软支撑平衡机在刚性接轴动平衡试验上的应用
刚性转子的动平衡实验
2.5 刚性转子的动平衡实验2.5.1 实验目的由于制造误差、转子内部物质分布的不均匀性，刚性转子的转动轴线不一定位于中心惯性主轴上，因而在两端支撑的轴承上产生附加的动压力，为了消除附加的动压力，需要找到刚性转子上不平衡质量的大小、位置与方位，寻找刚性转子上不平衡质量的大小、位置与方位是动平衡实验的目的。
同时，了解动平衡试验机的组成、工作原理与转子不平衡质量的校正方法，通过参数化与可视化的方法，观察刚性转子动平衡虚拟实验的平衡效果。
2.5.2 实验原理刚性转子动平衡试验机如图2.8(a)所示，原理简图如图2.8(b)所示。
当刚性转子转动时，若刚性转子上存在不平衡质量，它将产生惯性力，其水平分量将在左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上分别产生水平振动，只要拾取左、右两个支撑上的水平振动信号，经过一定的转换、变换与标定，就可以获得刚性转子左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上应增加或减少的质量的大小与相位。
由机械原理知道，刚性转子上任意不平衡质量m i 将产生惯性力P i ，P i ＝m i ω2r i ，m i 与左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上的m i Ⅰ、m i Ⅱ等效，m i Ⅰ＝m i L Ⅱ/L Z ，m i Ⅱ＝m i L Ⅰ/L Z ；P i 与左、右两个校正平面Ⅰ、Ⅱ上的P i Ⅰ、P i Ⅱ等效，P i Ⅰ＝P i L Ⅱ/L Z ＝m i Ⅰω2r i Ⅰ，P i Ⅱ＝P i L Ⅰ/L Z ＝m i Ⅱω2r i Ⅱ；P i 在左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上的水平分量分别为P i1、P i2，P i1＝P i cos θi L 2/L ，P i2＝P i cos θi L 1/L 。
将所有的P i1、P i2作矢量相加，得左、右两个支撑ZC 1、ZC 2上总的惯性力的水平分量分别为∑P i1、∑P i2。
∑P i1、∑P i2在左、右支撑ZC 1、ZC 2上产生振动的振幅分别为x 1、x 2，在安装传感器的位置上产生振动的振幅分别为x C1、x C2，x C1、x C2对应的电压信号分别为V 1、V 2。
振动故障机理及案例资料
通频 152
工频 119∠273° 测点故障
26.7
20.1∠172°
转子质量不平衡
案例2：200MW机组现场动平衡
转子质量不平衡
2009年1月，机组在运行过程中发生发电 机转子漏水事故，随即停机检修。 检修后转子应返回制造厂进行高速动平 衡，考虑到工期及费用的因素，决定采 用现场低速动平衡，机组启动后再进行 现场高速动平衡。
动静碰磨
在盘车检查时，发现5瓦外侧裸露轴段有 一处灼烧痕迹，用手摸可以明显感觉到 发热。在此处打百分表测量也显示，轴 颈晃度较大，达到60μm，高于启动前的 测量值30μm。因此可以确定在5瓦处， 轴颈与油挡发生了较为严重的碰磨。
动静碰磨
5号轴承的油挡采用的是尼龙材料，而不是以 往常用的金属材料，因此安装时忽略了发生严 重碰磨的可能性，将动静间隙留得较小。在机 组启动后，转子随即与油挡发生碰磨。由于此 处转子轴颈较粗，在低转速下，其轴颈表面线 速度也比较大，因此碰磨情况比较严重，导致 转子局部产生高温，发生热弯曲，进一步加重 了碰磨。最后导致轴承振动迅速增大而跳机。
转子在工作转速下发生碰磨
故障机理：此类故障一般发生在机组带 负荷运行过程中，由于运行操作不当， 加负荷过快，使金属温度变化较快，各 部件膨胀变形不均匀，局部动静间隙消 失，产生摩擦。同时，某些转子的二阶 临界转速较为靠近工作转速，转子摩擦 变形后激起较大的二阶模态振动，严重 时会导致跳机。
