B1 II 平面试重 Q 2 ? m 93 deg 103 deg 7.61 克 4.6 ? m 5.8 340 deg V A2 , V B2 计算校正量 156 deg ? m 118 deg p1 , p 2 7.37 克 7.38 克 0.8 ? m 75.3 deg 16.70 克 16.70 克 1.2 ? m 138.2 deg 实际加重质量 m1 ,m 2 平衡后振动 V A, 150deg 140 deg VB \ \ ? 平衡率 ? A,? B 77.14 % 71.43 % 2. 实验结果的分析和实验感悟。 (1) 实验的计算由计算机完成,不会有计算上的失误,而只有算法上的不完善。但是 因为是计算机计算而且软件已经封装好,不能让我们看到计算过程和原理,这对 我了解实验的计算原理不太好。 (2) 本实验中,质量用电子天平测量,已经相当精确。误差的主要来源是的读取。实 验时, 角度主要靠人眼通过刻度盘读取, 刻度盘标示不准, 加上最小分度为 2deg, 使得角度读取很不准确。而再用螺钉配重时,垫片又会挡住视线,影响判断,所 以误差的主要来源是角度读取不准确。 (3) 比较试验数据可以看出,本实验中配重的角度实际值和理论值相距甚远,就是因 为初始时 A,B 盘在不配重和分别配重时角度读取出了加大的误差,导致理论和 实际偏差很远,结果我们不断调整角度,才把平衡率勉强提到 70%以上。 (4) 实验时要注意安全,每个人应该坚守各自的岗位。本次实验中,一开始我们使用 了 1400r/min 的转速,结果转子发生了共振,转数急剧上升,转子开始移动。永乐国际还 好老师及时关掉电源,没有事故发生。

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