理论力学振动实验三.ppt
理论力学振动实验三 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 常用的机械中包含着大量作旋转运动的零部件常用的机械中包含着大量作旋转运动的零部件称为称为回回转体体。在理想的在理想的情况下情况下回回转体旋体旋转与不旋与不旋转，对轴承所承所产生的生的压力不力不变，这样的回的回转体是平体是平衡回衡回转体。体。通常机械中的各种回通常机械中的各种回转体，由于材体，由于材质不均匀、毛坯缺陷、不均匀、毛坯缺陷、联轴器不平衡、器不平衡、键槽不槽不对称、加工及装配中称、加工及装配中产生的生的误差、回差、回转体在旋体在旋转过程中程中产生的腐生的腐蚀、磨磨损及及热变形，甚至形，甚至设计时就具有非就具有非对称的几何形状等多种因素，使得回称的几何形状等多种因素，使得回转体在旋体在旋转时，其上每个微小其上每个微小质点所点所产生的离心生的离心惯性力不能相互抵消，性力不能相互抵消，这种不种不平衡的离心平衡的离心惯性力作用在性力作用在轴承上，将引起振承上，将引起振动，产生了噪音，加速生了噪音，加速轴承磨承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命，以致严重影响产品的性能和寿命，严重重时会造成破坏性事故。会造成破坏性事故。这些因素所造成的不平衡量一般都是些因素所造成的不平衡量一般都是随机的，无法随机的，无法进行行计算算，需要通需要通过静平衡和静平衡和动平衡来平衡来测定并校正，定并校正，使其降低到允使其降低到允许的范的范围内内。应用最广的动平衡方法有：工艺平衡法、现场动平衡法、振型平衡法、应用最广的动平衡方法有：工艺平衡法、现场动平衡法、振型平衡法、相对相位法、三点平衡法、划线法和相对相位法、三点平衡法、划线法和两平面影响系数法等两平面影响系数法等。一、概一、概 述：述：动平衡平衡实例一例一汽汽轮机机转子子动平衡平衡实例二例二转子子动平衡平衡实例三例三圆盘转动时由于由于质量偏心而量偏心而引起不平衡的引起不平衡的惯性力性力对轴承承产生交生交变的的附加附加动压力力，使，使支承座系支承座系统产生生剧烈振烈振动。离心离心惯性力的危害性：性力的危害性：2 2、增加构件的内、增加构件的内应力力内内应力力强度度3 3、使机械及基、使机械及基础产生振生振动工作精度工作精度噪音噪音产生共振生共振1 1、在运、在运动副中引起附加副中引起附加动压力力摩擦力摩擦力磨磨损 ，可靠性可靠性疲疲劳强度度1、气轮发电机组；风机2、机床主轴；传动轴3、汽车轮胎；砂轮引起重大事故引起重大事故二、二、动不平衡造成的危害不平衡造成的危害1 1、对于于b/D b/D 0.20.2的的转子子可近似认为质量分布在同一回可近似认为质量分布在同一回转平面内转平面内-称为称为静不平衡转子静不平衡转子。2 2、对于于b/D b/D 0.20.2的的转子子质量就不能分布在同一回转平质量就不能分布在同一回转平面内而往往是分布在若干个不同的回转平面内面内而往往是分布在若干个不同的回转平面内-称称为动不平衡不平衡转子子。1 1、转子子：绕固定固定轴旋旋转的构件称的构件称为转子子1 1、刚性性转子子：（构件旋转时不发生明显的变形）2 2、挠性性转子子：（构件旋转时发生明显的变形）2 2、刚性性转子平衡子平衡静平衡：重力静平衡：重力试验使使惯性力的合力性力的合力为零零动平衡：旋平衡：旋转试验使使惯性力的矢量和性力的矢量和为零零3 3、动平衡的目的：平衡的目的：是消除是消除转子子对轴承座的附加承座的附加动压力。力。三、定三、定义：bD四四、实验原理：、实验原理：两平面影响系数法两平面影响系数法1 1、在、在转子上任意子上任意选定两个截面定两个截面I I、IIII称称为校正面校正面；2 2、在离、在离轴心一定距离上心一定距离上选定定 为半径称半径称为校正半径校正半径；3 3、在与、在与转子某一参考子某一参考标记成成 夹角角处，分，分别附加一附加一块质量量为 的重的重块称称为校正校正质量量。如能使两如能使两质量量 所所产生的离心生的离心惯性力的性力的合力合力和和合力偶矩合力偶矩正好与原不平正好与原不平衡衡转子的离心子的离心惯性力系相平衡，那么就性力系相平衡，那么就实现了了刚性性转子的子的动平衡而平衡而该实验方方法称法称为两平面影响系数法。两平面影响系数法。