【正文】 同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境，感謝指導(dǎo)老師不辭辛苦為我安排實驗，讓我有機會親自實踐，得到最真實的數(shù)據(jù)。她嚴肅的教學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風深深地感染和激勵著我。目前利用平衡試驗裝置測定應(yīng)去重量的方法，不可避免的會有誤差存在，因而經(jīng)過平衡去重的轉(zhuǎn)子還會有殘余的不平衡。 試驗結(jié)果表43 試驗數(shù)據(jù)次數(shù)角度（度）格數(shù)不平衡量（克）1 60 50 2 50 30 3 30 25 4 20 20 15 10 30 經(jīng)多次測量去重校正后，試驗用轉(zhuǎn)子的不平衡量控制在動平衡允許的范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)子逐步實現(xiàn)動平衡。左右位置上。傳感器信號經(jīng)過兩次積分模擬運算電路和一次信號功率放大后就可以顯示在光點矢量瓦特表的指示屏上。調(diào)整“光點矢量瓦特表”上端左、右兩只調(diào)節(jié)螺釘，使光點位于標度盤的圓心，當變換轉(zhuǎn)速或改變轉(zhuǎn)子的裝載形式時，需重新檢查光點零位，若有偏離圓心情況可重新調(diào)整。必須按照工作狀態(tài)開關(guān)按鈕所指示的轉(zhuǎn)子裝載形式，量出“ A ”“ B ”“ C ”的實際尺寸來調(diào)節(jié)旋鈕的刻度，刻度可以用毫米為單位，且三者一致。“ B ”—— 代表轉(zhuǎn)子左、右校正平面之間的距離，調(diào)節(jié)范圍為“100——1000”毫米。偏心距和不平衡量的關(guān)系：，當以偏心距（微米）來衡量轉(zhuǎn)子的動平衡精度時，這兩者之間可以相互換算。平衡轉(zhuǎn)子前，應(yīng)先接通電測箱電源，預(yù)熱15分鐘后方可開始校平衡。有特殊要求的轉(zhuǎn)子有時也需通過試驗來確定其平衡品質(zhì)。“硬支承動平衡機”檢測的是不平衡產(chǎn)生的離心力，由于采用速度傳感器，因此它的測量靈敏度與平衡轉(zhuǎn)速成立方比增減，而與轉(zhuǎn)子重量或軸承支架重量無關(guān)（因為速度傳感器的輸出與速度成正比，而離心力與轉(zhuǎn)速平方成正比，因而不平衡由傳感器輸出的訊號與轉(zhuǎn)速成立方比）。使經(jīng)一次啟動運轉(zhuǎn)后既能正確地顯示出不平衡量的克數(shù)及相位，因此它十分適用于多品種小批量轉(zhuǎn)子的動平衡校驗。鍵盤、顯示器一方面用來控制動平衡儀的運行,一方面顯示儀器的運行結(jié)果。多功能動平衡測量儀是以MCS96系列8098單片機為核心的一種基于微電子技術(shù)的數(shù)字化功能動平衡測量儀。振動傳感器隔直濾波增益控制基準信號傳感器參考通道PC2003數(shù)據(jù)采集卡PC機虛擬儀器平臺圖33虛擬動平衡測試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖硬件由信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡和PC機組成，信號調(diào)理包括放大和濾波，通過調(diào)理電路，放大傳感器輸出的微弱信號，濾除干擾信號，為數(shù)據(jù)采集卡中A/D轉(zhuǎn)換提供適當幅度的輸入模擬信號。虛擬動平衡測試系統(tǒng)整個動平衡測試系統(tǒng)是由剛性支承動平衡機、傳感器、信號預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集卡、計算機等五大部分組成。雖然動平衡機的出現(xiàn)已有100多年的歷史，但是動平衡機都存在平衡時精度不高，無形中延長了動平衡測試的操作周期，提高了測試的費用，影響了生產(chǎn)的效率。動平衡測試技術(shù)是旋轉(zhuǎn)機械故障檢測與診斷技術(shù)的一個重要分支，廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機械中轉(zhuǎn)子不平衡量的校正，已經(jīng)成為轉(zhuǎn)子動力學(xué)中重要的學(xué)科。這類平衡機必須在轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行無級調(diào)速；除能測量支承的振動或振動力外，還能測量轉(zhuǎn)子的撓曲變形。