具有十年永乐国际销售经验,专业销售永乐国际现货
永乐国际公司销售热线:342353242
产品展示
联系方式
销售经理:永乐国际
销售电话:342353242
公司传真:342353242
公司地址:陕西省蓝田县东开发区辽河路东首A11号22楼
行情资讯
您的位置:主页 > 行情资讯 >

转子动平衡实验指导书

  转子动平衡实验指导书_机械/仪表_工程科技_专业资料。转子动平衡实验指导书

  机械原理实验指导书 实验三 转子动平衡实验指导书 一、实验目的 1. 2. 加深对转子动平衡概念的理解。 掌握刚性转子动平衡试验的原理及基本方法。 二、实验设备 1. 2. 3. 4. JPH—A 型动平衡试验台 转子试件 平衡块 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(n3)与补偿盘相联接。 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 nH=0,则差速器为定轴轮系,其传动比为: i31 ? n3 Z ? ? 1 ? ?1 , n3 ? ?n1 n1 Z3 (1) 1 机械原理实验指导书 3 (1) (2) 4 5 6 3 N1 N3 2 1 1 2 7 10 9 8 1、 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 n3 与试件的转速 n1 大小相等转向相反。 (2)当 n1 和 nH 都转动则为差动轮系,传动比周转轮系公式计算: H i31 ? n3 ? nH Z ? ? 1 ? ?1 ; n3 ? 2nH ? n1 n1 ? nH Z3 (2) 蜗轮的转速 nH 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 转速 nHn1。当 nH 与 n1 同向时,由(2)式可看到 n3 –n1,这时 n3 方向不变还与 n1 反向, 但速度减小。当 nH 与 n1 反向时,由(2)式可看出 n3>-n,这时 n3 方向仍与 n1 反向,但速 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 ? ?? F ? 0 ? ? ?? M ? 0 或 ? ?? M A ? 0 ? ? ?? M B ? 0 2 (3) 机械原理实验指导书 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 F ? ? m r ,他 2 可分解成垂直分力 Fy 和水平分力 Fx,由于平衡机的工字形板簧和摆架在水平方向 (绕 y 轴) 抗弯刚度很大,所以水平分力 Fx 对摆架的振动影响很小可忽略不计。而在垂直方向(绕 x 轴)的抗弯刚度小,因此垂直分力产生的力矩 M=Fy·L=ω 2mrcosφ·L 的作用下,使摆架产 生周期性的上下振动 (摆架振幅大小)的惯性力矩为 M 1 ? 0 , M 2 ? ? 2 m2 r2l2 cos? 2 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 mp。则 绕 x 轴的惯性力矩 Mp=ω 2mprplpcosφp;要使这些力矩得到平衡可根据公式(3)来解决。 ?M (4)式消去ω 2 得 A ?0 M2 ? M p ? 0 (4) ? 2 m2 r2l2 cos? 2 ? ? 2 mp rp l p cos? p ? 0 m2 r2l2 cos? 2 ? m p rp l p cos? p ? 0 (5) 要使(5)式为零必须满足 m2 r2 l 2 ? m p rp l p ? ? 0 ?cos? 2 ? ? cos? p ? cos(180 ? ? p ) (6) 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, ? 