转子平衡的原理和方法

转子动平衡技术的原理及常用方法

宝子，今天咱们来唠唠转子动平衡技术这个超有趣的东西哦。

一、原理。

你想啊，转子在转动的时候，如果它不平衡，那就像一个人走路一条腿长一条腿短似的，肯定会晃悠。转子动平衡的原理呢，简单说就是要让转子在转动的时候，各个方向上的力都能相互抵消，达到一种和谐的状态。从科学角度讲，转子不平衡会产生离心力，这个离心力会让整个系统振动、噪声增大，还可能让设备磨损得特别快呢。而动平衡就是要找到转子上不平衡的质量分布点，然后通过在合适的位置添加或者去掉一些质量，让离心力相互平衡，就像给走路不稳的人穿上合适的鞋子或者调整脚步一样。

二、常用方法。

1. 现场平衡法。

这就像是在设备的“老家”给它治病。在转子正常工作的地方，直接测量振动的情况，然后算出不平衡量和位置。这种方法特别实用，不用把转子拆下来搬到专门的地方去平衡。就好比医生到病人家里看病，直接根据病人在家的状态开药一样方便。不过呢，现场的干扰因素可能比较多，就像家里可能比较杂乱影响医生判断一样。

2. 平衡机平衡法。

这是把转子拆下来，放到专门的平衡机上去检测和调整。平衡机就像是一个超级精密的体检中心。它能很准确地测量出转子的不平衡情况。就像把人带到医院做全面检查一样，能得到很精确的数据。然后根据这些数据，在转子上合适的地方加或者减重量。这种方法精度高，但是需要把转子拆下来，有时候就像给人做手术，有点小麻烦呢。 总之呢，转子动平衡技术对很多设备的正常运行都超级重要哦。不管是大的发电机转子，还是小的风扇转子，都离不开它。这就像不管是大人还是小孩，都得保持身体平衡才能稳稳地走路呀。

1 简易找风机转子动平衡方

作者：罗仁波

时间：2015年10月5日

摘要：引风机振动的原因很多，转子动不平衡是风机振动的原因之一。专业技术书籍中介绍的找风机转子动平衡的方法有多种，但在实际工作中使用这些方法都比较复杂，或需一些高精密仪器检测，但仪器昂贵，切操作困难，因此难以让检修人员所熟练掌握与应用。本人在此介绍一种在以往的长期工作实践中摸索总结得来的简易找风机转子动平衡方法。

论文主题：

风机动平衡的屈指可数。在冶金行业的各类风机中，除尘风机较多，外出做动平衡价格昂贵，且影响环保问题，检修量大，另外新叶轮在加工制造过程中由于各种因素，偶尔也会出现不平衡现象。这些不平衡通过找静平衡的方法是可以解决其中一部分的，而一些经过静平衡校验合格的风机转子在高速旋转时仍会发生试重测振动，这些转子的不平衡就必须通过找动平衡的方法才能加以彻底消除。在实际工作中，能够很好的解决设备各类疑难杂症的人员不是很多，能现场解决

一、 常用风机找动平衡的几种方法

现场动平衡方法基本为：两点试重测量法、三点试重测法、闪光测相法、影响系数平衡法、计算法、简易平衡法。具体做法如下：

两点法：

测出风机在工作转速下两轴承的振动振幅，若A侧振动大（振动值为Ao），则先平衡A侧，在转子上某一点（作记号1）加上试加质量M，测得振动值为A1，按相同半径将此试加质量M移动180°（作 2 记号2），测得振动值为A2，根据测得的A0、A1、A2值，选适当的比例作图，求出应加平衡质量的位置和大小。做法下图：

作△ODM，使OM：OD：DM=A0：A1/2：A2/2，延长MD至C，使CD=DM，并连接OC；以O为圆心，OC为半径作圆O；延长CO与O圆交于B，延长MO交圆于S，则OC为试加质量M引起的振动值（按比例放大后的振动值），平衡质量Ma为：Ma=M*OM/OC。由图中量得角∠COS为d，则平衡质量应加在第一次试加质量位置1的逆转向α角或顺转向d角处，具体方位由试验确定。

实验原理与方法

实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上，摆架的左端与工字形板簧3固结，右端呈悬臂。电动机4通过皮带带动试件旋转，当试件有不平衡质量存在时，则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动，通过百分表5可观察振幅的大小。

1. 转子试件 2. 摆架 3. 工字形板簧 4. 电动机 5. 百分表 6. 补偿盘 7. 差速器 8. 蜗杆

图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图

试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。差速器的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件联接，右端为输出端（n3）与补偿盘联接。

差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成。当转臂蜗轮不转动时：n3＝－n1，即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反；当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以nH转动时，可得出：n3＝2nH－n1，即n3≠－n1，所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。

图2所示为动平衡机工作原理图，试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr，它可分解为垂直分力Fy和水平分力Fx，由于平衡机的工字形板簧在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力Fx对摆架的振动影响很小，可忽略不计。而在垂直方向（绕x轴）的抗弯刚度小，因此在垂直分力产生的力矩M = Fy·l =ω2mrlsinφ 的作用下，摆架产生周期性上下振动。 1

2

3

4 7 6 5

Z1 n1 n3

8 Z3 Z2 H Ⅰ Ⅱ 1 图2 动平衡机工作原理图

由动平衡原理可知，任一转子上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内，回转半径分别为rⅠ、rⅡ，相位角分别为θⅠ、θⅡ，的两个不平衡质量来等效。只要这两个不平衡质量得到平衡，则该转子即达到动平衡。找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量（或减去不平衡质量）就是本试验要解决的问题。

转子的静平衡和动平衡

1、定义

1）静平衡

在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，为静平衡又称单面平衡。

2）动平衡

在转子两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，为动平衡又称双面平衡。

2、转子平衡的选择与确定

如何选择转子的平衡方式，是一个要害问题。其选择有这样一个原则：只要满足于转子平衡后用途需要的前提下，能做静平衡的，则不要做动平衡，能做动平衡的，则不要做静动平衡。原因很简单，静平衡要比动平衡轻易做，动平衡要比静动平衡轻易做，省功、省力、省费用。那么如何进行转子平衡型式的确定呢？需要从以下几个因素和依据来确定：

1）转子的几何外形、结构尺寸，非凡是转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值，以及转子的支撑间距等。

2）转子的工作转速。

3）有关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610第八版、GB9239和ISO1940等。

3、转子做静平衡的条件

在GB9239-88平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为："假如盘状转子的支撑间距足够大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小，从而可忽略偶不平衡（动平衡），这时可用一个校正面校正不平衡即单面（静）平衡，对具体转子必须验证这些条件是否满足。在对大量的某种类型的转子在一个平面上平衡后，就可求得最大的剩余偶不平衡量，并除以支撑距离。假如在最不利的情况下这个值不大于许用剩余不平衡量的一半，则采用单面（静）平衡就足够了?quot;从这个定义中不难看出转子只做单面（静）平衡的条件主要有三个方面：一个是转子几何外形为盘状；一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大；再一个是转子旋转时其校正面的端面跳动要很小。

对以上三个条件作如下说明：

1）何谓盘状转子

主要用转子的直径D与转子的两校正面间的距离尺寸b之比值来确定。在API610第八版标准中规定D/b＜6时，转子只做单面平衡就可以了；D/b≥6时可以作为转子是否为盘状转子的条件规定，但不能绝对化，因为转子做何种平衡还要考虑转子的工作转速。