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文档简介

1、实验五 刚性转子动平衡设计与实验一、实验目的1、掌握刚性转子动平衡设计的原理和方法；2、掌握在动平衡机上对刚性转子进行动平衡的原理和方法。二、实验预习的内容1、预习与动平衡相关的知识；掌握动平衡设计的原理和方法；了解动平衡机的结构、工作原理和使用方法；了解动平衡实验的原理和方法。2、动平衡设计1）动平衡设计原理在转子的设计阶段，尤其在设计高速转子及精密转子结构时，必须进行平衡计算，以检查惯性力和惯性力矩是否平衡。若不平衡则需要在结构上采取措施，以消除不平衡惯性力的影响，这一过程称为转子的平衡设计。转子的平衡设计分为静平衡设计和动平衡设计，静平衡设计指对于D/b5的盘状转子，近似认为其不平衡质量

2、分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响。动平衡设计指径宽比D/b5的转子（如多缸发动机曲轴、汽轮机转子等），其特点是轴向宽度较大，偏心质量可能分布在几个不同的回转平面内，因此，不能忽略惯性力矩的影响。此时，即使不平衡质量的惯性力达到平衡，惯性力矩仍会使转子处于不平衡状态。由于这种不平衡只有在转子运动时才能显示出来，因此称为动不平衡。为避免动不平衡现象，在转子设计阶段，根据转子的功能要求设计转子后，需要确定出各不同回转平面内偏心质量的大小和位置，然后运用理论力学中平行力的合成与分解的原理，将每一个离心惯性力分解为分别作用于选定的两平衡基面内的一对平行力，并在每个平衡基面内按平面汇交力系求解，从

3、而得出两个平衡基面分别所需的平衡配重的质径积大小和位置，然后在转子设计图纸上加上这些平衡质量，使设计出来的转子在理论上达到平衡。2）转子动平衡设计的方法及步骤A：根据转子的结构确定出偏心质量所在的平面，并计算出各个偏心质量m1、m2、mi，向径r1、r2、ri，方位角1、2、i和惯性力F1、F2、Fi；B：选定平衡基面、，将惯性力F1、F2、Fi分解到所选定的平衡基面、，其分力分别为F1、F2、Fi和F1、F2、Fi，设在、面上所加的配重为m、m，其向径为r、r，其方位角为、；确定两个平衡基面、的距离L和各个偏心质量分别到平衡基面的距离l1、l2、li和到平衡基面的距离l1、l2、li，；C：

4、分别列出平衡基面、动平衡方程式 D：求解m、和m、。解法一：（1）取质径积（miri）比例mr；（2）分别作出平衡基面、质径积矢量多边形，求出mr、和mr、； （3）分别选取平衡质量m、m在平衡基面、的向径为r、r，计算出m、m。解法二：（1）列出平衡基面、的动平衡方程式分别在x、y方向上的投影方程式 计算出mr、mr和、；（2）选取m、m在平衡基面的向径r、r，计算出m、m。3、动平衡设计报告1）转子结构图2）转子动平衡设计参数：平衡基面的位置、转子材料密度、不平衡质量所在回转平面位置、不平衡质量所在的向径ri和方位角i、不平衡质量mi、平衡基面之间的距离L、平衡质量m、m在平衡基面上的向径r、r。3）动平衡设计计算 要求列出平衡基面动平衡方程式，用图解法和解析法分别进行计算。三、实验设备和工具1、实验用刚性

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