转子在工作转速下发生碰磨
部件飞脱
故障机理： 转子在运行时，部件突然飞脱，产生较 大的不平衡力，转子振动突然增大。 部件飞脱后，有可能伴随产生碰磨故障。 一般情况下，振动突变后，转子振动维 持在较高水平并网发 电，此时低压转子前轴承振动偏大。在 加负荷至约300MW时，低压转子振动增 大，随后降低负荷，一段时间后振动降 低，随后再次加负荷，转子振动持续增 大，约十几分钟后跳机。
刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究共3篇
刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究共3篇刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究1刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究摘要：本文研究了刚性转子的现场动平衡问题，通过理论计算和实验测试，得出了刚性转子的动平衡误差和逆时针旋转角速度的相关性，并且对影响动平衡误差的因素进行了分析。
研究表明，在转子控制精度要求较高的情况下，现场动平衡是可以通过逆时针旋转角速度的调节来实现的。
关键词：刚性转子、现场动平衡、逆时针旋转角速度、动平衡误差一、引言在工业生产中，许多机械设备都需要使用到旋转机件，如机床、压缩机、风机等。
然而，旋转机件在运转过程中往往会受到各种因素的影响，如松动、变形、腐蚀等，这些因素会导致机件的动态平衡失衡，产生较大的振动和噪音，影响机械设备的正常运转，甚至会引起设备的严重故障。
因此，动平衡技术的应用就显得非常重要。
动平衡技术是一种通过调整测量到的不平衡量来使旋转机件处于动态平衡状态的技术，它可以有效地降低机器振动和噪音，提高机器的运转稳定性和寿命。
本文针对刚性转子进行现场动平衡理论分析及实验研究，并探讨影响动平衡误差的因素，以期为实际生产提供参考。
二、理论分析1、刚性转子的动平衡误差在刚性转子动平衡过程中，所谓的不平衡量指的是失衡部件引起的质心偏离转子轴线所造成的不平衡力矩。
假设转子为刚性转子，其质量分布均匀，不考虑非刚性因素的影响时，动平衡误差与不平衡量间的关系可以用如下公式表示：$$\Delta m=\frac{e}{\omega ^{2}r}$$其中，$\Delta m$表示动平衡误差；$e$表示转子上不平衡量的投影长度；$\omega$表示逆时针旋转角速度；$r$表示转子半径。
从上述公式可以看出，动平衡误差与逆时针旋转角速度的平方成反比，与转子半径成正比。
因此，在进行动平衡时，应该重点调整逆时针旋转角速度，同时需要考虑转子半径对动平衡误差的影响。
2、逆时针旋转角速度的调节逆时针旋转角速度的调节是现场动平衡的关键，其目的在于通过调整逆时针旋转角速度的大小，使得动平衡误差达到最小值。
浅析电机转子动平衡试验检测方法
浅析电机转子动平衡试验检测方法摘要:电机转子的不平衡量会引起转子横向振动,进而使转子受到附加动载荷,且转速越高,附加动载荷越大｡针对高速永磁电机转子因受磁场影响,其动平衡结果与实际不平衡量相差较大,导致动平衡结果失真的问题,研究了不平衡力和磁力引起转子横向振动的机理,并以高速永磁电机转子为例进行试验研究｡同时为了隔绝磁场对动平衡结果的影响,对现有动平衡机进行了相应的改进,通过高速永磁转子充磁前后的试验结果对比分析,验证了改进后动平衡机的可靠性,对于高速永磁转子的动平衡具有重要的工程应用意义｡关键词:电机转子；动平衡；试验检测引言在工业生产和现实生活中,电机的应用范围都十分广泛,但在实际使用过程中,往往出现转子不平衡问题,其主要原因是转子在设计特点､工艺精度､制造精度､材质不均匀以及安装误差等造成的质心偏离实际中心惯性主轴,从而导致电机的转子在高速旋转时存在较大的不平衡力｡