转子的动平衡技术
一、匀速圆周转动体的加速度(向心加速度)
现代工业生产工艺均有大量的转动机械设备，其中多数设备运行状态可视为匀速圆周转动。因此，对该匀速圆周转动进行分析，对从事转动机械管理的技术人员具有重要的意义。如图1所示为一物体以O为中心作匀速圆周运动示意图，我们对其运行和受力状态分析如下：
图1、匀圆周转速体示意图众所周知，物体做圆周运动的条件一是受到一个指向圆心力的作用，另一个条件是物体具有一个初速度。可以设想，若没有初速度则物体将向着圆心方向作匀加速运动。若没有向心力，则物体将沿着初速度的方向做直线匀速运动。因此我们可以将圆周运动看成是沿圆心方向的匀加速直线运动和沿初速度方向的匀速运动的合成运动。如图1所示，物体自A至B的运动，可看成先由A以速度V匀速运动至C，再由C以加速度a匀加速运动至B，由图1可知：
整理上式即得：
和与之对应的向心力F。
二、转子不平衡概念
不平衡产生的离心力（与向心力大小相等方向相反）
旋转机械的转子由于受材料质量和加工技术等各方面的影响，转子上的质量分布相对于旋转中心线不可能绝对地轴对称的，因此任何一个转子不可能做到“绝对平衡”，转子质量中心和旋转中心线之间总是有一定的偏心距存在，这就使得转子旋转时形成周期性的离心力力干扰，在轴承上产生动载荷，使机器发生振动。我们把产生离心力的原因——旋转体质量沿旋转中心线的不均匀分布叫做“不平衡”。也可以认为，不平衡就是指处于平衡状态的旋转体上存在多余（或不足）的质量。
ω
图2、转子不平衡产生的离心力
考虑如图2所示，一个带有薄圆盘的转子，假定转子质量为Ｍ，质心距旋转中心Ｏ的距离为ｅ（称为偏心距），转子旋转角速度为ω，根据牛顿第二定律，则转子产生的离心力为（对匀转速转子）：
Ｆ＝Ｍｅω２＝Ｍｅ（２πｎ／６０）２＝Ｍｅｎ２／９１．３［Ｎ］式中Ｍ——质量，［ｋｇ］；
ｅ——偏心距，［ｍ］；
ω——角速度，［１／ｓ］；
ｎ——转速，［ｒ／ｍｉｎ］。
由上式可知，离心力与转速的平方成正比，转速愈高，离心力增加的愈快。式中离心力Ｆ是一个矢量，其方向与偏心距ｅ的方向相同，是以角速度ω绕轴线旋转的。力Ｆ通过转轴作用在转子轴承上，使轴承承受附加动载荷，增加转子扭矩一小部分功率损失。
例如，上图中的圆盘质量为２０ｋｇ，在半径２ｃｍ处有５０ｇ的不平衡质量，，当转速为１００００ｒ／ｍｉｎ时，求不平衡质量产生的离心力。
Ｆ＝Ｍｅ（２πｎ／６０）２＝０．０５×０．０２×（２π×１００００／６０）２＝１０９６Ｎ
三、临界转速
图3、刚性转子轴运转示意图
如图3所示，转子两端对称，中间有一个质量为ｍ的圆盘，支撑在轴承上。当转轴以角速度ω旋转时，圆盘的不平衡离心力使轴发生挠曲，图中ｏ为轴承回转中心，ｃ为圆盘几何中心，Ｇ为圆盘质量中心。其中挠度ａ＝ＯＣ，偏心距ｅ＝ＣＧ。转子在低转速情况下（一阶临界转速下），质心Ｇ在圆盘中心Ｃ之外，且Ｏ，Ｃ和Ｇ三点成一直线。当不计圆盘重力影响时，转子受到的离心力ｍ（ａ＋ｅ）ω２和弹性恢复力ｋａ相等，即:
ｍ（ａ＋ｅ）ω２＝ｋａ
式中ｋ——轴的刚度系数，由材料力学求得。
由上式可得转盘处的挠度公式为：
ａ＝ｅω２／（ｋ／ｍ－ω２）----- （a）
图4、挠性转子运转示意图
如图4所示为转速高于临界转速的情况（挠性轴）。这时，转子的质心G和回转中心O的相对位置，通过一个过渡过程发生了变化，质心G从轴心C的“外面”转到“里面”去了，于是平衡方程式为： m（a-e）ω2=ka
由此得挠度为；a=ｅω２／（ω２-ｋ／ｍ）------（b）
从式（a）和（b）都可以看出，当分母等于零时，轴的挠度a趋于无穷大，系统发生临界转速现象，因而得出临界转速的条件为：
ω２-ｋ／ｍ=0
令ωｎ＝（ｋ／ｍ）１／２，称为转子无阻尼时的横向固有频率，则（a）和（b）式可写成：
ａ＝e/[1-（ωｎ/ω）2]或ａ＝e/[（ωｎ/ω）2-1]
当转速ω＝ωｎ时，轴的挠度ａ理论上可为无限大(见图5)，这个角速度ω就称为轴的临界转速，在临界转速下，转子的转速频率等于其横向固有频率。
图5、转子临界转速时的振动幅值