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 3 机械原理实验指导书 F’p y Fp mp rp φ 2 φ1 m’p r’p ωp F1 m1 r2 m2 F2 lp l2 l’p r1 ω x 图2 一个质量 m p (图 2) ,则产生离心惯性力对 x 轴的力矩 ? ? ? ? ? ? M p ? ? 2 m p rp l p cos? p 根据力系平衡公式(3) ?M 要使上式成立必须有 A ?0 ? M2 ? M p ? 0 ? ? ? ? m2 r2 l 2 cos? 2 ? m p rp l p cos? p ? 0 ? ? ? ? m2 r2 l 2 ? m p rp l p ? ? ? ? 0 ? ?cos? 2 ? ? cos? p ? cos(180 ? ? p ) (7) 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 为平衡平面在试件上的平衡情况,在试件放旋转时平衡质量与不平衡质量始终在一 个轴平面内,但矢径方向相反。 4 机械原理实验指导书 y Fp mp ωp y F’p m’p y ωp φ’p F’p m’p φp rp φ2 x r’p r’p φ2 x ω m2 r2 r2 ω φ2 x r2 ω m2 F2 m2 F2 F2 a) φ2=180°+ φp b) ?2=180° c) ?2=180°-?p’ 图3 图 3—b)是补偿盘为平衡平面,m2 和 mp 在各自的旋转中只有到在 φp=0°或 180°, φ2=180°或 0°时它们处在垂直轴平面内与图 3—a)一样达到完全平衡。其它位置时它们的 相对位置关系如图 3—c)所示为 φ2=180°—φp,图 3-c)这种情况,y 分力矩是满足平衡条件 的,而 x 分力矩未满足平衡条件。 用补偿盘作为平衡平面来实现摆架的平衡可这样来操作。 在补偿盘的任何位置 (最好选 择在靠近缘处)试加一个适当的质量,在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动(正转 或反转)这时补偿盘减速或加速转动。摇动手柄同时观察百分表的振幅使其达到最小,这时 停止转动手柄。 停机后在原位置再加一些平衡质量, 再开机左右转动手柄如振幅已很小可认 为摆架已达到平衡。 最后将调整到好的平衡质量转到最高位置, 这时的垂直轴平面就是 mp′ 和 m2 同时存在的轴平面。 摆架平衡不等于试件平衡, 还必须把补偿盘上的平衡质量转换到试件的平衡面上, 选试 件圆盘 2 为待平衡面,根据平衡条件 ′ ? ? ? m p rp l p ? m p rp l p ? ? ? lp m p rp ? m p rp lp 或 (8) m p ? m?p ? ? rp l p rp l p 5 机械原理实验指导书 若取 ? ? rp l p rp l p ?1 ? ? 则 mp ? mp ? ? (8)式中 m p rp 是所加的补偿盘上平衡量质径积, m? p 为平衡块质量, r p 是平衡块所处位 置的半径(有刻度指示) ; l p : l p 是平衡面至板簧的距离这些参数都是已知的,这样就求 得了在待平衡面 2 上应加的平衡量质径积 m p rp 。一般情况先选择半径 r 求出 m 加到平衡面 ? 2 上,其位置在 m p 最高位置的垂直轴平面中,本动平衡机及试件在设计时已取 ? ? ? rp l p rp l p ?1, 所以 m p ? m p ,这样可取下补偿盘上平衡块 m p (平衡块)直接加到待平衡面相应的位置, 这样就完成了第一步平衡工作。根据力系平衡条件(3) ,到此才完成一项 必须做 ? ? ?M A ? 0 ,还 ?M B ? 0 的平衡工作,这样才能使试件达到完全平衡。 第二步工作: 将试件从平衡机上取下重新安装成以圆盘 2 为驱动轮, 再按上述方法求出平衡 面 1 上的平衡量(质径积 m p rp 或 m p ) 。这样整个平衡工作全部完成。更具体的实验方法请 看第四部分。 四、实验方法和步骤 1、将平衡试件装到摆架的滚轮上,把试件右端的联轴器盘与差速器轴端的联轴器盘, 用弹性柱销柔性联成一体。装上传动皮带。 