转子不平衡的状态下做高速旋转,转速越高,惯性力越大,转子的挠曲越大,转子内部的内力越大,挠曲的增大进一步加大转子的不平衡,最终使整个机械产生剧烈的振动,并发出噪声,加快了机械内部零件的磨损,降低了机械的精度和使用寿命,严重时会引起焊缝的开裂,这样不仅增加了维修成本,还影响企业的正常生产,给企业造成巨大损失,所以解决转子的动平衡问题是企业研究人员的热门课题｡1､转子动平衡转子质量分布不均匀,其质量中心与旋转中心可能不重合,存在偏心距,导致转子轴承承受附加的周期性离心力F 干扰,如图1所示｡为避免不平衡引起的机械故障,需要对转子进行动平衡｡不平衡质量在高速旋转时会产生较大的离心力,且离心力与转速的平方成正比,所以速度越高,离心力F越大,进而引起转子的振幅增大,严重影响转子的正常运转｡本文以Jeffcott转子为例,研究不平衡力引起转子横向振动的机理,离心力F为: F=meω2式中,m 为偏心质量,kg；e为偏心距,mm；ω为转子角速度,1/s｡不平衡质量会引起转子的横向振动,如图2所示,根据转子动力学原理,建立转子的运动微分方程,见公式｡mx2+cx+kx =Fsinωt式中,x为轴颈中心线沿x 轴的移动量,mm；c为轴,kg/s；k为转子x 方向的变形刚度,m/s｡图1 不平衡Jeffcott轴系2､转子动平衡试验检测方法分析2.1､电机转子动平衡技术简介电动机的转速由于功率不同,其转速也各不相同,文章以低于一阶临界转速的刚性转子为例进行动平衡技术分析｡根据转子平衡技术的划分,我们把低于一阶临界转速百分之六十的转子称为刚性转子｡这种状态下的转子在旋转时产生的挠曲变形非常小,其不平衡的主要因素是转子质心的偏离,刚性转子的动平衡技术主要目的是消除转子的质量偏离,由于转子的挠曲可以忽略,所以通过离心力和离心力矩的平衡就可以进行动平衡的计算｡转子的动平衡分析可以通过两个校正平面内的校正质量进行平衡,当转子在这两个校正平面内达到平衡后,其离心惯性力系就成为一个平衡力系,其中心惯性主轴与旋转轴重合,在一定的精度范围内,对于任何转速这个平衡力系都是保持平衡的｡当转子出现质心偏离时,需要寻找系统的平衡,找平衡的方法文章介绍转子转动状态下加重和去重方法,在使用动平衡机进行转动时,通过测振仪测出转子不平衡的相位和振幅,然后确定加重(或去重)的位置和大小｡在反复进行测试后,采取加重去重操作,达到不平衡力变小,最后消灭不平衡力,直至理想状态｡2.2､动平衡试验机简介动平衡试验机按照支撑的方式可分为软支撑平衡机和硬支撑平衡机两种,软支撑平衡机是指平衡机的转速普遍高于转子支撑系统固有频率的动平衡机,通常适用于轻小转子,工作转速较高的平衡试验,也叫做测位移式动平衡机；硬支撑平衡机则是指平衡机转子转速低于转子支撑系统固有频率的动平衡机,常用于转子偏大,速度偏低的平衡测试,也叫做测力式平衡机｡硬支撑平衡机来的测试原理是:质心偏离的转子转动时给支撑一个动载荷,从而造成了支撑的振动,且支撑的振动频率与转子转速一致,振幅和相位也与转子的不平衡量成比例关系,通过转子支撑的状态判断转子的不平衡状态｡硬支撑动平衡机与软支撑动平衡机相比,具有精度较高､结构坚固､适用范围较广的优点｡文章试验使用的是 H40U 型动平衡机就是硬支撑动平衡机｡该动平衡机测量最大转子直径为 1600mm,最大转子质量为 2000kg,最高测量转速1250rpm｡2.3､电机转子平衡试验试验对象:以 160KW 的电动机转子为研究对象,其重量 230kg,转子总长1295mm,额定转速2980rpm,两轴承间距是990mm｡试验步骤:(1)接通电源后电测箱自动自检；(2)输入电机转子参数数据,其中 L1 240,L2 280,L3 470,D/2 150,(如图 1 所示)去重方式；测量转速 500rpm；要求定标试重 20g,定标相位 0°；(3)启动平衡机,从 0 转达到转速 500rpm 在正常运转保持相对稳定后,停车,记录初始的数据 R1；(4)在左端定标相位 0°适当处,加试重20g；(5)重启动动平衡机,达到 500rpm 转速状态时保持相对稳定后停车,记录当前状态下的数据 R2；(6)去掉左端加试重,在右端定相位 0°适当处,加试重 20g；(7) 重启动动平衡机使其达到转速500rpm 保持这转速状态相对稳定后停车,记录此时数据 R3；(8)试验结束｡