实际转子是存在阻尼的，这种阻尼力来自于轴的油膜阻尼、气体或液体阻尼、滑动面之间的摩擦阻尼以及材料不是完全弹性引起的内摩擦阻尼等方面。阻尼力与速度成正比，它的方向与速度方向相反。对于有阻尼的转子，圆盘上Ｏ、Ｃ、Ｇ三点就不一定在同一直线上。θ的变化范围在０——л之间，图6中可知，对于无阻尼的转子系
图6、振动位移与不平衡激振力的相位变化
统，当ω／ωｎ<１时，θ＝０o，即振动位移与激振力同相位；当ω／ωｎ>１时，θ＝１８０o，即振动位移与激振力相位相反；当ω／ωｎ＝１时，共振点前后的相位发生突然变化。如果系统存在
阻尼，相位的变化就比较缓慢，阻尼愈大，变化愈趋平缓。但在共振点上，振动位移总是滞后于激振力９０o，而与阻尼大小无关。
当ω远大于ωｎ的时候，a≈e,θ相位角趋近于１８０o，此时质心Ｇ从转盘中心Ｃ的外侧移到内侧，即转子的质心已紧靠着轴承的中心线，如图4所示，就好像转子是绕着它的质心在旋转，即离心力有减小的趋势，因此过临界转速后振幅又逐渐下降。这种现象称为“自动对中”。从图5看出，转子在临界转速之前，振幅随转速的增加呈增高趋势，但是过临界转速之后振幅又会降下来，产生这种现象的原因可从转子过临界转速前后激振力与位移之间的相位变化过程中看的出来。
四、不平衡的类型和故障特征
a)转子不平衡的原因
ａ、设计错误；ｂ、材料缺陷；ｃ、加工与装配误差；ｄ、工艺过程问题；ｅ、联轴节安装不对中；ｄ、低速动平衡代替高速动平衡（对于挠性转子，其工作转速下的振型与其一阶振型有显著差别，因此仅在低速下对转子做动平衡，在高速下仍会发生很大的振动。
b)不平衡振动的类型和故障特征
转子的质量不平衡所产生的离心力始终作用在转子上，转子每旋转一周，就在转子或轴承的某一测点处产生一次振动响应。因此它的振动频率就是转子的转速频率，既
ｆ＝ｎ／６０
转速频率也称为工频（即工作频率），这种频率成分很容易在频谱图上观察到。转子不平衡的故障特征是：
（１）在转子径向测点的频谱图上，转速频率成分具有突出的峰值；
（２）转速频率的高次谐波幅值很低，因此反映在实域上的
波形很接近于一个正弦波；
（３）除了悬臂转子之外，对于普通两端支撑的转子，轴向
测点上的振值一般并不明显。
图7、典型的不平衡振动频谱图
图7是一典型的不平衡振动频谱图，图中转速频率成分幅值占有最大比例，这是不平衡振动的明显特征，其波形图基本上是一个标准的正弦波。但是必须指出，频谱图上转速频率的出现和增高，并不一定意味着单一的平衡不良，还有其它的可能原因，例如：轴发生弯曲变形；转子之间缺乏同心度；固体物料的沉积；支撑系统或基础共振；机座松动；机体变形等情况。因此，必须根据各种具体情况作综合分析考虑，才能分析出真正的故障原因。
对旋转机器的振动监测，一般采取在靠近轴承处的径向方向（两
现场动平衡原理 §-1 基本概念 1、单面平衡 一般来说，当转子直径比其长度大7～10倍时，通常将其当作单面转子对待。在这种情况下，为使偏离轴心的转子质心恢复到轴心位置，只需在质心所处直径的反向任意位置上安放一个同等力矩的校正质量即可。这个过程称之为“单面平衡”。 2、双面平衡 对于直径小于长度7～10倍的转子，通常将其当作双面转子对待。在双面转子上，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时转子不存在质心偏离转轴问题，即静态平衡。然而，一旦转动起来，这两块质量各自产生的离心力构成一个力偶，惯性轴与转动轴不再重合，导致轴承受到猛烈振动；或者惯性轴与转动轴相倾斜，并且两块质量也不对称，造成质心偏离轴线，这是双面转子实际中存在的最为普遍的不平衡。这种不平衡必须通过转动时的振动测量并且至少在两个平面上安放校正质量才能消除。这个过程称为“双面平衡”。 §-2 平衡校正原理 为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，现场动平衡情况下，利用安放试探质量的方法，临时性地改变转子的质量分布，测量由此引起的振动幅值和相位的变化，由试探质量的影响效果确定出真正需要的校正质量的大小和安放位置。 轴承上任意一点都以与转速相同的频率，周期性地经历转子不平衡产生的离心力。所以，在振动信号频谱上，不平衡表现在转动频率处振动信号增大。一般在转子轴承外壳上安置一个振动传感器，测量不平衡引起的振动。转频处的振动信号正比于不平衡质量产生的作用力。为了测量相位及转频，还要使用转速传感器。本仪器使用激光光电转速传感器，以反光条位置作为振动信号相位参考点，从而确定出转子的不平衡角度。综上所述，利用不平衡振动的幅值和相位可分别确定平衡校正力矩和相对于试重质心位置的校正角度。校正半径选定后，即可依校正力矩和角度计算出校正质量的大小和安置位置。 §-3 平衡步骤 1、平衡前提 (1)确定转子为刚性转子
