機(jī)械畢業(yè)設(shè)計25動平衡機(jī)測試系統(tǒng)設(shè)計論文VIP

動平衡機(jī)測試系統(tǒng)設(shè)計 The Test Systerm Design of Dynamic Balancing Mechine 專 業(yè)：機(jī)械工程及自動化 學(xué) 生：孫 黎 指導(dǎo)教師：宋方臻 濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 二零零六年六月 中文摘要 常用機(jī)械中包含著大量的作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的回轉(zhuǎn)體。在理想的情況下，平衡的回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時與不旋轉(zhuǎn)時，對軸承產(chǎn)生的壓力是一樣的。但工程中的各種回轉(zhuǎn)體，由于材質(zhì)不均勻或毛坯缺陷等多種因素，使的回轉(zhuǎn)體在旋轉(zhuǎn)時，其上每個微小質(zhì)點(diǎn)所產(chǎn)生的離心慣性 力不能相互抵消，引起振動，嚴(yán)重時，能造成破壞性事故。因此，工程中常需對回轉(zhuǎn)體部件進(jìn)行平衡。 本文在文獻(xiàn)資料和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上 ,基于機(jī)械振動和轉(zhuǎn)子動平衡理論，分析了轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的原因及危害， 論述了各類不平衡轉(zhuǎn)子的平衡方法，在此基礎(chǔ)上根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐的需要，以剛性轉(zhuǎn)子為研究對象，分析其不同測試方 法，尤其是瓦特表測量系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，分析并計算了動平衡機(jī)測 試 系統(tǒng)的速度信號特點(diǎn)，分析了求取動不平衡量大小和相位的解算原理，并針對瓦特表測量系統(tǒng)，進(jìn)行了具體的電路設(shè)計。 具體完成工作如下： 1、敘述了課題的工程背景以及研究轉(zhuǎn)子系 統(tǒng)動平衡技術(shù)的理論意義和工程價 值。討論了動平衡技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢。 2、動平衡處理是旋轉(zhuǎn)部件必須采取的工藝措施之一， 轉(zhuǎn)子動平衡的實(shí)質(zhì)是建立不平衡量和軸承振動響應(yīng)之間的復(fù)雜函數(shù)關(guān)系，本設(shè)計詳細(xì)分析了六種剛性轉(zhuǎn)子的不同情況，并依據(jù)解算式子的不同分為四種情況，建立測試電路。 3、設(shè)計核心電路，該電路對不平衡信號進(jìn)行濾波，去除高頻干擾和低頻干 擾，得到基頻處的正弦信號 ,算出了剛性轉(zhuǎn)子每個校正平面上的不平衡量 4、在平衡機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行了動力學(xué)試驗(yàn)以及平衡方法試驗(yàn)，并在軟件上對部分電路進(jìn)行了仿真。試驗(yàn)結(jié)果表明，本 文提出的平衡機(jī)測試系統(tǒng)的信號分析過程以及平衡方法是合理的，部分電路模擬仿真結(jié)果是 正確的。 本文的成果對于提高轉(zhuǎn)子動平衡精度和效率，豐富動平衡理論，具有一 定的理論意義和重要實(shí)用價值。 關(guān)鍵詞 ： 動平衡 解算原理 硬支承 測試系統(tǒng) 剛性轉(zhuǎn)子 不平衡量減少率 ABSTRACT This paper ， on the basis of the theory of mechanical vibration and rotor balancing,firstly analyses the various reasons and dangers caused by unbalanced rotors according to information and experiments, after these, diferent balancing methods for diferent types of unbalancing rotors were discussed. On the basis of the theory that discussed above, the paper analysesdiferent types methods of measuring especially watt meter measuring systemand character of signals of hard bearing dynamic balancing system and designs a hard-bearing microcomputer-based measuring system for diferent types of hard bearing dynamic balancing machines. The embodiment of the contributions may be summarized as follows: 1、 Considering the influence of the system parameters of soft-bearing balancing system, more accurate model of balancing system is constructed when balancing asymmetric rotor, such as high-speed painting atomizer rotor. Then the dynamic analysis and the computer simulation are carried out 2、 The handling of dynamic balancing is one of technology measure at must be adopted on revolving parts。 Furthermore, the thesis deals with the influence of supporting rollers eccentricity on balancing precision, and presents the method to eliminate the deviation. 3、 Unbalanced signals are filter using， in order to delete disturbed interferences.The sine signal at the fundamental frequency is gained。 