(9)对该电机转子的试验数据与理论计算允许不平衡量数值进行比较,如果数值在允许不平衡残余数据范围内,符合标准要求就停止动平衡试验,如果不符合要求就要去重后,重新做(3)-(7)步骤,直至电机转子数值达标准允许不平衡残余数值内,试验结束｡3､试验对比分析为了确认改进后动平衡机已避免了磁场对高速永磁转子动平衡结果的影响,特对高速永磁转子在充磁前､后分别进行动平衡,通过对比分析前后两次动平衡结果,验证改进动平衡机对永磁转子动平衡结果的可靠性,现场试验装置如图3所示｡图2 转子结构按照试验大纲要求,首先对未充磁的高速永磁转子进行动平衡,去材面为磁钢的左右两个端面｡试验过程中,电机通过传动带拖动永磁转子旋转,当转速达到3000r/min并稳定后,系统采集数据,并将转子不平衡质量和相位信息显示在面板上｡根据动平衡结果,在相应相位上去除高速永磁转子的不平衡质量,按上述方法,再进行动平衡,直到不平衡质量控制在0.1g以下为止｡高速永磁转子充磁前动平衡后的残余不平衡质量左幅值为0.08g,右幅值为0.05g,其左相位为144°,右向位为133°｡结束语文章对转子动平衡技术进行了详细的介绍,并对电机转子动平衡试验的原理､设备､方法以及过程进行了详细的论述,并通过具体实例对电机转子动平衡进行试验检测的过程和方法进行了具体的阐述和数据计算,并对试验结果数据和评价标准数据进行了论述和对比,为动平衡技术的使用人员提供了借鉴,同理各类转子动平衡技术同此方法试验｡参考文献:[1]王树森. 主轴电机振动测量方法及动平衡实验研究[D].华中科技大学,2016.[2]张亮. 小型电机转子全自动平衡机的设计与实现[D].华南理工大学,2016.[3]彭军.SOLIDWORKS Motion在动平衡设计仿真中的应用[J].智能制造,2016(Z1):68-70.。
理论力学刚性转子的动平衡试验
1 刚性转子的动平衡试验一、实验目的1）巩固刚性转子静、动平衡的理论知识；2）熟悉动平衡机工作原理及转子动平衡的基本方法；3）了解动平衡机的结构及使用方法。
二、实验原理（YYW-1600硬支承平衡试验台的工作原理）1）动平衡机的结构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{ 或 { 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），试件转动后则产生离心惯性力mr F 2ω=,要分解成垂直分力y F 和水平分力x F ，由于平衡机和摆架在垂直方向抗弯刚度很大，所以垂直分力Fy 对摆架的振动影响很小可忽略不计。
而在水平方向的抗弯刚度小，因此水平分力产生的力矩L mr L F M x ⋅=⋅=ϕωcos 2的作用下，使摆架产生周期性的左右振动（摆架振幅大小）的惯性力矩为2222221cos ,0ϕωl r m M M ==要使摆架不振动必须要平衡力矩2M 。
在试件上选择圆盘作为平衡平面，加平衡质量P m 。
则绕x 轴的惯性力矩P P P P P l r m M ϕωcos 2=；要使这些力矩得到平衡可根据公式（3）来解决。
0=∑A M 02=+P M M0cos cos 222222=+P P P P l r m l r m ϕωϕω（4） （4）式消去2ω得0cos cos 2222=+P P P P l r m l r m ϕϕ （5）要使（5）式为零必须满足 { ()P P PP P l r m l r m ϕϕϕ+=-==02222180cos cos cos （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,ϕ称为相位角。
