轴的临界转速实验

轴的临界转速试验 一、实验目的 1、掌握轴的临界转速实测方法，即特定系统固有频率的测定； 2、掌握几种简单的临界转速的计算方法； 3、观察轴在通过临界转速时的现象及影响临界转速的因素。 二、理论计算 当轴的转速等于该系统的固有频率时，就发生共振，轴在此时的振动、振幅最大，这时的转速称为临界转速。因此，求轴的临界转速，其实质就是求该系统的固有频率。 1、简支、一端外伸、单转子系统的固有频率计算（忽略轴自重和转子的回转效应） 如图所示，设转子重量为W(N)。 图1-1 支承间距b(m)，转子距轴承a (m)。其固有角频率为： rad/s (1-1) 其固有频率为： Hz (1-2) 图示支承系统的刚性系数K N/m (1-3) 2、简支、一端外伸、考虑轴自重的固有频率计算（无转子），如图所示，设轴的均布荷载为q(N/m)。 图1-2 根据能量法（瑞利法），用一当量荷载代替轴的均布荷载，加在轴端c上，其中振动曲线用静挠度曲线代替，其表达式为 (1-4) 其最大动能： (1-5) 当a=61 mm b=13mm 当量重量w1 =1.185qb (1-6) 必须指出，随着支撑间距的变化，当量重量w1也不断变化 （2）克雷洛夫函数法 按图1-2 令C=a+b，若按无阻尼弯曲振动微分方程式求解后，其固有角频率： (1/s) (1-7) λ应满足下列条件 T(λb) V(λb) 0 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 V(λC) T(λC) T[λ(C-b)] =0 (1-8) U (λC) S(λC) S[λ(C-b) 式中 S、 T、 U、 V 为园函数和双曲函数的组合，即 ： S(λX)= cos(λX)] T(λX)= sin(λX)] (1-8-1) U (λX)= cos(λX)] V(λX)= sin(λX)] 称为克雷洛夫函数，式中X=(b、C、C-b)等。 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 （1-8-2） EMBED Equation.3 式（1-8）用试算法求解，先令λ=λ1，求出 值，再令λ=λ2，求出 值，满足（1-8）式的λ值近似直线关系： （1-8-3） 直到 EMBED Equation.3 0时为止，实际上 即可。，每一个振型，都有一个满足（1-8）式的λ值。该方法可以求出轴的高阶固有频率。 3、单转子、考虑轴自重（不考虑转子的回转效应）的固有角频率计算。 （1）累加法（邓克莱法） rad/s (1-9) 计算结果为临界范围低限 （2）对多自由度系统 根据瑞利法 a)对于梁上有多个质点 mi Hz (1-10) b) 对于梁上有多个质点 mi ，且有均布质量q Hz (1-11) 计算结果为临界范围高限 三、 实验装置、仪器设备及方法 1、试验装置如图所示 图1-3 1-可控硅直流电源；2-直流电机；3-挠性连轴节；4-滚动轴承 5-轴（φ15×800）；6-转子（1.42kg）；7-限制器；8-底座 2、实验方法 （1） 实测临界转速 改变调速装置的输出电压，从而改变电机的转速，记录在升速和降速过程中最大振荡时的转数值。用转速表或测速仪直接测量。 （2） 测定轴的固有频率 实验装置如图1-4所示。 图 1-4 在轴不转动的请况下，轻轻敲击轴端。此时产生振动的频率即为该轴的固有频率，测定时将CD一8一F型非接触式传感器垂直于轴，〔尽量靠近轴承处〕与轴留有一定间隙安装固定。敲击轴端将自由振动转换成电讯号，将这一电信号送入GZZ型六线测震仪进行信号放大，经输出检孔送出信号，将信号送至示波器的X（或Y）轴，由声频信号发生器发出已知频率的信号送至示波器的另一轴上。调节声频直到示波器的荧光屏上出现稳定的利萨如图形为止，利萨如图形示于图1-5。当轴的固有频率和可调节的声频发生器的频率一致时利萨如图是个圆。如果不一致，就会出现图1—5所表示的形状。如图所示： 图1-5 （3）测定刚性系数 实验装置 1、百分表；2、砝码（2.45N） 图1-6 刚性系数K，就是在转子安装位置处。每产生单位长度挠度时的弹性反力．在测定时轴不转动。平稳放置砝码。测定前给百分表以初位移。并旋转表使指针指零。然后记录逐一加砝码和卸砝码时的百分表读数。测量其相应的挠度值y（Cm）。则刚性系数K为： K=G/y (N/cm) （1-12） 记录加卸砝码的读数取算术平均值。可计算单转子时的固有频率。 四、实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 及讨论 1、简述本试验实测临界转速的测试方法； 2、用材料力学的方法计算轴的临界转速； 3、通过整理数据，讨论试验中的现象。 （附）临界转速计算 一、对于单转子系统，图1-1其振动频率 Hz 其转速 rpm 其刚性系数 N/m 二、对于考虑具有均布重量q(N/m)轴的固有频率采用能量法计算（多自由系统） 即计算出一当量重量加在轴端上如图1-3所示，并假设其振动曲线为静力挠曲线，然后用下图形式进行计算 l a W1 c 图1-7 根据材料力学，该系统的静力挠曲线方程 用C点的振幅表示： EMBED Equation.3 则具有梁的分布质量所产生的最大动能为 + EMBED Equation.3 ( ) 代入 EMBED Equation.3 EMBED Equation.3 所以，应将梁 的重量加到C端。 3、 当梁上有集中质量时,同时考虑轴均布载荷q自重 l a2 W2 q 图1-8 （1）其振动频率为： 轴 φ=15 mm 铜盘 W=1.42kg=13.916 N EJ=521595.7 kg/cm2=521.5957 Nm2 q=0.0138kg/cm 考虑轴自重的频率 HZ （其中角频率 ） 临界转速 （2）单盘系统角频率 （3）系统角频率 邓克莱法： ； ， 瑞利法： 系统如图1-9所示： l W2 q l a2 a1 图1-9 其中，轴承间距L，重物W2据中间支撑a1当量载荷（轴端）据中间支撑a2，则变形后图1-10 W1，W2的各自挠度为y1，y2 W2 W1 a2 y2 y1 L a1 图1-10 y1， y2是在W1、W2共同作用下所产生的挠度 式中，单位力在作用点处的转角 h1、h2分别为W1、W2单独作用时各自的挠度 � _1114776301.unknown _1124969039.unknown _1155714204.unknown _1155730572.unknown _1155730629.unknown _1155730678.unknown _1155734911.unknown _1155730652.unknown _1155730606.unknown _1155721465.unknown _1155730551.unknown _1155718108.unknown _1155711045.unknown _1155714032.unknown _1155714143.unknown _1155711460.unknown _1155712030.unknown _1124969529.unknown _1124970315.unknown _1155710837.unknown _1124970616.unknown _1124969673.unknown _1124969131.unknown _1114776517.unknown _1124968831.unknown _1124968916.unknown _1124968114.unknown _1124968136.unknown _1114927027.unknown _1124174106.unknown _1114926009.unknown _1114776400.unknown _1114776457.unknown _1114776360.unknown _1103435589.unknown _1104980006.unknown _1114775739.dwg _1114776220.unknown _1114776265.unknown _1114776196.dwg _1105028477.unknown _1114770365.psd _1104980055.unknown _1103529447.unknown _1103544993.unknown _1104945401.unknown _1104979811.unknown _1104945517.unknown _1104942766.unknown _1104944885.unknown _1103544968.unknown _1103438747.unknown _1103444627.unknown _1103444690.unknown _1103446110.unknown _1103438847.unknown _1103435691.unknown _1103421616.unknown _1103424903.unknown _1103434936.unknown _1103435489.unknown _1103433529.unknown _1103434221.unknown _1103422075.unknown _1103424414.unknown _1103424523.unknown _1103424357.unknown _1103421882.unknown _1103379579.unknown _1103380464.unknown _1103421184.unknown _1103381336.unknown _1103380131.unknown _1102316004.unknown _1103378567.unknown _1103379253.unknown _1102315983.unknown