实验六转子动平衡 一、实验目的 1．巩固转子动平衡知识，加深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。 二、实验设备与工具 1．CS-DP-10型动平衡试验机； 2．试件（试验转子）； 3．天平； 4．平衡块（若干）及橡皮泥（少许）。 三、实验原理与方法 本实验采用的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n H转动时，可得出：n3＝2n H－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F y和水平分力F x，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F x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 = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下，摆架产生周期性上下振动。 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。 设试件在圆盘Ⅰ、Ⅱ各等效着一个不平衡质量mⅠ和mⅡ，对x轴产生的惯性力矩为： MⅠ=0 ；MⅡ=ω2mⅡrⅡlsin(θⅡ+ωt) 摆架振幅y大小与力矩MⅡ的最大值成正比：y∝ω2mⅡrⅡl ；而不平衡质量mⅠ产生的惯性力以及皮带对转子的作用力均通过x轴，所以不影响摆架的振动，因此可以分别平衡圆盘Ⅱ和圆盘Ⅰ。 本实验的基本方法是：首先，用补偿盘作为平衡平面，通过加平衡质量和利用差速器改变补偿盘与试件转子的相对角度，来平衡圆盘Ⅱ上的离心惯性力，从而实现摆架的平衡；然后，将补偿盘上的平衡质量转移到圆盘Ⅱ上，再实现转子的平衡。具体操作如下： 在补偿盘上带刻度的沟槽端部加一适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动（正转或反转），从而改变补偿盘与试件转子的相对角度，观察百分表振动使其达到最小，停止转动手柄。（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，两者之间有很大间隙。蜗杆转动一定角度后，稍微反转一下，脱离与蜗轮的接触，这样才能使摆架自由振动，这时观察振幅。通过间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化，最终可找到振幅最小的位置。）停机后在沟槽内再加一些平衡质量，再开机左右转动手柄，如振幅已很小（百分表摆动±1~2格）可认为摆架已达到平衡。亦可将最后加在沟槽内的平衡质量的位置沿半径方向作一定调整，来减小振幅。将最后调整到最小振幅的手柄位置保持不动，停机后用手转动试件使补偿盘上的平衡质量转到最高位置。由惯性力矩平衡条件可知，圆盘Ⅱ上的不平衡质量mⅡ必在圆盘Ⅱ的最低位置。再将补偿盘上的平衡质量m p'按力矩等效的原则转换为位于圆盘Ⅱ上最高位置的平衡质量m p，即可实现试件转子的平衡。根据等效条件有：
不平衡量的简化计算公式： M ----- 转子质量单位kg G ------精度等级选用单位 g.mm/kg r ------校正半径单位mm n -----工件的工作转速单位 rpm m------不平衡合格量单位g -------m=9549.M.G/r.n 1、风机动平衡标准：如动平衡精度≤ G 6.3 (指位移振幅6.3mm/s)； 2、一般动平衡机采用350 rpm和720 rpm两种转速做动平衡测试； 3、一般动平衡机采用最大动平衡重量（Kg）命名型号；