双支撑离心泵刚性转子动平衡试验技术要点及典型问题分析
Electric Power System Equipment
运行与维护
Operation And Maintenance
2019年第22期
2019 No.22
双支撑离心泵刚性转子动平衡试验技术要点及典型问题分析
蔡鹏鹏 （苏州热工研究院有限公司，江苏苏州 215004）
［摘 要］泵类设备是核电站设备的重要组成部分，其安全稳定运行关系着整个核电站的安全运行。动平衡试验是保障泵组 稳定运行、提高转子使用寿命的有效措施。本文对双支撑离心泵刚性转子动平衡试验的标准要求、实验原理及常见的试验问题 进行了分析，给出了转子动平衡试验技术要点。对于转子动平衡试验以及泵类设备制造过程转子平衡质量控制工作有一定的参 考价值。
根据 GBT9239.1-2006，质心平面内总允差的计算公式如 下：
（2.1）
式 中，Uper 为 许 用 不 平 衡 量，g · mm ；（eperXΩ） 为 平 衡 品 质 级 别，mm/s， 核 电 项 目 泵 转 子 平 衡 品 质 等 级 通 常 选 择 G2.5 ；eper 称 为 许 用 不 平 衡 度，g · mm/kg ；m 为 转 子 质 量， kg ；Ω 为工作转速的角速度值，rad/s。 3 动平衡试验原理
［关键词］离心泵 ；刚性转子 ；动平衡 ［中图分类号］TM623 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X（2019）22–0087–02
Key Points and Typical Problems of Dynamic Balance Test of Rigid Rotor of Double Support Centrifugal Pump
根据转子的工作状态和力学特征，从平衡的观点出发，常 把转子分为两类 ：刚性转子和挠性转子。一般来说，凡是工 作转速远低于转子的一阶挠曲临界转速的转子视为刚性转子 ； 而把工作转速接近或者超过转子的一阶挠曲转速的转子视为 挠性转子。
刚性转子动平衡的方法
刚性转子动平衡的方法
刚性转子动平衡是一种通过调整质量分布来减少转子的振动和不平衡力的方法。
以下是几种常用的刚性转子动平衡方法：
1. 质量移动法：将质量加在转子上以改变其质量分布。
通常使用质量试金或质量盘在转子上添加或移除质量，直到达到平衡状态。
这种方法简单直观，但需要多次尝试才能得到最佳平衡。
2. 弹性法：在转子上添加弹性体，例如橡胶块或薄片。
在转子的不平衡位置，弹性体会发生变形，从而减少振动和不平衡力。
这种方法可以精确地控制转子的平衡，但需要设计和制造额外的弹性元件。
3. 切割法：通过切割转子来调整质量分布。
这种方法适用于均匀分布的质量不平衡，它可以通过切割相应位置来调整转子的质量分布。
这种方法需要高精度的加工设备和技术，因此通常用于高精度要求的转子平衡。
4. 镶嵌法：在转子上镶嵌质量块来调整质量分布。
质量块通常是金属块或其他材料，可以通过焊接或固定方式固定在转子上。
通过适当安放和固定质量块，可以实现转子的平衡。
5. 动力学法：通过动力学分析和计算来确定质量分布，以实现转子的平衡。
这种方法通常需要使用专业的动力学软件进行计算和仿真，以确定最佳的质量分布。
它可以考虑转子的各种因素，例如弯曲刚度、扭转刚度等。
这些方法可以单独或结合使用，根据转子的具体要求选择合适的方法进行动平衡。
在实际应用中，需要进行多次试验和调整，以达到更好的动平衡效果。
动平衡均匀性解释
不平衡是如何产生的 ?
回转体的质量分布不均匀（即偏心）。 质量分布偏离质心状态的回转运动产生离心力， 是引起振动、 发生噪音等的原因之一。
不平衡产生的位置
确切地很难说清楚明确的位置。但是可以简单地设定一个测定 基准面。
TIRE的情况下，通常把 BEAD 面作为基准面。
何为平衡测定机械 ?