4、 A series of experiments have been carried out on balancing machine. The results show that both the analytical process of the balancing system and the balancing methods are reasonable, and the results of computer simulation are correct. The outcomes of this thesis have Important theoretical significance and use value to direct how to improve the precision and the efficiency of rotor balancing, and will greatly enrich the theory of balancing method. KEY WORDS： Dynamic balancing, Key Word 2 , Hard bearing， Key Word 2 , Rigid Rotor， Unbalancing reduction ratio - i - 目 錄 第一章 緒論 . 3 1.1 動平衡機(jī)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和前景 . 3 1.2 本課題的提出及其在實(shí)踐上的意義 . 4 第二章 動平 衡測試系統(tǒng)相關(guān)原理理論 . 5 2.1 質(zhì)量不平衡的原因 . 5 2.2 三種不平衡形式 . 5 2.3 轉(zhuǎn)子平衡的概念 . 6 2.4 轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡 . 6 2.5 轉(zhuǎn)子動平衡的必要性 . 8 2.6 平衡轉(zhuǎn)速 . 9 2.7 平衡精度等級 . 9 2.8 剛性轉(zhuǎn)子和柔性轉(zhuǎn)子 . 13 2.9 校正方法 . 13 2.10 校正面的選擇 . 13 第三章 解算原理及板簧計算 . 14 3.1 硬支承平衡機(jī)與軟支承平衡機(jī) . 14 3.2 硬支承動平衡機(jī)的校正解算原理 . 15 3.3 板簧的計算 . 20 3.3.1 板彈簧的簡化模型 . 20 3.3.2 忽略剪切變形時板彈簧 的計算 . 20 3.3.3 考慮剪切變形時板彈簧的計算 . 21 第四章 各部分電路設(shè)計及計算， . 22 4.1 傳感器 . 22 4.2 濾波電路 . 24 4.2.1 原理特性 . 24 4.2.2 設(shè)計步驟 . 26 4.3 乘 A 或 C 運(yùn)算放大器 . 27 4.4 反相器 . 29 4.5 加法器 . 30 - 2 - 4.6 除法電路 . 33 4.6.1 模擬乘法器的基本特性 . 33 4.6.2 集成模擬乘法器 . 34 4.6.3、除法運(yùn)算 . 36 4.7 功率放大器電路 . 37 第五章 不平衡量結(jié)果的顯示儀器及數(shù)據(jù)處理 . 39 5.1 不平衡量結(jié)果的顯示儀器 . 39 5.2 基準(zhǔn)信號發(fā)生器 . 40 第六章 整體電路 . 41 參考文獻(xiàn) . 42 致 謝 . 43 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 3 - 第一章 緒論 1.1 動平衡機(jī)國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r和前景 進(jìn)入現(xiàn)代化社會，機(jī)械逐步向精密化、大型化、高速化的方向發(fā)展，這時出現(xiàn)的最大障礙就是振動問題。在產(chǎn)生振動的各種原因中，最主要的就是“不平衡力”。機(jī)械中必然存在運(yùn)動的部分，這一部份的質(zhì)量如果有加速度， 就會產(chǎn)生慣性力 (旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力等 )。這種慣性力如果在機(jī)械的運(yùn)動部分內(nèi)部沒有得到良好的 平衡，則與不平衡相應(yīng)的力就會作為動載荷作用于機(jī)械 的靜止部分，從而引起振動、噪聲或性能的下降。為了避免產(chǎn)生這些現(xiàn)象， 就需要改善運(yùn)動部分的質(zhì)量分布，消除不平衡力，這就是所謂平衡現(xiàn)代的平衡技術(shù)，是在本世紀(jì)初隨著蒸汽透平的出現(xiàn)而發(fā)展起來的。 第一臺平衡機(jī)的出現(xiàn)距今已有近一百年的歷史。1907年德國的拉瓦切克 (Lawaczeck)首先制造出平衡機(jī)，隨后，黑曼 (Heymann )將其改進(jìn)。在這臺平衡機(jī)上，支承試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)體的軸承是由安裝在底座上的彈 簧支承起來的。運(yùn)動中的旋轉(zhuǎn)體所產(chǎn)生的離心力使軸承產(chǎn)生振動，振動波形 由地震儀一類 的裝置記錄下來。平衡操作所需的校正塊的位置及大小根據(jù)這 一記錄確定，將校正塊加到旋轉(zhuǎn)體上，平衡操作即告完成。拉瓦切克 黑曼 平衡機(jī)的結(jié)構(gòu)是原始的，操作也較麻煩，但對高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械性能的提高作出 了很大的貢獻(xiàn)。 直到20世紀(jì) 40年代，電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了平衡技術(shù)的變革。電子測量系統(tǒng)，平面分離電路，電氣 “標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子”等先進(jìn)技術(shù)在平衡機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。 由于羅伊特林格 (Renitlinger)的可動線圈式傳感器的發(fā)明， 以及在以德國的申克公司(Schenck)和美國的吉肖特公司 (Gisholt )的瓦特 計式為基礎(chǔ)的電氣測量 機(jī)構(gòu)發(fā)展的基礎(chǔ)上，現(xiàn)代平衡機(jī)問世了。隨著電子計算機(jī)和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，價格又大幅度下降，使得動平衡機(jī)得到了很大發(fā)展。 七十年代出現(xiàn)的硬支承平衡機(jī)可認(rèn)為是平衡機(jī)發(fā)展史上的一次飛躍。