4、动平衡方法：加重平衡和去重平衡； 平衡对象：轴，风轮，皮带轮和其它转子 6、平衡的原因：一个不平衡的转子将造成振动和转子本身及其支撑结构的应力（应力：材料内部互相拉推的力量，即作用与反作用力）； 7、平衡的目的： A,增加轴承寿命； B,减少振动； C,减少杂音； D,减少操作应力； E,减少操作者的困扰和负担； F,减少动力损耗； G,增加产品品质； H,使顾客满意。 8、不平衡的影响 A,只有一个传动组件的不平衡会导致整个组合产生振动，在转动所引起的振动会造成轴承﹑轴套﹑轴心﹑卷轴﹑齿轮等的过大磨损，而减少其使用寿命； B,一旦很高的振动出现，则在结构支架和外框产生应力，经常导致其整个故障； C,且被支架结构吸收的能量会使得等效率的减低； D,振动也会经由地板传给邻近的机械，会严重影响其精确度或正常功能。 9、不平衡的原因： 不平衡为转子（风轮﹑轴心或皮带轮等）的重量分布不均匀。 一、叶轮产生不平衡问题的主要原因 叶轮在使用中产生不平衡的原因可简要分为两种：叶轮的磨损与叶轮的结垢。造成这两种情况与引风机前接的除尘装置有关，干法除尘装置引起叶轮不平衡的原因以磨损为主，而湿法除尘装置影响叶轮不平衡的原因以结垢为主。现分述如下。 1.叶轮的磨损 干式除尘装置虽然可以除掉烟气中绝大部分大颗粒的粉尘，但少量大颗粒和许多微小的粉尘颗粒随同高温、高速的烟气一起通过引风机，使叶片遭受连续不断地冲刷。长此以往，在叶片出口处形成刀刃状磨损。由于这种磨损是不规则的，因此造成了叶轮的不平衡。此外，叶轮表面在高温下很容易氧化，生成厚厚的氧化皮。这些氧化皮与叶轮表面的结合力并不是均匀的，某些氧化皮受振动或离心力的作用会自动脱落，这也是造成叶轮不平衡的一个原因。2．叶轮的结垢 经湿法除尘装置(文丘里水膜除尘器)净化过的烟气湿度很大，未除净的粉尘颗粒虽然很小，但粘度很大。当它们通过引风机时，在气体涡流的作用下会被吸附在叶片非工作面上，特别在非工作面的进口处与出口处形成比较严重的粉尘结垢，并且逐渐增厚。当部分灰垢在离心力和振动的共同作用下脱落时，叶轮的平衡遭到破坏，整个引风机都会产生振动。 二、解决叶轮不平衡的对策 1．解决叶轮磨损的方法 对干式除尘引起的叶轮磨损，除提高除尘器的除尘效果之外，最有效的方法是提高叶轮的抗磨损能力。目前，这方面比较成熟的方法是热喷涂技术，即用特殊的手段将耐磨、耐高温的金属或陶瓷等材料变成高温、高速的粒子流，喷涂到叶轮的叶片表面，形成一层比叶轮本身材料耐磨、耐高温和抗氧化性能高得多的超强外衣。这样不仅可减轻磨损造成叶轮动平衡的
平衡精度等级 考虑到技术的先进性和经济上的合理性，国际标准化组织(ISO)于1940年制定了世界公认的 ISO1940平衡等级，它将转子平衡等级分为11个级别，每个级别间以2.5倍为增量，从要求最高的G0.4到要求最低的G4000。单位为公克×毫米/公斤(gmm/kg)，代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。如下表所示： G4000 具有单数个气缸的刚性安装的低速船用柴油机的曲轴驱动件 G1600 刚性安装的大型二冲程发动机的曲轴驱动件 G630 刚性安装的大型四冲程发动机的曲轴驱动件弹性安装的船用柴油机的曲轴驱动件 G250 刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件 G100 六缸和多缸高速柴油机的曲轴传动件；汽车、货车和机车用的发动机整机 G40 汽车车轮、轮毂、车轮整体、传动轴，弹性安装的六缸和多缸高速四冲程发动机的曲轴驱动件 G16 特殊要求的驱动轴（螺旋桨、万向节传动轴）；粉碎机的零件；农业机械的零件；汽车发动机的个别零件；特殊要求的六缸和多缸发动机的曲轴驱动件 G6.3 商船、海轮的主涡轮机的齿轮；高速分离机的鼓轮；风扇；航空燃气涡轮机的转子部件；泵的叶轮；机床及一般机器零件；普通电机转子；特殊要求的发动机的个别零件 G2.5 燃气和蒸汽涡轮；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子；小电机转子；涡轮泵 G1 磁带录音机及电唱机、CD、DVD的驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢 G0.4 精密磨床的主轴；电机转子；陀螺仪 在您选择平衡机之前，应该先确定转子的平衡等级。 