方向发生时的 轴方向的力
剛性 (力)
(LFD(CW)+LFD(CCW)) 2
RRO (RADIAL RUN-OUT) : 半径方向 RUN-OUT 的变动 LRO (LATERAL RUN-IUT) : 轴横方向 RUN-OUT的变动 BULDGE-DENT : SIDE WALL的 凹凸
SIZE
2. 何为均一（均匀）性
( 根据测定台的构造区分)
不平衡的种类
① 静不平衡静 : STATIC UNBALANCE (g-cm)､ (g)
重心惯性主轴与旋转轴处于平行状态所产生的不平衡。
② 偶不平衡： COUPLE UNBALANCE (g-cm-cm)､(g)
重心惯性主轴在质心与旋转轴相交所产生的不平衡。
③ 动不平衡： DYNAMIC UNBALANCE (g)､ (g-cm)
对于周期性的 RAMDOM波形利用 FOURIER TIRE 1回転解析，将重叠的 SIGN波形分解为1次成分
到高次成分，解析出次数并算出。
RFV, LFV等的波形 富利埃（FOURIER）解析出 旋转一周 1 CYCLE为1次成分, 2 CYCLE为2次成分， 以下分别分解为 3,4,5次 等等。
总成状态下，只是以轮胎单体“不会” 超出RFV值，的管理方法
总成状态下，以初期不平衡量最小， 的管理方法
软支承转子动平衡有限元建模、仿真与实验研究
Keywords: dynamic balancing machine, influence coefficient method, finite element method, model updating, unbalance response, rotor balancing without test weights
II
南京航空航天大学硕士学位论文
图表清单
图 2.1 转子内质点离心力.....................................................................................................................7 图 2.2 转子振动加速度时域信号.......................................................................................................10 图 2.3 转子振动加速度频谱...............................................................................................................10 图 2.4 转子振动位移频谱...................................................................................................................11 图 2.5 动平衡机摆架振动加速度时域信号.......................................................................................12 图 2.6 动平衡机摆架振动加速度频域信号.......................................................................................12 图 2.7 滤波后加速度时域信号...........................................................................................................13 图 2.8 滤波后加速度频域信号...........................................................................................................13 图 2.9 脉冲信号测相位.......................................................................................................................14 图 2.10 实测脉冲信号图.....................................................................................................................15 图 2.11 振动信号相位图.....................................................................................................................15 图 3.1 软支承动平衡机结构示意图...................................................................................................20 图 3.2 转子结构示意图.......................................................................................................................20 图 3.3 转子有限元模型.......................................................................................................................21 图 3.4 软支承动平衡机有限元模型...................................................................................................21 图 3.5 系统模态振型 ..........................................................................................................................22 