由于硬支承平衡機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，如測量的是轉(zhuǎn)子的不平衡離心力，可以實(shí)現(xiàn)“永久標(biāo)定，操作簡單等，從 而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。從發(fā)展趨勢看 ,除了一些特殊情況，如高速、小 型轉(zhuǎn)子的平衡以外，硬支承平衡機(jī)將取代軟支承平衡機(jī)； 從國外的平衡機(jī)發(fā)展過程來看，德國的平衡機(jī)制造業(yè)歷史悠久，水平處于領(lǐng)先地位?？?、申克和霍夫曼公司都具有比較高的技術(shù)水平 。另外，美國的 IRD公司對于軟支承平衡機(jī)也深有研究，其產(chǎn)品也值得關(guān)注。我國對平衡機(jī)的研制和開發(fā)是從 1958年開始的，平衡機(jī)制造業(yè)發(fā)展也比 較迅速。根據(jù)國家試驗(yàn)機(jī)質(zhì)檢中心的檢測結(jié)果來看，國產(chǎn)平衡機(jī)的兩項技濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 4 - 術(shù) 指標(biāo)，即最小可達(dá)剩余不平衡量 em.和不平衡量少率 URR，與國際先進(jìn)水平 的差距并不明顯。通用軟支承平衡機(jī)的 em.能達(dá)到 0.01,u, URR一般在 9095。 現(xiàn)代的動平衡機(jī)已逐漸形成了一個通用的結(jié)構(gòu)，即“旋轉(zhuǎn)機(jī)械”， 用于測量轉(zhuǎn)子不平衡的機(jī)器。如需要可用于調(diào)整被平衡轉(zhuǎn)子的 質(zhì)量分布，使與轉(zhuǎn)速同頻的軸徑振動或作用于軸承 的力減小。 1.2 本課題的提出及其在實(shí)踐上的意義 雖然動平衡理論和技術(shù)己發(fā)展了近一個世紀(jì)且動平衡機(jī)也更新多次，但 在生產(chǎn)實(shí)踐中還是不能完全滿足需要。目前我國企業(yè)生產(chǎn)的平衡機(jī)多為瓦特 表測量系統(tǒng)或數(shù)字指示式的。由于瓦特表測量系統(tǒng)在本質(zhì)上是以機(jī)電濾波方 式工作的等效的濾波裝置，存在傳感器誤差、衰減器誤差、積分器誤差、平 面分離誤差、放大器誤差、電壓一電流轉(zhuǎn)換器誤差、瓦特表誤差等，這樣其 濾波精度、工作頻率和動態(tài)范圍等都很難以提高，特別難以進(jìn)一步向高速、低速兩個方向發(fā)展。國外同類設(shè)備由于精度相對較高和經(jīng)濟(jì)上的原因，現(xiàn)在 還有 較多生產(chǎn)和應(yīng)用 隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，瓦特表測量系統(tǒng)的 不足日漸暴露，主要表現(xiàn)為 :由于光點(diǎn)指示刻度盤的分度不可能很細(xì)， 不平衡量的相位和讀數(shù)從主觀和客觀上都會有誤差，測量結(jié)果不僅與操作人員的經(jīng)驗(yàn)、讀數(shù)的刻度、刻度精度、燈泡亮度等有關(guān)，還與系統(tǒng)的示值不穩(wěn)定、光點(diǎn)鎖定等有關(guān)，即存在示值誤差大的問題。而計算機(jī)技術(shù)在很大程度 上能彌補(bǔ)以上的不足。 平面分離誤差 :A, B, C,RZ參數(shù)的設(shè)置在瓦特表測量系統(tǒng)參數(shù) 是通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值來實(shí)現(xiàn)的。參數(shù)精度差、電阻長期使用引起的誤差 (氧化、磨損、電火花腐蝕等 )以及參數(shù)設(shè)置旋鈕配合幅的磨損引起的誤差， 另外，還有積分電路帶來的積分誤差等。雖然目前國內(nèi)外相繼出現(xiàn)的相敏檢波式平衡機(jī)、他激時分割式平衡機(jī)測量系統(tǒng)以及數(shù)字相關(guān)濾波式平衡機(jī)測量系統(tǒng)等在測量精度、濾波抗干擾能力等有較 大提高，但還是有一些不足 :轉(zhuǎn)子初始參數(shù)設(shè)置、測量結(jié)果、不具有記憶 功能，不能建立轉(zhuǎn)子技術(shù)狀況檔案，不能對同一類型轉(zhuǎn)子進(jìn)行統(tǒng)計分析，不 能使用相關(guān)的打印設(shè)備、不能客觀提供測試結(jié)果等。 鑒于所學(xué)知識和所借助的資料，在老師指導(dǎo)下，針對國內(nèi)水平，選擇了矢量瓦特表式測試方法作為設(shè)計課題。 本課題提出的雖然也是動平衡 機(jī)矢量瓦特表測量系統(tǒng)，采用磁電式速度傳感器作為動不平衡量信號的采集傳感器，信號中直接包含了動平衡量大小和相位的信息，不 需要積分這個環(huán)節(jié)，不會再帶來積分誤差。與普通瓦特表測量系統(tǒng)相比，避免了 積分誤差 。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 5 - 第二章 動平衡測試系統(tǒng)相關(guān)原理理論 2.1 質(zhì)量不平衡的原因 導(dǎo)致轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有 : 1、 制造過程中機(jī)械加工不精確或材質(zhì)不均勻，使得轉(zhuǎn)子上各零部件的橫截面對與轉(zhuǎn)動中心軸線不對稱 ;或者轉(zhuǎn)子鍛件在機(jī)械加工及熱 處理過程中的殘留變形所引起的轉(zhuǎn)子永久性撓曲。 2、 運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子上動葉片的不均勻磨損 ;鹽垢的不均勻 堆積 ;動葉或拉金的斷裂 ;運(yùn)轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子的變形。 3、 大修時進(jìn)行過可能破壞轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的技術(shù)操作，如拆卸或更換葉輪、葉片、聯(lián)軸節(jié)及轉(zhuǎn)子上的其他較大型零部件，更換電機(jī)線圈繞組，車削轉(zhuǎn)子軸頸或進(jìn)行過直軸等。 2.2 三種不平衡形式 以下述的模型來說明轉(zhuǎn)子的三種不平衡形式 :將一等直徑對稱轉(zhuǎn)子 等分成兩部分，兩部分的質(zhì)心分別垂直與軸線的各自中央平面內(nèi)。 1、靜不平衡 (主矢不為零、主矩為零 ) 兩部分的質(zhì)心位于通過軸線同一 平面的同一側(cè)，而且具有相同的偏心距 e，見圖 2.4(a)在此情況下，轉(zhuǎn)子的質(zhì)心 S也處在通過軸線的平面內(nèi)。如 果軸承的摩擦系數(shù)很小，那 么轉(zhuǎn)子在不平衡力作用下，最終將靜止在偏心位于正下方的位置上， 我們稱這種不平衡為單純的靜不平衡。