举例：允许不平衡量的计算 允许不平衡量的计算公式为： (与JPARC一样的计算 gys)式中m per为允许不平衡量，单位是g； M代表转子的自身重量，单位是kg； G代表转子的平衡精度等级，单位是mm/s； r 代表转子的校正半径，单位是mm； n 代表转子的转速，单位是rpm。 举例如下： 如一个电机转子的平衡精度要求为G6.3级，转子的重量为0.2kg，转子的转速为1000rpm，校正半径20mm，则该转子的允许不平衡量为：
转子允许的剩余不平衡量的计算 东莞市元创机械是动平衡专家，为您解决电机转子动平衡难题，提供电机转子动平衡机，全自动平衡机，在这篇文章中主要向大家介绍转子允许的剩余不平衡量的计算方法，首先我们就需要先了解动平衡机的常用术语。 一、动平衡机常用术语 1.不平衡量U：转子某平面上不平衡量的量值大小，不涉及不平衡的角度位置。 它等于不平衡质量m和转子半径r的乘积。其单位是gmm或者gcm，俗称“重径积”。 2. 不平衡相位：转子某平面上的不平衡质量相对于给定极坐标的角度值。 3. 不平衡度e：转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。 在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm。 4. 初始不平衡量：平衡前转子上存在的不平衡量。 5. 许用不平衡量：为保证旋转机械正常工作所允许的转子剩余不平衡量。 该指标用不平衡度表示时，称为许用不平衡度（亦称许用不平衡率）。 6. 剩余不平衡量：平衡校正后转子上的剩余不平衡量。 7. 校正半径：校正平面上校正质量的质心到转子轴线的距离，一般用mm表示。 8. 校正平面的干扰（相互影响）：在给定转子某一校正面上不平衡量的变化引起另一校正平面上的 改变（有时称为平面分离影响） 9. 转子平衡品质：衡量转子平衡优劣程度的指标。 计算公式：G=e perω/1000 式中G－转子平衡品质，单位mm/s。从G0.4-G4000分11级。 e per－转子允许的不平衡率gmm/kg或转子质量偏心距μm。 ω－相应于转子最高工作转速的角速度＝2πn/60≈n/10，n为转子的工作转速r/min。 10. 转子单位质量的允许不平衡度（率）： e per＝(G×1000)/(n/10) 单位：gmm/kg或μm 11. 最小可达剩余不平衡量（U mar）：指平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，是衡量平衡 机最高平衡能力的性能指标。单位为gmm。 12. 不平衡量减少率（URR）：经过一次平衡修正减少的不平衡量与初始不平衡量之比值。 它是衡量平衡机效率的性能指标，以百分数表示： URR（％）＝（U1－U2）/U1＝（1－U2/U1）×100 式中：U1－初始不平衡量 U2－一次平衡修正后的剩余不平衡量 13. 校验转子：为校验平衡机性能而设计的刚性转子。 其质量、大小、尺寸均有规定，分立式和卧式两种。 立式转子质量为1.1，3.5，11，35，110 kg。 卧式转子质量为0.5，1.6，5，16，50，160，500kg。
动平衡机原理 第一台平衡机的出现乞今已有一百多年的历史。而平衡技术的发展主要还是近四十年的事。它与科学技术的发展密切关联。我国动平衡理论和装置的研究及新产品的开发是从五十年代开始的。 机械中绕轴线旋转的零部件，称为机器的转子。如果一个转子的质量分布均匀，制造和安装都合格，则运转是平衡的。理想情况下，其对轴承的压力，除重力之外别其它的力，即与转子不旋转时一样，只有静压力。这种旋转与不旋转时对轴承都只有静压力的转子，称为平衡的转子。如果转子在旋转时对轴承除有静压力外还附加有动压力，则称之为不平衡的转子。 从牛顿运动定律知道，任何物体在匀速旋转时，旋转体内各个质点，都有将产生离心惯性力，简称离心力，如图一所示，盘状转子，转子是以角速度ω作匀速转动，则转子体内任一质点都将产生离心力 F ，则离心力 F=mrω2, 这无数个离心力组成一个惯性力系作用在轴承上，形成转子对轴承的动压力，其大小则决定于转子质量的分布情况。如果转子的质量对转轴对称分布，则动压力为零，即各质量的离心力互相平衡。否则将产生动压力，尤其在高速旋转时动压力是很大的。因此，对旋转体，特别是高速旋转体进行动平衡校正是必须的。
