实验一  转子试验台的动平衡测试

一、实验目的

1、了解转子试验台的结构，掌握驱动系统、液压系统、轴承结构等；

2、了解数据采集过程中参数的合理设置方法；

3、了解电涡流位移传感器、转速传感器的基本原理和使用方法；

4、掌握转子试验台的操作及米勒贝母数采仪的使用；

5、熟练搭建数据采集系统，掌握合理的接地方法；

6、掌握对转子试验台数据的分析方法，去除噪声干扰，提高信噪比，进行频谱分析。

二、实验设备

计算机，PCI9118控制卡，小转子试验台，米勒贝母数采仪，电涡流位移传感器及变换器，光电转速传感器，双输出直流电源2个，导线及数据线。

【小转子试验台】

1—驱动电机；2—柔性联轴器；3—传感器支架及质量盘；

4—电涡流位移传感器；5—光电转速传感器；6—静压滑动轴承

【米勒贝母数采仪】

【双输出直流电源】

每个电源可实现两个电源通道的并联及串联输出。

三、实验内容

1、传感器接地、安装质量块时信号的采集与分析；

2、传感器不接地、安装质量块时信号的采集与分析；

3、传感器接地、未安装质量块时信号的采集与分析；

4、传感器不接地、未安装质量块时信号的采集与分析；

5、比较以上四种情况下的数据变化。

四、实验步骤

1、在试验台传感器支架水平及垂直位置安装电涡流位移传感器，安装光电速度传感器。

2、将电涡流位移传感器接入+15V、-15V电源，速度传感器接入+12V电源。

3、将水平位移、竖直位移、转速传感器信号线接至米勒贝母数采仪6、7、8三个通道，用网线接通数采仪与计算机。

4、根据试验台转速，设置数采仪数据采集的相关参数

①        打开米勒贝母的PAK5.4软件，点击“Measurement Definition”进行设置。

②        更改实验数据存储文件的名称Subtitle，例“0403_14组_接地加质量块”。

③        点击“Measurement Setup”右侧按钮     “Channel Settings”，勾选6、7、8通道，开启米勒贝母中三个通道     “Meas. Positions”，对处于工作状态的6、7、8三个通道的数据采集进行备注：“水平”、“竖直”、“转速”     “Calibration”，修改传感器参数     设置采样频率“Sampling Rate”512Hz(试验台转频约为5Hz，采样频率应大于15Hz，米勒贝母要求采样频率不能低于200Hz)     勾选“Measurement Setup”中的“FFT”选项     保存并关闭。

注意：每个参数设置完毕后，需点击“OK”

④        点击“Graphic Definition”右侧按钮      勾选6、7、8、9、10、11，设置相应的“Name of Definition”为Online，点击相应的“Data Definiton”设置相应的图形窗口显示类型(如图所示)      保存并关闭

注意：在频谱图设置时，谱图的坐标范围选择为”from Min to min”

注意：每个参数设置完毕后，需点击“OK”

5、开启转子试验台油泵，等待一定时间后开启电机，并设置转子转速为500r/min；

6、点击“Start Measurement”，观测信号的特点并进行数据采集；

相应的六幅图为水平、竖直位移、速度信号的时域及频域图。

7、调节转子转速至0，关闭电机，等待一定时间后关闭油泵。

8、导出数据：点击“Graphic Definition”右侧按钮     勾选6、7，设置“Name of Measurement”为Latest Text，选择相应的导出的数据文件     点击“Apply and close”，导出相应的信号时域图     点击Export，选择相应的文件夹，导出数据文件。

五、实验报告要求

1、利用Matlab画出水平、竖直位移信号的时域图及轴心轨迹。

2、利用Matlab画出水平、竖直位移信号的频谱。

3、对四种工况下的时域信号的幅值变化、规律性进行比较。

4、比较不同工况下频率的变化。

5、对相应的变化情况进行合理的解释。

六、注意事项

1、转子试验台供油及电机输入电压均为高压，请勿接近；

2、试验台转子转速较高，请远离转子正前方；

3、质量块安装与拆卸时，切勿施加太大的扭矩；

4、如有疑问，及时与实验指导人员联系。

 

第二篇：动平衡实验论文参考

硬支撑动平衡试验 

摘要：在科学技术快速发展的现代社会，旋转机械的应用非常广泛，带来巨大的社会效益。与此同时，机械振动问题也成为制约旋转机械发展的最大障碍，为了改善机械的旋转性能，就需要研究动平衡。

关键词：旋转  机械振动  动平衡

   硬支撑动平衡试验是一门很好的动手实践的试验。可以通过实践来巩固所学的专业知识。它是一个比较综合性的实验，需要对很多知识有所了解，比如：光电头原理，动平衡试验机工作原理等。

一、 实验目的

1、了解工业动平衡机的工作原理。

2、掌握用动平衡机进行刚性转子动平衡的原理与方法。

二 、实验设备及工具

1、SCHENCK-CBA-590动平衡试验机

2、转子、加重螺钉、钻床。

3、丝锥，螺丝刀等工具。

三 、转子动平衡的基本原理

由《机械原理》所述的回转体动平衡原理知：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重和G_1、G₂ (它们的质心位置分别为r₁和r₂；半径大小可根据数值G₁、G₂的不同而不同)所产生的离心力。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（r_1平和r_2平）加上两个适当大小的平衡重G_1平和G_2平，使它们产生的平衡力与当量不平衡重产生的不平衡力大小相等,而方向相反，即:

                     

半径r_平越大,则所需的G_平就越小。此时,ΣP=0且ΣM=0，该回转体达到动平衡。不平衡量和质心偏移的关系为：

e=m·r/G

式中，e——转子校正平面上的质心偏移，um;

      m——转子校正平面上校正半径r处的不平衡质量，g;

      r——转子校正平面上不平衡质量所处的半径，mm;

      G——转子的质量，Kg。

四、动平衡试验机的测试原理

在主机的左右、右支承架上各装有一对滚轮，由于支托实验转子，滚轮架可以作升降调节。两支承架的左右两侧分别装有限位支架，用于调节限位的位置，防止转子的轴向窜动。在支承架的上方可安装安全架，以免发生事故。

在支承架中部装有压电式传感器，它是一种可逆性换能器，既可以将机械能转化为电能，又可以将电能转化为机械能，这种性能用于力、压力或速度方面的测量。

在硬支承动平衡机中，轴承支架的刚度较高。不平衡量所产生的离心惯性力，不能使轴承支架产生摆动，因此，工作与轴承支架几乎不产生振动偏移，这样，“不平衡力”既可以被认为是作用在筒支梁上的“静力”，这样就可以用静力学的原理来近似分析工作的平衡条件。

根据刚性转子的平衡原理，一个动不平衡的刚性转子，总可以在与旋转轴垂直而不与转子重心相重合的二个校正平面上减去或加上适当的质量来达到平衡，转子旋转时，支撑架上的轴承受到“不平衡”的交变压力（包含“不平衡”的大小和相位）这一非电量通过压电式传感器转换成电量，然后送入电测箱中的MCB—20型微机测试系统处理和显示。

整个微机测试系统是通过电荷放大器，一次积分，二次积分，电容开关滤波器，射级跟随器，程控放大器，最后通过模/数转换器，将一个模拟的信号转变成等价的数字信号，然后送入计算机，将不平衡量的大小，相位显示在屏幕上。

五、实验前的准备

1、接通电源，打开总电源开关，指示灯亮，预热30分钟。

2、根据转子的形状及结构，选择支承形式，调整左右支撑架的位置，并紧固好，将被测转子放在支架上。

3、根据转子的轴颈尺寸及轴线的水平状态，调节好支撑架上滚轮的高度，使转子的轴线保持水平，在旋转时不致窜动。

4、转子安放后，支承处应加少许润滑油，特别是轴颈和滚轮的表面，应做好清洁工作。

5、调整好支承架上的限位架及安全架，防止转子轴向窜动，以免发生事故。

6、根据被校验转子的质量、外径、初始不平衡量及驱动功率，来选择平衡转速。

7、根据转子的情况，在转子端面或外圆上用特种铅笔或胶纸做上黑色或白色标记，调好光电头的位置，以便于显示出转子不平衡量的相位。

8、测量出左校正平面至支承轴承中心间的距离a，右校正平面至右支承轴承中心间的距离c，左、右校正平面至间的距离b，左校正平面的平衡半径r₁，右校正平面的平等半径r₂；初步确定转速，根据转子的具体情况确定采用加重法或是去重法。

9、为了避免产生共振，减少电测箱矢量表的光点晃动或数字跳动，保持读数的正确性，转子轴颈的尺寸与支承架滚轮的尺寸尽可能不相同。

六、实验步骤

1、在接通电源或按“退出”键以后，仪器进入自检过程。

2、按“执行”键，面板显示：  no=x

式中no为支承形式，共六种，代号分另为1，2，3，4，5，6，输入相应数字，按“执行”键。

3、面板显示：A=××××  将A(a)的尺寸输入，按“执行”键。

4、依次输入b，c，r₁，r₂的尺寸，按“执行”键，方法同上。

5、输入完成后保存退出。

6、在被平衡转子上画上标记线，对好光电头。

7、启动电机，若运行正常，经数秒钟后，面板显示：

待面板数值不变后停机，并按上面显示的数值作加重或去重加工处理。

8、重复数次，待达到平衡精度的要求时（左、右不平衡量小于0.3克）平衡试验即告结束。

9、操作结束，直接关闭电源开关即可。

七、实验数据

第一次测试数据：

第二次测试数据：

第三次测试数据：

第四次测试数据：

第五次测试数据

误差 < 300mg ,结束平衡试验

八、注意事项

1、严格按照实验操作规程进行操作，注意人身设备安全。

2、准确确定a、b、c、r₁、r₂的数据。

3、滚轮表面应保持清洁，不准粘附铁屑，灰尘杂物，每次工作前后揩净滚轮和转子轴颈，加上少许润滑油。

4、电测箱是平衡机的重要部件，防止振动和受潮，工作完毕后应关掉电测箱电源开关。

5、电测箱面板上所有旋钮与开关不得任意拨动，以免损坏元器件和带来测量误差。

九、实验小结

这次实验不仅增长了我们的知识，而且有锻炼了我们的动手能力。从实验中我发现很多理论上的东西都存在着多多少少的误差，与实际的误差，要在实际试验中才能出现。并且，实验的准则—谨慎与小心应该牢牢被记住，毕竟有些实验材料的珍贵让我们没有那么多次机会去使用。