图 3.6 不平衡响应测点布置...............................................................................................................24 图 3.7 平衡前两端测点处的振动加速度时域信号...........................................................................25 图 3.8 不平衡响应频谱图...................................................................................................................26 图 3.9 滤波器的频域特性...................................................................................................................27 图 3.10 信号 A0 滤波后的不平衡响应特征信号..............................................................................27 图 3.11 不平衡响应特征信号.............................................................................................................28 图 3.12 平衡后两端测点的振动加速度时域信号.............................................................................29 图 3.13 转子有限元模型及节点分布.................................................................................................33 图 3.14 MODEL1 初始不平衡响应加速度时域信号 ...........................................................................33
刚性转子动平衡实验报告
图 1 转子系统与力系简化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r1和r2)所产生的离心力和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生的不平衡力大小相等,而方向相反。
此时,ΣP=0且ΣM=0，使该回转体达到动平衡。
三、实验装置 序号 名 称 数量 1 多盘转子系统1 2 调速器 1 3 调速电机 1 4 相位传感器 1 5 双悬臂梁水平位移传感器1 6 电子天平1 7微型计算机（安装清华大学的dynamic balance 软件）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b n 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。
刚性转子动平衡测试原理与实现_唐善华
硬支承动平衡机, 在计算动反力的时候, 可忽略支承 刚度的影响 [ 2] , 按静力学平衡原理得出支承上所受
动反力与不平衡量离心力的关系式为:
PA = 2
1-
a l
U1 +
b l
U2
= a11 U1 + a12 U2
( 4)
PB =
2
a l
U
1
+
1-
b l
U2
= a11 U1 + a12U 2
式中: U1、U2、PA、PB 均为垂直于回转轴的平面内的 矢量。由式 ( 4)可知, 硬支承动平衡机的影响系数仅
由式 ( 1)、( 4)可知, 在两支承处测得的振动信 号能反映出校正平面的不平衡量大小和相位差, 若 要确定具体方位, 须在转子上给出一个角度基准信 号。
角度基准信号发生装置主要有以下两种: 1)利 用与转子 1 1传动的两相发电机产生与转子转速 同频的正弦波的方法; 2)在转子上用油漆或彩色笔 上做个小色标, 在转子附近安装远红外光电接近开 关, 检测转子周向颜色变化产生脉冲信号输 出 (如 图 3), 脉冲信号的基频与转子转速相同, 可用电气 转换方法变成同频同相的正弦波。相比较而言, 后 者安装和使用方便, 且成本低, 故已逐步取代前者。
刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述
刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述1. 基本概念:1。
1 不平衡离心力基本公式:具有一定转速的刚性转动件（或称转子),由于材料组织不均匀、加工外形的误差、装配误差以及结构形状局部不对称(如键槽）等原因,使通过转子重心的主惯性轴与旋转轴线不相重合,因而旋转时，转子产生不平衡离心力，其值由下式计算:C=（G／g）×e×ω2=（G／g）×e×（πn／30）2--—--—--（公斤)式中: G—-----转子的重量（公斤）e———-—--转子的重心对旋转轴线的偏心量（毫米）n—--——-—转子的转速(转／分）ω-—-—--转子的角速度（弧度／秒）g--——-—-重力加速度9800(毫米／秒2)由上式可知,当重型或高转速的转子,即使具有很小的偏心量,也会引起非常大的不平衡的离心力，成为轴或轴承的磨损、机器或基础振动的主要原由之一。
所以零件在加工和装配时,转子必须进行平衡。
1.2 转子不平衡类别:1.2.1静不平衡——转子的惯性轴与旋转轴线不相重合,但相互平行，即转子重心不在旋转轴线上，如图1a所示.当转子旋转时，将产生不平衡的离心力。
1.2。
2动不平衡——转子的主惯性轴与旋转轴线主交错将产生不平衡的离心力,且相交于转子的重心上，即转子重心在旋转轴线上，如图1b所示.这时转子虽处于平衡状态，但转子旋转时将产生一不平衡力矩。
1.2.3静动不平衡—-大多数情况下，转子既存在静不平衡，又存在动不平衡，这种情况称静动不平衡。
即转子的主惯性轴与旋转轴线既不重合，又不平行,而相交于转子旋转轴线中非重心的任何一点, 如图1c所示.当转子旋转时，将产生一个不平衡的离心力和一个力矩。