對于靜不平衡的轉(zhuǎn)子，運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)子上兩部分不平衡產(chǎn)生的離心力 F和 FZ大小相等、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 6 - 方向相同，他們的合力位于軸對稱中間平面內(nèi)，并 作用在質(zhì)心 S上，稱此力為靜不平衡力。靜不平衡力使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生平行移動，分解到兩側(cè)軸承上，將產(chǎn)生大小相等，方向相同的作用力，將此力稱為對稱作用力。 2.動不平衡 (主矢為零、主矩不為零 )兩部分的質(zhì)心位于通過軸線的同一平面內(nèi)，但分置于軸線的對稱兩側(cè)，見圖 2.4(b)。此時，轉(zhuǎn)子的質(zhì)心 仍在軸線上，故轉(zhuǎn)子靜止?fàn)顟B(tài)下在 任何位置均能停留出于靜力平衡狀態(tài)。但在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動中，離心力 F和 F2大小相等、方向相反，組成以 S為中心的力偶，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生繞質(zhì)心 的擺動。這種不平衡僅當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時才表現(xiàn)出來，故稱為動不平衡。 動不平衡在兩側(cè)軸承上產(chǎn)生大小相等、方向相反的作用力，將此 力稱為反對稱作用力。 3.一般不平衡 (主矢和主矩均不為零 )轉(zhuǎn)子的不平衡通常是隨機(jī)的，不但兩部分的質(zhì)心可能不在通過軸線的同一平面內(nèi)，且偏心距也可能不相等，轉(zhuǎn)子的質(zhì)心也可能不在軸 線上，如圖 2.4(c)所示。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，離心力汽和凡可以合成為一個 合力 和一個力偶，即構(gòu)成一個靜不平衡力和一個動不平衡力偶。一個殊的情況是合力位于力偶垂直的平面內(nèi)，即相當(dāng)于在一個平衡良好的轉(zhuǎn)子非質(zhì)心平面上加一個不平衡，稱這種不平衡為準(zhǔn)靜不平衡 (主矢和主矩均不為零但相互垂直 )。 2.3 轉(zhuǎn)子平衡的概念 由于轉(zhuǎn)子在制造和運(yùn)行過程中，不可避免的造成轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布不平衡，而引起一些振動，轉(zhuǎn)子的平衡就是通過檢測和調(diào)整轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，即在轉(zhuǎn)子的適當(dāng)位置加上 (或減去 )一定數(shù)量的 (被稱為校正質(zhì)量或配重 )質(zhì)量，來減少轉(zhuǎn)子的慣性主軸與旋轉(zhuǎn)軸線的偏離，使 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動降到容許范圍內(nèi)。平衡的作用就是減少 轉(zhuǎn)子的撓曲、降低機(jī)組的振動并減少軸承及基礎(chǔ)的動反力，保證機(jī)組安全、平穩(wěn)、 可靠的運(yùn)行。 2.4 轉(zhuǎn)子的靜平衡和動平衡 一個轉(zhuǎn)子究竟要采用靜平衡還是動平衡，要根據(jù)具體情況如轉(zhuǎn)子 的重量、形濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 7 - 狀、轉(zhuǎn)速、支座條件及用途等，一般按下列原則考慮 :(1).當(dāng)轉(zhuǎn)子外徑 D與長度 L滿足 D/L 5時，不論其工作轉(zhuǎn)速高低只 需進(jìn)行靜平衡。 (2).當(dāng) L遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 D時，只要工作轉(zhuǎn)速大于 100轉(zhuǎn) /分，都要進(jìn)行動平衡。 1.靜平衡 對于軸向長度較短的轉(zhuǎn)動部件，如汽輪機(jī)的單個葉輪、泵及風(fēng)機(jī)的單圓盤轉(zhuǎn)子等，平衡主要表現(xiàn)為單純的靜不平衡。對 靜不平衡的轉(zhuǎn)子，可用靜力試驗(yàn)法來平衡。即將轉(zhuǎn)軸放在一對平行的導(dǎo)軌或滾輪上，任其自由滾動，質(zhì)心總是趨于支點(diǎn)的正下方，那么在其對側(cè)的適當(dāng)位置，如接近最高處，安裝一個校正質(zhì)量，經(jīng)多次試驗(yàn)后轉(zhuǎn)子的不平衡可減少到許可程度，轉(zhuǎn)子能在任意軸向位置上停留。因平衡實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)子不需要轉(zhuǎn)動，故稱為靜平衡。靜平衡的精度取決于轉(zhuǎn)子與導(dǎo)軌或滾輪之間的摩擦。 2.動平衡 動平衡是轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進(jìn)行的平衡。動平衡的方法是，轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡慣性力系的徑向力和力偶都等于零或者接近于零，因此能同時消除靜不平衡和動不平衡這兩種現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子的動平衡可以 分為剛性轉(zhuǎn)子的動平衡和撓性轉(zhuǎn)子的動平衡。 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡又可分為低速動平衡和高速動平衡兩種。轉(zhuǎn)子的動 平衡一般常需要在轉(zhuǎn)子軸向幾個平面上加重才能完成。對于那些在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可視為剛性的轉(zhuǎn)子，只需在其軸向不同位置上選擇兩個平面進(jìn)行加重就夠了。對于柔性轉(zhuǎn)子，則需根據(jù)平衡軸承動反力和各臨界轉(zhuǎn)速下動撓度的要求，進(jìn)行所謂多平面加重才能獲得良好的平衡 . 顯然，動平衡包含了靜平衡的條件，故經(jīng)動平衡的回轉(zhuǎn)件一定也是靜平衡的。但是，必須注意，靜平衡的回轉(zhuǎn)件卻不一定是動平衡的。對于質(zhì)量分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，因離心力在軸 面內(nèi)不存在力臂，故這類回轉(zhuǎn)件靜平衡后也滿足了動平衡條件。磨床砂輪和煤氣泵葉輪等回轉(zhuǎn)件，可看作質(zhì)量基本分布在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)，所以經(jīng)靜平衡后不必再作動平衡即可使用。