機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)第1頁(yè)/共13頁(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^察由回轉(zhuǎn)構(gòu)件的質(zhì)量分布不均所引起的機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象，加深對(duì)回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡的認(rèn)識(shí)了解回轉(zhuǎn)構(gòu)件動(dòng)平衡原理和計(jì)算方法掌握剛性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的實(shí)驗(yàn)方法和平衡步驟了解動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)機(jī)的工作原理和操作方法第2頁(yè)/共13頁(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備Y1BK型硬支撐動(dòng)平衡機(jī)實(shí)驗(yàn)用轉(zhuǎn)子、普通天平、游標(biāo)卡尺、橡皮泥第3頁(yè)/共13頁(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量并輸入轉(zhuǎn)子的參數(shù)，在動(dòng)平衡機(jī)上測(cè)出需要配重質(zhì)量的大小和相位對(duì)轉(zhuǎn)子反復(fù)進(jìn)行配重，直到動(dòng)平衡機(jī)顯示的配重質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量范圍第4頁(yè)/共13頁(yè)實(shí)驗(yàn)原理動(dòng)平衡的目的

對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子軸向?qū)挾萣與其直徑D之比大于0.2），如內(nèi)燃機(jī)曲軸、電機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸等，其偏心質(zhì)量往往是分布在若干個(gè)不同的回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，即使轉(zhuǎn)子的質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸線上，由于各偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的離心慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，因而會(huì)形成慣性力偶，該慣性力偶的方向隨轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而變化，故引起機(jī)器設(shè)備的振動(dòng)。對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡目的，就是要求其各偏心質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力和慣性力偶矩同時(shí)得到平衡，消除因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)。轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的判定條件各偏心質(zhì)量（包括平衡質(zhì)量）產(chǎn)生的慣性力的矢量和等于零以及這些慣性力所構(gòu)成的力矩矢量和等于零。

第5頁(yè)/共13頁(yè)動(dòng)平衡原理為使轉(zhuǎn)子獲得動(dòng)平衡，必須選定兩個(gè)回轉(zhuǎn)平面作為平衡基面1和2，將各離心慣性力分解到選定的平衡基面內(nèi)。

圖1慣性力的分解只要在平衡基面1和2內(nèi)適當(dāng)?shù)馗骷右黄胶赓|(zhì)量，使兩平衡基面內(nèi)的慣性力之和分別為零，那么轉(zhuǎn)子就可以達(dá)到動(dòng)平衡。基面1基面2基面1：基面2：第6頁(yè)/共13頁(yè)任何一個(gè)回轉(zhuǎn)體不管它得不平衡質(zhì)量實(shí)際分布情況如何，都可以向兩個(gè)任意選定的平衡平面內(nèi)分解，在這兩個(gè)平面內(nèi)各加上一個(gè)平衡質(zhì)量就可以使該回轉(zhuǎn)體達(dá)到平衡。這種使慣性力的合力及合力矩同時(shí)為零的平衡稱為動(dòng)平衡。由此可見(jiàn)，至少要由兩個(gè)平衡平面才能使轉(zhuǎn)子達(dá)到動(dòng)平衡經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡的回轉(zhuǎn)件一定是靜平衡的，但靜平衡的回轉(zhuǎn)件不一定達(dá)到動(dòng)平衡。結(jié)論：第7頁(yè)/共13頁(yè)動(dòng)平衡機(jī)的工作原理動(dòng)平衡機(jī)結(jié)構(gòu)圖2原理圖圖3Y1BK動(dòng)平衡機(jī)1-電動(dòng)機(jī)2-帶傳動(dòng)裝置3-被測(cè)轉(zhuǎn)子4-壓電式傳感器5-.壓電式傳感器6-解算電路7-選擇開(kāi)關(guān)8-選頻放大器9-顯示儀表10-整形放大器11-顯示儀表12-鑒相器13-整形放大器14-光電頭15-反光標(biāo)記16萬(wàn)向關(guān)節(jié)第8頁(yè)/共13頁(yè)

動(dòng)平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示，實(shí)物圖如圖3所示。測(cè)量時(shí)，轉(zhuǎn)子3放置在彈性支撐上，由電動(dòng)機(jī)1通過(guò)帶傳動(dòng)裝置2帶動(dòng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子上的偏心質(zhì)量使彈性支撐發(fā)生振動(dòng)，傳感器4和5將振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕冯娦盘?hào)，兩路電信號(hào)同時(shí)傳遞到解算電路6，它對(duì)這兩路信號(hào)進(jìn)行處理以消除兩平衡基面之間的相互影響。用選擇開(kāi)關(guān)7選擇平衡基面1或2，再經(jīng)選頻放大器8將信號(hào)放大，由顯示儀表9顯示出該平衡基面上的不平衡質(zhì)徑積的大小。放大后的信號(hào)又經(jīng)過(guò)整形放大器10轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號(hào)并被送往鑒相器12。鑒相器12也同時(shí)接收來(lái)自光電頭14和整形放大器13的基準(zhǔn)信號(hào)，基準(zhǔn)信號(hào)與轉(zhuǎn)子上的反光標(biāo)記15相對(duì)應(yīng)。鑒相器輸出的相位差由顯示儀表11顯示，以反光標(biāo)記15為基準(zhǔn)就可以確定偏心質(zhì)量的相位。

第9頁(yè)/共13頁(yè)各種典型轉(zhuǎn)子的平衡等級(jí)和許用不平衡量

平衡等級(jí)GA=[e]w/1000典型轉(zhuǎn)子G40004000剛性安裝的具有奇數(shù)氣缸的低速船用柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G16001600剛性安裝的大型二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G630630剛性安裝的大型四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G250250剛性安裝的高速四缸柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G100100六缸及其以上的高速柴油機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)整體G4040汽車車輪、傳動(dòng)軸；彈性安裝的六缸以上高速發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置；汽車、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G1616特殊要求的傳動(dòng)軸；汽車、機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)部件；特殊要求的六缸及其以上的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)裝置G6.36.3船用主汽輪機(jī)齒輪、離心機(jī)鼓輪、裝配好的航空燃?xì)馄啓C(jī)G2.52.5燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)、剛性汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、透平壓縮機(jī)、機(jī)床傳動(dòng)裝置G11磨床傳動(dòng)裝置G0.40.4精密磨床主軸、砂輪盤及電機(jī)轉(zhuǎn)子、陀螺儀第10頁(yè)/共13頁(yè)實(shí)驗(yàn)步驟根據(jù)轉(zhuǎn)子形狀和特點(diǎn)，調(diào)整兩支撐架間的相對(duì)位置，調(diào)節(jié)左右兩滾輪架的高度，使轉(zhuǎn)子水平放置確定轉(zhuǎn)子的支撐方式，確定平衡平面和校正半徑，測(cè)量轉(zhuǎn)子的參數(shù)輸入測(cè)試參數(shù)并測(cè)試轉(zhuǎn)子根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行配重再次測(cè)試轉(zhuǎn)子直到達(dá)到要求具體操作過(guò)程見(jiàn)教材第11頁(yè)/共13頁(yè)思考題對(duì)給定的一個(gè)待平衡的轉(zhuǎn)子，選擇靜平衡恰當(dāng)