2、松开摆架最右端的两对锁紧螺母,用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄,检查动平衡机 各部分转动是否正常。 调节摆架上面的安放在支承杆上的百分表, 使之与摆架有一定的接触, 并随时注意振幅大小。 3、开启电源,转动调速旋扭。实验时的转速定在 320—420 转之间(以后试验时不要再 转动旋扭,只是关总电源) 。转动蜗杆,观察百分表的振幅,找到最佳的平衡位置。厂家出 厂规定, 最佳平衡状态 0.01—0.03mm (百分表 1—3 格) 百分表的位置以后不要再变动停机。 4、打破平衡将试件右端圆盘上装上适当的待平衡质量(四块平衡块) ,接上电源启动电 机,待摆架振动稳定后,记录下振幅大小 y0 余若 20 丝左右(格) (百分表的位置以后不要 再变动)停机。 5、找平衡在补偿盘的槽内距轴心最远处加上一个适当的平衡质量(二块平衡块) 。开机 6 机械原理实验指导书 后摇动手柄观察百分表振幅变化,手柄摇到振幅最小时手柄停止摇动。记录下振幅大小 y1 和蜗轮位置角 β1(差速器外壳上有刻度指示) ,停机。 (摇动手柄要讲究方法:蜗杆安装在 机架上,蜗轮安装在摆架上两者之间有很大的间隙。蜗杆转动到适当位置可与蜗杆不接触, 这样才能使摆架自由地振动, 这时观察的振幅才是正确的。 摇动手柄蜗杆接触蜗轮使蜗轮转 动, 这时摆动振动受阻, 反摇手柄使蜗杆脱离与蜗轮接触, 使摆架自由地振动, 再观察振幅。 这样间歇性地使蜗轮向前转动位和观察振幅变化,最终找到振幅最小值的位置) 。在不改变 蜗轮位置情况下, 停机后, 按试件转动方向用手转动试件使补偿盘上的平衡块转到最高位置。 取下平衡块安装到试件的平衡面(圆盘 2)中相应的最高位置槽内。 6、在补偿盘内再加一点平衡量(1~2 平衡块) 。按上述方法再进行一次测试。测得的振 幅 y2 蜗轮位置 β2,若 y2<y1<y0;β1 与 β2 相同或略有改变,则表示实验进行正确。若 y2 已 很小可视为已达到平衡。停机、按步骤 4 方法将补偿盘上的平衡块移到试件圆盘 2 上。解开 联轴器开机让试件自由转动若振幅依然很小则第一步平衡工作结束。 若还存在一些振幅, 可 适当地调节一下平衡块的相位,即在圆周方向左右移动一个平衡块进行微调相位和大小。 7、将试件两端 180°对调,即这时圆盘 2 为驱动盘,圆盘 1 为平衡面。再按上述方法 找出圆盘 1 上应加的平衡量。这样就完成了试件的全部平衡工作。 思考题: 1、何为动平衡?哪些构件需要进行动平衡?平衡基面如何选择? 2、在动平衡过程中,平衡质量及其相位是如何逐步调整的? 7 机械原理实验指导书 转子动平衡实验报告 专业班级 同组人 实验数据记录表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 实验内容 试件测试 在试件右端圆盘(2)上装 4 块平衡块 在补偿盘上配 2 块平衡块 在补偿盘上再配 2 块平衡块 将试件调头,试件测试 在试件右端圆盘(1)上装 4 块平衡块 在补偿盘上配 1 块平衡块 在补偿盘上配 3 块平衡块 转速 框架振幅(mm) 姓名 指导老师 日期 成绩 思考题: 1、何为动平衡?哪些构件需要进行动平衡? 2、为什么在补偿盘所加的平衡质量 mp,所处位置应与试件待平衡面上不平 衡质量 mp 位置间成 180 ? 3、 在补偿盘上加平衡质量实现动平衡后,要按试件转动方向用手转动试件, 使补偿盘上的平衡块转到最高位置, 取下平衡块安装到试件的平衡面中相应的最 高位置槽内,试说明为什么要这样做? 4、实验台是如何实现补偿盘与试件平衡面转向相反、转速相等的? 5、试说明转动手柄可改变补偿盘与试件圆盘之间相对相应位角的原理。 。 8

Copyright © 2011-2018 永乐国际 版权所有 / 闽ICP备16003479号网站地图
销售电话:342353242 公司传真:342353242 地址:陕西省蓝田县东开发区辽河路东首A11号22楼
十年专业永乐国际公司 http://www.mcshenqi.com 永乐国际 永乐国际