1.2.4 转子静不平衡只须在一个平面上(即校正平面)安放一个平衡重量,就可以使转子达到平衡，故又称单面平衡。
平面的重量的数值和位置,在转子静力状态下确定,即将转子的轴颈放置在水平刀刃支承上，加以观察,就可以看出其不平衡状态,较重部份会向下转动，这种方法叫静平衡。
主轴动平衡的方法与应用
主轴动平衡的方法与应用2007年12月11日星期二 21:55主轴动平衡的方法与应用1 前言机床高速化的应用和发展，要求主轴转速提高。
但机床主轴组零件在制造过程中，不可避免会因材质不均匀、形状不对称、加工装配误差而导致重心偏离旋转中心，使机床产生振动和振动力，引起机床噪声、轴承发热等。
随着转速升高，不平衡引起的振动越加激烈。
由于机床主轴组件转动时产生的变形很小，为了简化计算，故视其作为刚性转子的平衡方法来处理。
将转子视作绝对刚体，且假定工作时，不平衡离心力作用下的转轴不会发生显著变形。
为此在这些条件下刚性转子的许多复杂不平衡状态，可简化为力系不平衡来处理，即可在任意选定的两个平面上增加或减去两个等效于Ud1，和Ud2的动平衡力使其平衡。
刚性转子动平衡一般为低速动平衡，一般选用第一临界转速的1/3以下。
2 相关术语1) 不平衡：由于离心力的作用而在轴承上产生振动或运动原因的转子质量分布状态。
2) 残留不平衡U：平衡处理后留下来的不平衡。
3) 相对不平衡e：不平衡除以转子质量得到的值，它等于离心力对于轴中心的位移。
4) 平衡程度G：是相对不平衡与指定角速度的乘积。
5) 平衡处理：为使作用在轴承上的与旋转速度同步的振动和力处在指定限定以内，而对转子质量分布进行调整的作业。
6) 满键：是对具有键槽的旋转轴和配合部件，进行最终装配时用的键或者等同的键。
7) 半键：是对具有键槽的旋转轴或者配合零件，各自单独进行动平衡处理时使用的键。
这种不平衡与最终组装时用的键(埋在旋转轴或配合部件的键槽中的不平衡)相当。
3 刚性转子不平衡且的表达和精度要求1) 转子平街程度G也称偏心速度，它不仅表示了转子不平衡程度，而且还表示了转子质量偏心距与工作转速间的关系。
G=e×ω mm/se--相对不平衡，mm;ω--实际使用的最高角速度rad/s。
如果用旋转速度n(r/min)来代替，则：ω=2πn/60e×2 n en60 9.552) 平衡程度的等级我国采纳了IS01940-1986刚性转子平衡质量要求标准，标准将平衡程度分为11个等级(见下表)。
SD220电测系统说明书(软)-平衡机
───在使用本系统前应仔细阅读本说明书的内容SD220软型电测系统操作说明书张家口市宣化新时代平衡机制造有限公司第一章一般介绍一.技术条件１、一般使用条件环境温度 -10～+40℃环境湿度≤85% 电源电压180VAC～250VAC连续工作方式无强腐蚀性气体或严重粉尘２、主要技术指标最小可达剩余不平衡度 e m a r≤0.5ｇ×mm/kg（配YYQ-100测振系统时）不平衡量一次减低率 URR≥ 90％配YYQ-100测振系统时）测量时间约10S 灵敏度调整自动３、外部接线下图是电测箱的后面板，正常使用前，应检查安装好以下接插件a) 传感器１接插线b) 传感器２接插线c) 基准信号接插线d) 电源插座接插线e) 检查熔断器是否完好并接通电源检查接口二、操作键盘介绍定标暂停退出1 2 3 45 6 7 89 0 CONT。
EXE执行退出 (QUIT)───在任何情况下，按此键则系统重新进入。
操作从头开始。
加去重 (+/-)───在平衡测量中，按下此键，面板上相应的指示灯或变亮，表示需要加重或去重。
执行 (EXE)───按此键表示对ＬＥＤ显示的数值认可, 并进行下一步操作。
定标 (SET)━━━功能1. 转速设定。
操作见第二部分第 2节 )━━━功能2. 自检。
操作参见第二部分自检说明。
━━━功能3. 定标。
操作参见第二部分定标说明。
暂停 (HALT)━━━在平衡测量中，按下此键，面板上相应的暂停指示灯若想继续测量，再按一下此键即可。
1 2 3 45 6 7 89 0 CONT 。
───此十一个键为转子参数及转速设定用，当按下此键时，仪器将有回响的声音。
转子参数一次输入后，机器将永久保持这些参数（SP、n1、Al、、PL、等）直到重新送入新的参数。
本平衡机电测仪无Ａ、ｂ、ｃ、ｒ1、ｒ2━━━对 "。
" 键,有如下功能:打印:按“HALT”键，面板上相应的暂停指示灯变亮。
刚性转子动平衡实验实验报告
实验刚性转子动平衡实验任务书一、 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；3. 了解动静法的工程应用。
二、 实验内容采用两平面影响系数法对一多圆盘刚性转子进行动平衡三、 实验原理工作转速低于最低阶临界转速的转子称为刚性转子，反之称为柔性转子。
本实验采取一种刚性转子动平衡常用的方法—两平面影响系数法。
该方法可以不使用专用平衡机，只要求一般的振动测量，适合在转子工作现场进行平衡作业。
根据理论力学的动静法原理，一匀速旋转的长转子，其连续分布的离心惯性力系，可向质心C 简化为过质心的一个力R （大小和方向同力系的主向量∑=iSR ）和一个力偶M （等于力系对质心C 的主矩()∑==cicmS m M ）。
如果转子的质心在转轴上且转轴恰好是转子的惯性主轴，即转轴是转子的中心惯性主轴，则力R 和力偶矩M 的值均为零。
这种情况称转子是平衡的；反之，不满足上述条件的转子是不平衡的。
不平衡转子的轴与轴承之间产生交变的作用力和反作用力，可引起轴承座和转轴本身的强烈振动，从而影响机器的工作性能和工作寿命。
刚性转子动平衡的目标是使离心惯性力系的主向量和主矩的值同时趋近于零。
为此，先在转子上任意选定两个截面I 、II （称校正平面），在离轴线一定距离r 1、r 2（称校正半径），与转子上某一参考标记成夹角θ1、θ2处，分别附加一块质量为m 1、m 2的重块（称校正质量）。
如能使两质量m 1和m 2的离心惯性力（其大小分别为m 1r 1ω2和m 2r 2ω2，ω为转动角速度）正好与原不平衡转子的离心惯性力系相平衡，那么就实现了刚性转子的动平衡。
两平面影响系数法的过程如下：（1）在额定的工作转速或任选的平衡转速下，检测原始不平衡引起的轴承或轴颈A 、B 在某方位的振动量11010V ψ∠=V 和22020V ψ∠=V ，其中V 10和V 20是振动位移（也可以是速度或加速度）的幅值，ψ1和ψ2是振动信号对于转子上参考标记有关的参考脉冲的相位角。