实验三刚性转子动平衡实验

航22 仲毅强 2012011551

同组人员：沈博

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。

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二、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R = ΣSi ）和一个力偶M （等于力系对质心C 的主矩Μ=Σmc(Si )=Mc ），见图一。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 r1 、r2 （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 m1 、 m2 的重块（称校正质量）。如能使两质量m1和m2的离心惯性力（其大小分别为m1 r1 ω2 和m1 r2 ω2 ，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 V10 = V10 ∠ψ1 和V 20=V20 ∠ψ2 ，其中V10 和V20 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。

（2）根据转子的结构，选定两个校正面I、II 并确定校正半径 r1 、 r2 。先在平面I 上加一“试重”（试质量） Q 1= mt1∠β1，其中 m t1 为试重质量， β1 为试重相对参考标记的方位角，以顺转向为正。在相同转速下测量轴承A、B 的振动量 V11 和 V12 。 矢量关系见图二 a，b。显然，矢量 V11 –V10 及 V21 –V20 为平面I 上加试重 Q1 所引起的轴承振动的变化，称为试重 Q1 的效果矢量。方位角为零度的单位试重的效果矢量称为影响系数。因而，我们可由下式求得影响系数。