假設(shè)經(jīng)過高精度平衡的校驗轉(zhuǎn)子不平衡量為零，當僅僅放上校驗轉(zhuǎn)子時，這時仍然有振動信號，分析可知振動信號是在系統(tǒng)不平衡矢量和校驗轉(zhuǎn)子不平衡矢量的合矢量轉(zhuǎn)子中不平衡量的來源和表示方法。平衡機的測量精度在微米的數(shù)量級以上，而工件的幾何加工精度在1絲10絲之間，也就是說在10微米－100微米之間。 平衡機選擇的知識旋轉(zhuǎn)機械的多樣化，其產(chǎn)生的振動問題、噪聲問題、機械壽命等的要求日益嚴格，必須針對不同的旋轉(zhuǎn)工件選用適于各自特點的動平衡機，并進行相應(yīng)的不平衡校正。立式轉(zhuǎn)子質(zhì)量為13110 kg。轉(zhuǎn)子單位質(zhì)量的不平衡量。是衡量平衡機最高平衡能力的性能指標。（6）剩余不平衡量：平衡校正后轉(zhuǎn)子上的剩余不平衡量。在靜不平衡時相當于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量偏心距，單位為μm。它等于不平衡質(zhì)量和其質(zhì)心至轉(zhuǎn)子軸線的乘積。把剛性回轉(zhuǎn)體安裝在動平衡機的彈性支承上，使回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動。 根據(jù)平衡機測出的數(shù)據(jù)對轉(zhuǎn)子的不平衡量進行校正，可改善轉(zhuǎn)子相對于軸線的質(zhì)量分布，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動或作用于軸承上的振動力減少到允許的范圍之內(nèi)。 動平衡機的工作原理平衡機是測量旋轉(zhuǎn)物體(轉(zhuǎn)子)不平衡量大小和位置的機器。適用于轉(zhuǎn)子本身不具轉(zhuǎn)軸的盤狀工件如齒輪、風葉、水泵葉輪、汽車飛輪、皮帶輪、砂輪等盤類零件。臥式平衡機是被平衡轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸在平衡機上呈水平狀態(tài)的平衡機。具有測量精度高的特點。具有操作簡便、安全性能好的特點。軟支承平衡機的機械振動系統(tǒng)剛度小，一般來說，外力可以使其自由擺動。 動平衡機的分類平衡機的種類很多，就其機械振動系統(tǒng)的工作狀態(tài)分類，目前所見的不外乎兩大類：硬支承平衡機和軟支承平衡機。與萬向節(jié)驅(qū)動相比，它不存在結(jié)構(gòu)間隙及安裝幾何偏差，能大大的提高測量精度。目前常見的驅(qū)動系統(tǒng)主要有萬向聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動和圈帶驅(qū)動。從結(jié)構(gòu)上講，主要是由機械振動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和電氣測量系統(tǒng)等三大部件組成。 動平衡機的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的不平衡問題，簡單地說，就是由于轉(zhuǎn)子的重心偏離了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)幾何中心線。從牛頓運動定律知道，任何物體在勻速旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)體內(nèi)各個質(zhì)點，都有將產(chǎn)生離心慣性力，簡稱離心力，盤狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子是以角速度ω作勻速轉(zhuǎn)動，則轉(zhuǎn)子體內(nèi)任一質(zhì)點都將產(chǎn)生離心力F，則離心力，這無數(shù)個離心力組成一個慣性力系作用在軸承上，形成轉(zhuǎn)子對軸承的動壓力，其大小則決定于轉(zhuǎn)子質(zhì)量的分布情況。采用這種技術(shù)的平衡機在不需要非常高速的平衡領(lǐng)域基本取代了軟支承平衡機。平面分離電路技術(shù)的平衡機有效的消除了平衡工件左右面的相互影響。在這種方式下測量轉(zhuǎn)子平衡，測量誤差較大，也不安全。4年后，加拿大人Henry Martinson申請了平衡技術(shù)的專利，拉開了平衡校正產(chǎn)業(yè)的序幕。各類平衡機的工作原理都是通過測量轉(zhuǎn)子支撐處的振動強度和相位來測定轉(zhuǎn)子的不平衡量的大小和方位的。將回轉(zhuǎn)件裝在動平衡試驗機上運轉(zhuǎn)，然后在兩個選定的平面內(nèi)確定所需平衡質(zhì)徑的大小和方位，從而使回轉(zhuǎn)件達到動平衡的方法稱為動平衡實驗法。