也可以說，第一類回轉(zhuǎn)件屬于第二類回轉(zhuǎn)件的特例。 對于軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，如多缸發(fā)動機(jī)曲軸、電動機(jī)轉(zhuǎn)子，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和機(jī)床主軸等，其質(zhì)量的分布不能再近似地認(rèn)為是位于同一回轉(zhuǎn) 面內(nèi)，而應(yīng)看作分布于垂直于軸線的許多互相平行的回轉(zhuǎn)面內(nèi)。這類回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的離心力系不再是 圖 6 8 平面匯交力系，而是空間力系。因此，單靠在某 一回轉(zhuǎn)面內(nèi)加一平衡質(zhì)量的靜平衡方法并不能消除這類回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動時的不平衡。例如在圖 6-8所示的轉(zhuǎn)子中，設(shè)不平衡質(zhì)量 1m 、 2m 分布于相距 l 的兩個回轉(zhuǎn)面內(nèi)，濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 8 - 且 ,21 mm 21 rr 。該回轉(zhuǎn)件的質(zhì)心雖落在回轉(zhuǎn)軸上，而且 02211 rmrm ， 滿足靜平衡條件。但因 1m 和 2m 不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)，由該圖可見，當(dāng)回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動時，在包含回轉(zhuǎn)軸的平面內(nèi)存在著一個由離心力 1P 、 2P 組成的力偶，該力偶使回轉(zhuǎn)件仍處于動不平衡狀態(tài)。因此，對軸向尺寸較大的回轉(zhuǎn)件，必須使其各質(zhì)量所產(chǎn)生的離心力的合力和合力偶矩都等于零，才能達(dá)到平衡。 不平衡質(zhì)量分布的回轉(zhuǎn)面數(shù)目可以是任意個。只要將各質(zhì)量向所選的回轉(zhuǎn)面T 和 T 內(nèi)分解，總可在 T 和 T 面內(nèi)求出相應(yīng)的平衡質(zhì)量 bm 和 bm 。因此可得結(jié)論如下：質(zhì)量分布不在同一回轉(zhuǎn)面內(nèi)的回轉(zhuǎn)件，只要分別在任選的兩個回轉(zhuǎn)面（即平衡較正面）內(nèi)各加上適當(dāng)?shù)钠胶赓|(zhì)量，就能達(dá)到完全平衡。這種類型的平衡稱為動平衡（工業(yè)上稱雙面平衡）。所以動平衡的條件是：回轉(zhuǎn)件上各個質(zhì)量的離心力的向量和等于零；而且離心力所引 起的力偶矩的向量和也等于零。 2.5 轉(zhuǎn)子動平衡的必要性 在機(jī)械設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)是一種很普遍的運(yùn)動形式。日常見到的大部分機(jī)械都以轉(zhuǎn)子作為工作的動力，大到大型的汽輪發(fā)電機(jī)組軸系，小到風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等都以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)作為工作的主體。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性決定機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時的可靠性。但機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時不產(chǎn)生振動是絕無僅有的，且不說制造安裝工藝及環(huán)境條件等因素會引起轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡振動，即使以上各方面都很理想，在一定條件下正 確安裝高精度的 轉(zhuǎn)子系統(tǒng)也會因運(yùn)行過程中磨損及負(fù)載沖擊而產(chǎn)生較大的振動。振動 過大危害極多 :直接造成機(jī)組事故，例如，汽輪機(jī)組高壓端振動過大，可能引起危急保安器動作而停機(jī) ;損害機(jī)組零件，如造成軸瓦和軸承座的緊固螺釘、聯(lián)接管道、傳動機(jī)構(gòu)部件等的損害。當(dāng)軸承合金因振動過大造成破裂時，事故將更為擴(kuò)大 ;造成機(jī)組動靜部分磨擦或咬合，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞而被迫停機(jī) ;過大的振動將使各個部件之間的聯(lián)接發(fā)生松動，削弱軸承座、基礎(chǔ)臺板和基礎(chǔ)之間聯(lián)接的剛性，甚至使基礎(chǔ)松裂、建筑物共振，造成嚴(yán)重事故 ;過大的危 害和噪音會損害運(yùn)行 人員的健康。 轉(zhuǎn)子的振動是多種多樣的，常見的振動故障為轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡、軸線不對中、軸彎曲、軸裂紋、軸承松動、基礎(chǔ)變形、油膜渦動、高次諧波振動、隨機(jī)振動等等。由振動故障診斷結(jié)果統(tǒng)計表明，引起振 動過大的激振力中有 90%是轉(zhuǎn)子不平衡力，所以轉(zhuǎn)子的動平衡處理是 現(xiàn)場最重要的消振工作。 早期的旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速較低，振動的主要原因是圓盤的偏心，即重 心不在轉(zhuǎn)動的軸線上。因此用靜平衡的方法使偏心的距離減小，就可 基本消除轉(zhuǎn)子的振動。隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展的需要，現(xiàn)代的機(jī)械轉(zhuǎn)正向高速、高效率、高精度和大型化發(fā)展，機(jī)械內(nèi)的轉(zhuǎn)子也越來越向 細(xì)長 發(fā)展，用靜平衡的方法已經(jīng)不能消除轉(zhuǎn)子濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 9 - 的振動，而需要用動平衡的方法來解決。在電力、化工、機(jī)械等眾多工業(yè)領(lǐng)域中，旋轉(zhuǎn)機(jī)械是生產(chǎn)的主要的物質(zhì)條件，而只有它能高效、平穩(wěn)的運(yùn)行，才能保證企業(yè)給社會創(chuàng) 造出更多的物質(zhì)財富，使我們的社會快速地發(fā)展。