截面截面截面截面轴承座承座A A轴承座承座B B00截面截面截面截面两平面系数影响法两平面系数影响法图解图解轴承承凸凸轮四、四、实验测试装置框装置框图A A轴承座；承座；B B轴承座；承座；和和为校正平面校正平面自偶自偶调压器器电子天平子天平计算机算机A转子系子系统B相位相位计电涡流位移流位移计数据采集器数据采集器放大器放大器转速速计电动机机校正平面校正平面五、五、实验目的：目的：1、掌握、掌握刚性性转子子动平衡的基本原理与步平衡的基本原理与步骤；2、了解、了解动静法的工程静法的工程应用。用。1 1、在每分、在每分钟12001200转下，下，检测原始不平衡系原始不平衡系统引起的引起的轴颈A A、B B在某方位的振在某方位的振 动量的量的幅幅值以及振以及振动信号信号对于于转子上子上参考参考标记有关的参考脉冲的有关的参考脉冲的相位角相位角。两平面影响系数法的步两平面影响系数法的步骤如下：如下：2 2、根据、根据转子的子的结构，构，选定两个定两个校正面校正面、并确定并确定校正半径校正半径 。先。先 在在平面平面的的 角角上加一上加一试重重 其中其中 为试重相重相对参考参考标记的方位角的方位角 以以顺转向向为正。在相同正。在相同转速下速下测量量轴颈A A、B B的振的振动量。量。3 3、取走、取走 ，在，在平面平面的的 角角上加上加试重重 ；为试重方位角。同重方位角。同样测 得得轴颈A A、B B的振的振动量。量。4 4、在、在计算机上算出算机上算出效正效正质量量 及及试重重方位角方位角 ；5 5、根据、根据计算算结果，果，在在面面上的上的 角度上安装校正角度上安装校正质量量 ，在，在面面上的上的 角度上安装校正角度上安装校正质量量 ，重新起重新起动转子，如振子，如振动幅幅值已减小到已减小到满意程意程 度，度，则平衡平衡结束，否束，否则可重复上面步可重复上面步骤，再，再进行一次修正平衡。行一次修正平衡。六、六、实验步步骤120089.3537.262.2351.2351 1 、在、在12001200转下下,测量量轴颈A A、B B的原始振的原始振动量量七、七、实验操作步操作步骤：2 2 、在、在平面平面上加一上加一试重并以相同重并以相同转速速测量量轴颈A A、B B的振的振动量量120078.0049.551.2353 3 、在、在平面平面上加一上加一试重并以相同重并以相同转速速测量量轴颈A A、B B的振的振动量量120043.0029.501.016912691484 4 、计算：算：5 5 、在、在平面平面和和平面平面上分上分别加加试重重P P1 1和和P P2 2，在相同，在相同转速下速下轴颈A A、B B的振的振动量量八、八、实验数据表格数据表格第二步：在第二步：在平面平面试加质量并测试残余不平衡量：试加质量并测试残余不平衡量：平面平面校正校正质量（量（）=克；克；相位（度）相位（度）=（）；）；平面平面校正校正质量（量（）=克；克；相位（度）相位（度）=（）；）；第四步：第四步：计算校正算校正质量和角度：量和角度：第三步：在第三步：在平面平面试加质量并测试残余不平衡量：试加质量并测试残余不平衡量：A A通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；B B通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；第一步：第一步：测试原始不平衡量原始不平衡量 试加加质量量 =（）克；）克；相位（度）相位（度）=（）+180+180度度 A A通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；B B通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；试加加质量量 =（）克；）克；相位（度）相位（度）=（）+180+180度度A A通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；B B通道：通道：振幅振幅=（）mm；相位（度）相位（度）=（）；）；九、九、A和和B支承座的平衡率计算：支承座的平衡率计算：如果平衡率如果平衡率A和和B达到预期的要求实验完成，否则重做。达到预期的要求实验完成，否则重做。十、十、实验报告要求：告要求：1、书写端正、整洁；、书写端正、整洁；2、图表规范、可自行设计；、图表规范、可自行设计；3、标注正确、全面；、标注正确、全面；4、实验原理既要有文字叙述，又要有图示；、实验原理既要有文字叙述，又要有图示；5、仪器设备既要有文字叙述，又要有系统框图；、仪器设备既要有文字叙述，又要有系统框图；6、既要有结论，又要有误差分析；、既要有结论，又要有误差分析；7、是否有好的建议和要求可以提出。、是否有好的建议和要求可以提出。