近年来，许多机械制造业都在被迫接受着残酷的市场竞争，特别是 WTO 的加入，简直是内忧外患。价格战、技术战一场接着一场，使得众多企业身心疲累，怨声载道。在激烈的市场竞争环境下，提高产品质量成为致胜的有力武器，而动平衡校正则是产品质量的前提和保证。 平衡机是一种检测旋转体动平衡的检测设备。从结构上讲，主要是由机械振动系统、驱动系统和电气测量系统等三大部件组成。 机械振动系统主要功能是支承转子，并允许转子在旋转时产生有规则的振动。振动的物理量经传感器检测后转换成电信号送入测量系统进行处理。 平衡机的种类很多，就其机械振动系统的工作状态分类，目前所见的不外乎两大类：硬支承平衡机和软支承平衡机。硬支承平衡机是指平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。而软支承平衡机则是平衡转速远大于参振系统共振频率的平衡机。简单来说，硬支承平衡机的机械振动系统刚度大，外力不能使其自由摆动。软支承平衡机的机械振动系统刚度小，一般来说，外力可以使其自由摆动。以下是软、硬支承平衡机的性能比较：
风机转子动平衡 ——两点平衡计算法原理。 一、两点平衡法操作方法： 1）、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。 2）、做图法如下图： 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）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。
二、两点平衡计算法： 1、具体操作同上。 2、计算原理如下： 1）、根据平行四边形法则做矢量图如下： 2）、求出试重块M应产生的振幅 在三角形oca中Cosα=(A2+X2-C2)/2AX 在三角形0ad中cos（л-α）=（A2+X2 -B2）/2AX 因为：cosα+cos（л-α）=0 得：(A2+X2-C2)/2AX +（A2+X2 -B2）/2AX=0 (2A2+2X2-C2 -B2)/2AX=0 2A2/2AX+2X2/2AX-C2/2AX -B2/2AX=0 2X2/2AX=C2/2AX +B2/2AX-2A2/2AX 2X2/2AX=(C2 +B2-2A2)/2AX 2X2=C2 +B2-2A2 X2=(C2 +B2-2A2)/2 X=√[(C2 +B2-2A2)/2]
动平衡仪仪的原理与应用 动平衡仪，久经考验的动平衡技术推出的一款便携式现场动平衡仪。兼备现场振动数据测量、振动分析和单双面动平衡等诸多功能，简捷易用，是企业预知生产、保养、维修，尤其是精密机床、主轴、电机、磨床、风机等设备制造厂和振动技术服务机构最为理想之工具。 旋转机械是机械系统的重要组成部分,在国防和国民经济众多领域中发挥着巨大作用。 转子不平衡是旋转机械中的常见问题,也是诱发转子系统故障的主要原因之一。因此,开展动平衡技术研究具有重要的学术和工程应用价值。 但随着电子计算机和测试等技术的迅猛发展，动平衡技术也得到了很大发展，其研究成果对推动旋转机械向高速、高效、高可靠方向发展起到了重要作用。有关转子动平衡技术的研究主要集中在动平衡测试、非对称/非平面模态转子平衡、无试重平衡、自动平衡等技术领域。
方法/步骤
