实验三：刚性转子动平衡实验
一、实验目的
1、加深对刚性转子动平衡概念的理解；
2、掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。 3、了解动平衡试验机的结构组成及工作原理。 二、实验设备
1、JPH-A型动平衡实验台； 2、转子试件； 3、平衡块； 4、百分表0～10mm。
三、实验原理
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质量mi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m1和m2 (它们的质心位置分别为r1和r2，半径大小可根据数值m1、m2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Ⅰ、Ⅱ)内的
?和m2?，使它们产生的平衡力适当位置（r1?和r2?）加上两个适当大小的平衡重m1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?越大,则所需的平衡重m?就越小。此时,ΣF =0且ΣM=0，该回转体达到动平衡。
转子不平衡质量的分布有很大的随机性，而无法直接判断其大小和方位。因此很难用公式来计算平衡重，但可用实验方法来解决。 “刚性转子动平衡实验”是利用实验用动平衡实验台测定需加于两个平衡基面上的平衡质量的大小和方位，并通过增减配重质量来进行校正，直到达到平衡。 四、实验方法和步骤
1、将平衡试件装到摆架的滚轮上，把试件右端的联轴器盘与差速器轴端的联轴器盘，用弹性柱销柔性联成一体。装上传动皮带。
2、用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄，检查动平衡机各部分转动是否正常。松开摆架最右端的两对锁紧螺母，调节摆架上面的安放在支承杆上的百分表，使之与摆架有一定的接触，并随时注意振幅大小。 3、开机前将试件右端圆盘上装上适当的待平衡质量（四块平衡块），接上电源启动电机，待摆架振动稳定后，调整好百分表的位置并记录下振幅大小y0（格），百分表的位置以后不要再变动，停机。 4、在补偿盘的槽内距轴心最远处加上一个适当的平衡质量（二块平衡块）。开机后摇动手柄观察百分表振幅变化，手柄摇到振幅最小时手柄停止摇动。记录下振幅大小y1和蜗轮位置角β1（差速器外壳上有刻度指示），停机。（摇动手柄要讲究方法：蜗杆安装在机架上，蜗轮安装在摆架上两者之间有很
大的间隙。蜗杆转动到适当位置可与蜗杆不接触，这样才能使摆架自由地振动，这时观察的振幅才是正确的。摇动手柄蜗杆接触蜗轮使蜗轮转动，这时摆动振动受阻，反摇手柄使蜗杆脱离与蜗轮接触，使摆架自由地振动，再观察振幅。这样间歇性地使蜗轮向前转动位和观察振幅变化，最终找到振幅最小值的位置）。在不改变蜗轮位置情况下，停机后，按试件转动方向用手转动试件使补偿盘上的平衡块转到最高位置。取下平衡块安装到试件的平衡面（圆盘2）中相应的最高位置槽内。
5、在补偿盘内再加一点平衡量（1~2平衡块）。按上述方法再进行一次测试。测得的振幅y2蜗轮位置β2，若y2＜y1＜y0；β1与β2相同或略有改变，则表示实验进行正确。若y2已很小可视为已达到平衡。停机、按步骤4方法将补偿盘上的平衡块移到试件圆盘2上。解开联轴器开机让试件自由转动若振幅依然很小则第一步平衡工作结束。若还存在一些振幅，可适当地调节一下平衡块的相位，即在圆周方向左右移动一个平衡块进行微调相位和大小。
6、将试件两端180°对调，即这时圆盘2为驱动盘，圆盘1为平衡面。再按上述方法找出圆盘1上应加的平衡量。这样就完成了试件的全部平衡工作。 五、注意事项：
1、动平衡的关键是找准相位，第一次就要把相位找准，当试件接近平衡时相位就不灵敏了。所以β1、β2是主要位置角。
2、若试件振动不明显可人为地加一些不平衡块。 六、实验思考题
1、何为动平衡？哪些机构需要动平衡？
2、在补偿盘上所加的平衡质量所处位置应与试件待平衡面上不平衡质量间所成角度为多少？ 3、动平衡实验台是如何实现补偿盘与试件平面转向相反、转速相同的？ 4、在实验台补偿盘上加平衡块后是否实现了试件的平衡？
5、刚性转子的平衡有几种类型？刚性转子平衡的计算方法是什么？ 实验三：刚性回转件的动平衡实验报告
专业班级： 姓名： 学号： 日期： 指导教师： 成绩： 同组人： 一、实验目的
1、加深对刚性转子动平衡概念的理解；
2、掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。 3、了解动平衡试验机的结构组成及工作原理。 二、实验设备及用具
1、JPH-A型动平衡实验台；
2、转子试件； 3、平衡块； 4、百分表0～10mm。
三、实验原理
“刚性转子动平衡实验”是利用实验用动平衡实验台测定需加于两个平衡基面上的平衡质量的大小和方位，并通过增减配重质量来进行校正，直到达到平衡。 四、实验方法和步骤
1、将平衡试件装到摆架的滚轮上，把试件右端的联轴器盘与差速器轴端的联轴器盘，用弹性柱销柔性联成一体。装上传动皮带。
2、用手转动试件和摇动蜗杆上的手柄，检查动平衡机各部分转动是否正常。
3、开机前将试件右端圆盘上装上适当的待平衡质量（四块平衡块），接上电源启动电机，待摆架振动稳定后，调整好百分表的位置并记录下振幅大小y0（格），百分表的位置以后不要再变动，停机。 4、在补偿盘的槽内距轴心最远处加上一个适当的平衡质量（二块平衡块）。 5、在补偿盘内再加一点平衡量（1~2平衡块）。
6、将试件两端180°对调再按上述方法找出圆盘1上应加的平衡量。 五、实验数据记录表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 实验内容 试件测试 在试件右端圆盘（2）上装4块平衡块 在补偿盘上配2块平衡块 在补偿盘上再配2块平衡块 将试件调头，试件测试 在试件右端圆盘（1）上装4块平衡块 在补偿盘上配1块平衡块 在补偿盘上配3块平衡块 转速 1500 1480 1470 1480 1500 1485 1490 1485 框架振幅（mm） 六、思考题
1、何为动平衡？哪些机构需要动平衡？
（答： ）需要在两个平面加平衡重进行平衡，即满足∑F=0，∑M=0；使转子所产生的不平衡的惯性力与惯性力偶矩得以平衡称动平衡。
对于筒形转子（轴向尺寸较大，径宽比d/b＜5，如车轮、电机转子、机床主轴、高速刀具等），其质量的分布在垂直于轴线的多个互相平行的回转面内时，转动时所产生的离心力系不再是平面汇交力系，而是空间力系，由此还产生惯性力偶矩，因此需作动平衡。
2、在补偿盘上所加的平衡质量所处位置应与试件待平衡面上不平衡质量间所成角度为多少？（答：180°）
3、动平衡实验台是如何实现补偿盘与试件平面转向相反、转速相同的？（答：利用差速器实现，差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个外壳为蜗轮的转臂组成的周转轮系，当不转动蜗轮时，差速器为定轴轮系，即可实现补偿盘与试件平面转向相反、转速相同） 4、在实验台补偿盘上加平衡块后是否实现了试件的平衡？
（答：在实验台补偿盘上加平衡块后只实现的摆架的平衡，摆架平衡不等于试件平衡，还必须把补偿盘上的平衡质量转换到试件的平衡面上。）