由上可見，轉(zhuǎn)子的動平衡處理不僅是消除或減小機(jī)械振動的有效工藝措施，也是各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械投人生產(chǎn)的首要任務(wù)，也是保證安全生產(chǎn)重要手段。隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，對振動的標(biāo)準(zhǔn)越來越高，相應(yīng)地動平衡的要求也越 來越嚴(yán)格。 2.6 平衡轉(zhuǎn)速 平衡的目標(biāo)是保證轉(zhuǎn)子在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)振動滿足要求。對于工 作轉(zhuǎn)速至少大于一階臨界轉(zhuǎn)速的柔性轉(zhuǎn)子，不但要保證工作轉(zhuǎn)速下振動滿足要求，而且要保證啟停過程中平穩(wěn)地通過各階臨界轉(zhuǎn)速。 2.7 平衡精度等級 轉(zhuǎn)子所需平衡品質(zhì)常用經(jīng)驗(yàn)法確定。經(jīng)驗(yàn)法是根據(jù)所制定的平衡等級來確定平衡品質(zhì)的。表 3-1中，每一個平衡品質(zhì)等級包括從上限到零的許用不平衡范圍，平衡品質(zhì)等級的上限由乘積 pere除以 1000 確定，單位為 mm/s，用 G 表示。共分11個平衡等級。 (3-1) 式中 pere 轉(zhuǎn)子許用不平衡度， um； 轉(zhuǎn)子最高工作角速度， rad/s。 圖 3-1表示對應(yīng)于最高工作轉(zhuǎn)速的pere的上限。轉(zhuǎn)子許用不平衡量為： perU=pere m（ 3-2） 式中 m 轉(zhuǎn)子質(zhì)量， kg； pere 轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的許用不平衡精度， gmm/kg ； perU 轉(zhuǎn)子許用不平衡量， gmm 。 式（ 3-2）可以改寫為pere=mUper ，說明轉(zhuǎn)子質(zhì)量越大，許用不平衡量也越大。因此pere可用來表 示許用不平衡量與轉(zhuǎn)子質(zhì)量的關(guān)系。 表 2-1是不平橫度分級與上限。常用各種剛性轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)等級見表 2-2。在確定平衡品質(zhì)等級后，也可查出相對應(yīng)的最大許用不平衡度見圖 3-1。 表 2-1 不平衡度分級 不平衡度等級 不平衡度上限（ mm/s） 1000pereG 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 10 - G0.4 0.4 G1 1 G2.5 2.5 G6.3 6.3 G16 16 G40 40 G100 100 G250 250 G630 630 G1600 1600 G4000 4000 表 2-2 各級適用范圍 不平衡度等級 轉(zhuǎn) 子 種 類 舉 例 G4000 具有奇數(shù)個汽缸剛性安裝的低速船用柴油機(jī)的曲軸驅(qū)動裝置 G1600 剛性安裝的大型二沖程發(fā)動機(jī)的曲軸驅(qū)動裝置 G630 剛性安裝的大型四沖程發(fā)動機(jī)的曲軸驅(qū)動裝置；彈性安裝的船用柴油機(jī)的曲軸驅(qū)動裝置 G250 剛性安裝的高速四缸柴油機(jī)的曲軸驅(qū)動裝置 G100 六缸或更多缸高速柴油機(jī)曲軸驅(qū)動裝置；汽車，貨車和機(jī)車的（汽油或柴油）發(fā)動機(jī)整機(jī) G40 汽車車輪，輪轂，車輪總成，驅(qū)動軸；彈性安裝的六缸或更多缸高速四沖程（汽油或柴油）發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動裝置；汽車 ，貨車及機(jī)車的發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動裝置 G16 特殊要求的驅(qū)動軸（螺旋槳軸，萬向傳動軸）；粉碎機(jī)零件；汽車，貨車和機(jī)車（汽油，柴油）發(fā)動機(jī)個別零件；特殊要求的六缸或更多缸發(fā)動機(jī)曲軸驅(qū)動裝置 G16 冶金，化工，石油等制煉廠連續(xù)流程機(jī)器的零件；船舶（商船）主渦輪機(jī)齒輪離心分離機(jī)鼓輪 G6.3 造紙機(jī)輥筒，印刷機(jī)輥筒風(fēng)扇，通風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)航空燃?xì)鉁u輪機(jī)轉(zhuǎn)子部件，飛輪；泵的轉(zhuǎn)子部件或葉輪；機(jī)床及通用機(jī)械零件；普通中型和大型電機(jī)轉(zhuǎn)子（軸中心高超過 80mm 的）大濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 11 - 量生產(chǎn)的小型電驅(qū)，其安裝條件對振動不敏感或有隔振裝 置；特殊要求的發(fā)動機(jī)個別零件增壓器轉(zhuǎn)子 G2.5 燃?xì)夂驼羝麥u輪，包括船舶（商船）主渦輪；剛性渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；計算機(jī)存儲磁鼓或磁盤；透平壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子；機(jī)床驅(qū)動裝置；特殊要求的中型和大型電機(jī)轉(zhuǎn)子；不具備 G6.3 級輛條件之一的小型電樞；渦輪驅(qū)動泵 G1 磁帶錄音機(jī)及電唱機(jī)驅(qū)動裝置；磨床主傳動裝置及電樞；特殊要求的小型電樞 G0.4 精密磨床的主軸，磨輪及電機(jī)陀螺儀 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的參數(shù)要求以及現(xiàn)實(shí)需要，本設(shè)計的測試系統(tǒng)主要應(yīng)用于 G6.3，G2.5， G1等三個等級。并查表 3-1的以下數(shù)據(jù)： 平衡等級 G6.3 G2.5 G1 平衡轉(zhuǎn)速（ r/min） 600 1000 1800 許 用 不 平 衡 量( m) 105 25 5 考慮平衡轉(zhuǎn)速 5%的偏差，整理相關(guān)數(shù)據(jù)見下表： m=10kg 平衡轉(zhuǎn)速（ r/min） 570 630 950 1050 1710 1890 轉(zhuǎn)子角速度 （ rad/s） 57 63 95 105 171 189 轉(zhuǎn)動頻率（ Hz） 9.5 10.5 15.8 17.5 28.5 31.5 不平衡量產(chǎn)生的離心慣性力 F（ N） 34.1 41.7 22.6 27.6 14.6 17.9 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 12 - 表 3-1 平衡精度等級 G 與偏心距 e 的關(guān)系 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 13 - 2.8 剛性轉(zhuǎn)子和柔性轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子是彈性體，當(dāng)其慣性主軸偏離旋轉(zhuǎn)軸線時，運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)子上的不平衡離心力將或多或少地使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生撓曲變形。