由此可見,撓性轉(zhuǎn)子的不平衡狀態(tài)是隨轉(zhuǎn)速不斷變化的,即使在某一轉(zhuǎn)速下平衡好的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,原有的平衡狀態(tài)也可能被破壞?？梢?單面平衡時只需其中任何一個方程即可求解。下圖為假定的剛性轉(zhuǎn)子,在校正面Ⅰ、Ⅱ上分別有不平衡量U和U,在位置 A、B處的傳感器,測量不平衡量U和U的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)為X和 X,表示成:圖22 動平衡計算模型 (1) (2)式中(i,j = 1 ,2)為影響系數(shù),斜體部分表示矢量。如果轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)速遠低于一階臨界轉(zhuǎn)速,稱其為剛性轉(zhuǎn)子,反之為撓性轉(zhuǎn)子。實際上,由于測量誤差、溫度波動、磨損以及其他因素的影響,要達到完全的平衡幾乎是不可能的。其主要功能為：檢測并顯示轉(zhuǎn)子不平衡量的大小及位置，以指導(dǎo)操作者將不平衡量盡量去除，以使轉(zhuǎn)子達到平衡精度要求。(1)進行由不平衡引起的振動、力、噪聲等現(xiàn)場試驗或?qū)嶒炇以囼?，確定平衡程度。由于機床主軸組件轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的變形很小，為了簡化計算，故視其作為剛性轉(zhuǎn)子的平衡方法來處理。主軸單元的動平衡在動平衡機上進行測試，做測試時通過感應(yīng)器傳遞信息，找出主軸單元不平衡的位置方向，然后在顯示方向上去重或在反方向上增重，最后使主軸單元達到標準要求或設(shè)計要求。主軸單元的動平衡測試其目的就是使回轉(zhuǎn)體質(zhì)量均勻分布，以減少旋轉(zhuǎn)時由于不平衡產(chǎn)生的離心力。對于有些組裝件(如帶葉片的軸)則可在有測力和力偶的靜偶分離的平衡機上先對軸進行平衡，找出矢量方向，然后有針對性地裝上葉片再進行平衡，可大大減小不平衡去重量，保證外觀質(zhì)量。所以，必須在低轉(zhuǎn)速下(1～2000轉(zhuǎn)/分)先對各零件進行單件平衡，平衡允許值可根據(jù)組裝件不平衡允許值來分配。為了使工藝軸與零件的配合誤差引起的不平衡量與無頸轉(zhuǎn)子的不平衡量分開，在工藝軸上只檢測轉(zhuǎn)子的不平衡量，可采用180176。 不同類型的轉(zhuǎn)子的動平衡注意事項（1）滾動軸承轉(zhuǎn)子的平衡裝有滾動軸承的轉(zhuǎn)子，平衡時最好帶著滾動軸承一起平衡，從而消除滾動軸承的內(nèi)環(huán)偏心引起的不平衡，帶軸承的轉(zhuǎn)子一般在V型支承上進行。(2)對于長軸類轉(zhuǎn)子(L/D＞5)，必需選擇二個或二個以上校正面，稱雙面平衡或多面平衡亦稱動平衡。(3)調(diào)整法—通過擰入或擰出螺釘以改變校正重量半徑，或在槽內(nèi)調(diào)整二個或二個以上配重塊位置。 校正方法轉(zhuǎn)子的不平衡是因其中心主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸線不重合而產(chǎn)生的。平衡機在近年來迅速普及、用途范圍越來越廣。在衡量轉(zhuǎn)子平衡的優(yōu)劣或衡量平衡的檢測精度時，為便于直接比較，用許用偏心距為好。但回轉(zhuǎn)件一般不可能達到完全平衡，過高的要求在實際上也是不必要的。轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的支承振動或振動力，由左右傳感器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號，經(jīng)過平面分離電路處理后輸出信號，它分別與左右校正平面上的不平衡量有關(guān)。要使轉(zhuǎn)子的平衡精度很高(即剩余不平衡量很小)就要盡量排除影響不平衡精度的因素，其中傳動方式和傳動件的不平衡影響最大，其它如轉(zhuǎn)子的軸頸精度，軸承的精度等亦應(yīng)嚴格控制。因此必須確定不平衡應(yīng)減小到何種程度，從而解決技術(shù)可能性與經(jīng)濟合理性的關(guān)系。因此，對轉(zhuǎn)子的動平衡是十分必須的。 不平衡生成的原因（1）質(zhì)量分布不均衡（2）非均質(zhì)性材質(zhì)，鑄件沙孔、氣孔（3）轉(zhuǎn)子安裝時偏心，或軸承安裝時對心不良（4）轉(zhuǎn)動時引起之材料扭曲變形（5）鍵及鍵槽之設(shè)計不良（6）轉(zhuǎn)子余隙配合誤差（