但當(dāng)轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn) 速遠(yuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子的剛性很強(qiáng)，而不平衡力相對較小， 因而不平衡力所產(chǎn)生的撓曲變形可以忽略不計，這樣的轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子。相反 地，將不平衡力所產(chǎn)生的撓曲變形不可忽略的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子 (或稱撓性轉(zhuǎn)子 )?？梢钥闯?，剛性轉(zhuǎn)子與撓性轉(zhuǎn)子的概念是一 種定性的描述，無法給以定量的區(qū)分 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡基礎(chǔ)是柔性轉(zhuǎn)子動平衡的基礎(chǔ)。但柔性轉(zhuǎn)子的振動與平衡問題和剛性轉(zhuǎn)子的有本質(zhì)上的區(qū)別，如對柔性轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡時，若不加分析地采用不計變形影響的剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法，則往 往達(dá)不到應(yīng)有的平衡效果。 對于剛性轉(zhuǎn)子，平衡轉(zhuǎn)速一般選的遠(yuǎn)低于第一階臨界轉(zhuǎn)速，又稱為低速平衡。對于柔性轉(zhuǎn)子，其工作轉(zhuǎn)速一般大于第一階臨界轉(zhuǎn)速，所以稱為高速平衡。 2.9 校正方法 平衡校正就是改變 轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布，使其中心主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線相重合從而達(dá)到平衡。常用的校正方法有調(diào)整校正質(zhì)量、加重或去 重等。 校正面的滑槽內(nèi)調(diào)整兩個或幾個配重塊的位置，改變配重矢量和的大 小和方向而達(dá)到平衡 ;或轉(zhuǎn)動與轉(zhuǎn)子同軸的兩個偏心塊的相對位置來 改變矢量和的大小和方向而達(dá)到平衡。 2.10 校正面的選擇 消除轉(zhuǎn)子的不平衡，使其處于平衡狀態(tài)的操作叫作平衡校正，平衡校正是在垂直與轉(zhuǎn)子軸線的平面上進(jìn)行的，該平面稱為校正平面。只需要在一個校正面內(nèi)校正平衡的方式稱為單面平衡，在兩個或多個校正平衡內(nèi)進(jìn)行校正的方式稱為雙面或多面平衡。 對于薄盤 形狀的轉(zhuǎn)子，力偶不平衡很小，實(shí)用上都只做單面平衡。例如飛輪，砂輪，風(fēng)扇葉片，離合器盤以及最大外徑為其凈長度的 5倍以上的轉(zhuǎn)子等 .對于初始不平衡量很大，旋轉(zhuǎn)時振動過大的轉(zhuǎn)子，在作動平衡之前 要做單面平衡，以消除靜不平衡。必須指出，在這種情況下，有時由于校正面位置選擇不當(dāng) (即重 心不在選擇的校正平面內(nèi) )，校正 -靜平衡后反而會使力偶不平衡增 大。因此，校正最好是在重心所 在的平面內(nèi)進(jìn)行，以減少力偶不平衡。若重心所在平面不允許去重時，一般應(yīng)在位于重心所在平面兩側(cè)的兩個平面內(nèi)進(jìn)行。若知道轉(zhuǎn)子的重心位置，可按如下方法求得兩個平面 上的校正量。如圖 2.3所示。設(shè)被測不平衡量為 U，換算在左平面 (L)，右平面 (R)的校正分量 為 UL， UR。根據(jù)力學(xué)平衡方程有 : ; 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 14 - 式中， a與 b分別為所在平面到 L、 R面的距離。對于剛性轉(zhuǎn)子而言，一般具有靜不平衡與偶不平衡，要平衡，可在任意選擇的與軸線相垂直的兩個校正平面內(nèi)校正其不平衡，即所謂的雙平面平衡。校正方法一般采用加重或去重的方式進(jìn)行。校正平面的 位置一般由轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)決定。為減少在平衡操作中所花費(fèi)的時間和勞 力，應(yīng)設(shè)法減少校正量，為此在可能的條件下，盡可能地增加兩校 正面的距離和校正半徑，以取得好的平衡效果。對于曲軸之類的轉(zhuǎn)子，由于不平衡量校正的角度位置受到限制，用兩個校正面達(dá)不到平衡要求，因此需要采用三面或五面方式。對于實(shí)際工作轉(zhuǎn)速接近或超過臨界轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子，在工作狀態(tài)下已經(jīng)呈撓性，故在平衡時必須考慮旋轉(zhuǎn)引起的撓曲當(dāng)實(shí)際工作轉(zhuǎn)速接近臨界轉(zhuǎn)速時，可用多轉(zhuǎn)速兩個以上校正面平衡 ;當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一階臨界轉(zhuǎn)速而達(dá)到二階臨界轉(zhuǎn)速時，就必須采用四校正平面以上的 平衡法。 第三章 解算原理及板簧計算 3.1 硬支承平衡機(jī)與軟支承平衡機(jī) 平衡機(jī)的類型很 多，分類方法也很多。從應(yīng)用 方面分類，有臥式平衡機(jī)和立式平衡機(jī) ;誤差式平衡機(jī)和可校準(zhǔn)式平衡機(jī)等。從原理方面分類，有軟支承平衡機(jī)和硬支承平衡 機(jī)等。 硬支承平衡機(jī)與軟支承平衡機(jī)相比，有以下特點(diǎn) :支承剛度接近轉(zhuǎn)子實(shí) 際用的軸承剛度 ;只需測量轉(zhuǎn)子尺寸，操作容易，不需要預(yù)運(yùn)轉(zhuǎn)，一次標(biāo)定， 長久使用 :測量靈敏度高，與山 2成正比，運(yùn)轉(zhuǎn)速度可以變化等 ;易受外界振 動干擾的缺點(diǎn)可以通過加強(qiáng)地基的安裝來彌補(bǔ)。綜合以上各因素，結(jié)合工程需要，提出了硬支承Uba bU L Uba aU R 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 15 - 微機(jī)化動平衡測量系統(tǒng)。我們的目標(biāo)是利用、改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械支承與傳動部分，主要對動不平衡信號的采集與處理以及不平衡量的 大小與相位的解算系統(tǒng)，各種參數(shù)的輸入設(shè)置等對設(shè)備進(jìn)行微機(jī)智能化的改造，從而開發(fā)出測量方便、示值穩(wěn)定、精度高，并具有在線幫助、數(shù)據(jù)存儲分析等功能的開方式微機(jī)測量系統(tǒng)。在開發(fā)的過程中，由于時間等限制，不可能開發(fā)出各種型號轉(zhuǎn)子的測量系統(tǒng)，提供 通用的接口，可以在今后不斷完善。 3.2 硬支承動平衡機(jī)的校正解算原理 本課題是根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)需要而提出的，且企業(yè)在進(jìn)行動平衡時有以下期望，或者說 平衡方法的改進(jìn)主要體現(xiàn)在以下幾方面 : (I) 良好的濾波特性； (2) 良好的抗干擾性能和較大的動態(tài)范圍 ; (3)較寬的頻率響應(yīng)和較高 的測量精度 ; (4)長時間的工作穩(wěn)定性 ; (5)指示直觀，讀數(shù)方便。 1)在通用平衡機(jī)上，可以實(shí)現(xiàn)對多種轉(zhuǎn)子進(jìn)行動平衡 ; (3)對于各種類型的支承，只要稍加改變，就可以進(jìn)行現(xiàn)場動平衡 ; (4)去重或加重操作方便、易行，人機(jī)界面良好。 平衡時盡量減少加 (減 )重質(zhì)量。 減少起停次數(shù) 測試系統(tǒng)便攜簡單化。 實(shí)現(xiàn)在線動平衡。 振動測試及動平衡技術(shù)的水平主要取決于測試系統(tǒng)技術(shù)水平的高，即振動測試及動平衡系統(tǒng)的可靠性和精度對振動測試和動平衡處理準(zhǔn)確可靠與否及其處理效率起著很大的作用 硬支承動平衡機(jī)是七十年代發(fā)展起來 的，其支承系統(tǒng)剛度很大，故轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的固有頻率很高，在 100Hz 500 Hz范圍內(nèi)，遠(yuǎn)高于平衡轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)的振幅很小，轉(zhuǎn) 子的慣性力可以忽略不計。所以，轉(zhuǎn)子的不平衡量是以力的形式作用在支承上， 只要測出支承所受之力就能得到不平衡量。其優(yōu)點(diǎn)在于其左右 (或上下 )面的分離回路不必像軟支承機(jī)那樣要通過在 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子上加試重運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)次來調(diào)整，而只需根據(jù)轉(zhuǎn)子的幾何尺寸不用啟動機(jī)器就能調(diào)整好。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 16 - 圖 2.12.1 設(shè)左右軸承上測得到的力的大小分別為 LN 、 RN ，如圖 26-45所示。 LF 、RF 為校正面上所要加的平衡質(zhì)量的等效慣性力。由理論力學(xué)上力系簡化知識可得以下各種情況（按照支撐面與校正面的位置關(guān)系分）的解算公式： 上表中是將不平衡慣性力分解到兩個校正面上進(jìn)行平衡校正的情形。由于解算時 LAN 、 RCN 前的符號可正可負(fù)，加上具有除以 B的問題，因 此?？捎梅聪嗟倪\(yùn)算放大器線路實(shí)現(xiàn) A、 B、 C的調(diào)整及計算。圖 10-1是所設(shè)計的硬支承動平衡機(jī)分離解算電路的原理簡圖。開關(guān) 21 SS 分別控制 A和 C的 正負(fù)與否，電位計31 WW分別調(diào)整相應(yīng)放大器放大倍數(shù)，用以調(diào)整不同結(jié)構(gòu)尺寸的 A、 B、 C。 動平衡機(jī)一般由以下幾部分組成 :機(jī)械測振系統(tǒng) (含振動傳感器和相位信號發(fā)生器 )、驅(qū)動系統(tǒng)、電子測量系統(tǒng)、校正裝置和安全防護(hù)裝置。其中，機(jī)械測 振系統(tǒng)等的發(fā)展相對緩慢，而電測系統(tǒng)發(fā)展卻十分迅速 .由于微機(jī)的日益普及， 微機(jī)化的電測系統(tǒng)已經(jīng)成為國內(nèi)外動平衡機(jī)設(shè)計的新潮流。隨著近代超大規(guī)模集 成電路的出現(xiàn)，微處理器及其外圍芯片有了迅速發(fā)展，選擇微控制器實(shí)現(xiàn)微機(jī)化動平衡機(jī)電測系統(tǒng)是一種經(jīng)濟(jì)、可行的方案。 由此可見，動平衡技術(shù)是一種機(jī)電一體化的復(fù)雜技術(shù)，也是制約機(jī)械工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作質(zhì)量和壽命 表 2.12.1 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 17 - 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 18 - 本測量系統(tǒng)包含以下幾個環(huán)節(jié) : 1、不平衡力從測量平面到校正平面的換算 :在硬支承平衡機(jī) 中，軸承支架的剛性很大，有轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布不均勻所產(chǎn)生的 離心力，因不能使軸承支架產(chǎn)生擺動且轉(zhuǎn)子和軸承支架幾乎不產(chǎn)生振動偏移而可以認(rèn)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn) - 19 - 為是作用在簡支梁上的靜力，所以可以用單純靜力學(xué)的原理來分析轉(zhuǎn)子的動 平衡。 根據(jù)剛性轉(zhuǎn)子的動平衡原理，一個動不平衡的剛性轉(zhuǎn)子總可以在與旋轉(zhuǎn)軸線垂直而不與轉(zhuǎn)子重心相重合的兩個校正面上減去或加上適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量來達(dá)到動平 衡，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，支架的軸承受到了包含“不平衡”的大小與相位信息的“不平衡”交變應(yīng)力。 為了精確、方便、迅速得測量轉(zhuǎn)子的動不平衡