1. 1 现场平衡概念和必要性常用机械中包含着大量的作旋转运动的零部件，例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等，统称为动平衡仪回转体。 在理想的情况下回转体旋转时与不旋转时，对轴承产生的压力是一样的，这样的回转体是平衡的回转体。 不平衡产生： 但工程中的各种回转体，由于材质不均匀或毛坯缺陷、加工及装配中产生的误差，甚至设计时就具有非对称的几何形状等多种因素，使得回转体在旋转时，其上每个微小质点产生的离心惯性力不能相互抵消，离心惯性力通过轴承作用到机械及其基础上，引起振动，产生了噪音，加速轴承磨损，缩短了机械寿命，严重时能造成破坏性事故。 为此，必须对转子进行平衡，使其达到允许的平衡精度等级，或使因此产生的机械振动幅度降在允许的范围内。 2. 2 1、定义1）静平衡
简易找风机转子动平衡 方法 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
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。 三点法 此法与两点法基本相同，只是用同一试加质量M按一定的加质量半 径依次加在互为120°的三个方向上，测得的三 个振动值为A1、A2、A3，作图如下： 以o为圆心，取适当的比例，以A1、A2、 A3为半径画三段弧A、B、C，在弧A、B、C上分 别取a、b、c点，使三点距离彼此相等，连接ab、bc、ca得等边三角形，并作三角形三个角的平分线交于s点，连接os，以s为圆心，sa（sa=sb=sc）为半径作圆，交os于s’点，s’点即平衡重量应加的位置，从图中看出，它在第一次与第二次加试块的位置
技术讲课教案 主讲人：范经伟 技术职称（或技能等级）：高级工所在岗位：锅炉辅机点检员 讲课时间： 2011年 06月24日
培训题目：《转子动平衡——原理、方法和标准》 培训目的： 多种原因会引起转子某种程度的不平衡问题，分布在转子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的一个矢量，动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的一门技术，然后在其相对应的位置处移去或添加一个相同大小的配重。 内容摘要： 动平衡前要确认的条件： 1.振动必须是因为动不平衡引起。并且要确认动不平衡力占 振动的主导。 2.转子可以启动和停止。 3.在转子上可以添加可去除重量。 培训教案： 第一章不平衡问题种类 为了以最少的启停次数，获得最佳的平衡效果，我们不仅要认识到动不平衡问题的类型（静不平衡、力偶不平衡、 动不平衡），而且还要知道转子的宽径比及转速决定了采 用单平面、双平面还是多平面进行动平衡操作。同时也要认识到转子是挠性的还是刚性的。
刚性转子与挠性转子 对于刚性转子，任何类型的不平衡问题都可以通过 任选的二个平面得以平衡。 对于挠性转子，当在一个转速下平衡好后，在另一 个转速下又会出现不平衡问题。当一个挠性转子首 先在低于它的70%第一监界转速下，在它的两端平 面内加配重平衡好后，这两个加好的配重将补偿掉 分布在整个转子上的不平衡质量，如果把这个转子 的转速提高到它的第一临界转速的70%以上，这个 转子由于位于转子中心处的不平衡质量所产生的离 心力的作用，而产生变形，如图10所示。由于转子的弯曲或变形，转子的重心会偏离转动中心线，而 产生新的不平衡问题，此时在新的转速下又有必要 在转子两端的平衡面内重新进行动平衡工作，而以 后当转子转速降下来后转子又会进入到不平衡状 态。为了能在一定的转速范围内，确保转子都能处 在平衡的工作状态下，唯一的解决办法是采用多平 面平衡法。 挠性转子平衡种类 1.如果转子只是在一个工作转速下运转，小量的变 形不会产生过快的磨损或影响产品的质量，那么
转子动平衡及操作技术 一. 转子动平衡.. (一).有关基本概念 1.转子 机器中绕轴线旋转的零部件,称为机器的转子. 2.平衡转子 旋转与不旋转时对轴承只有静压力的转子. 3.不平衡转子 如果转子在旋转时对轴承除有静压力外,附加有动压力,则称之为不平衡的转子不平衡是一个旋转体的质量轴线(惯量轴线)与实际的旋转轴线不重合。其单位为不平衡的质量与该质量中心至实际旋转轴线的距离的乘积，以gmm计量。不平衡有3种表现形式。 不平衡转子的危害性:转子如果是不平衡的,附加动压力将通过轴承传达到机器上,引起整个机器的振动产生噪音,加速轴承的磨损,降低机器的寿命,甚至使机器控制失灵,发生严重事故. (二)转子不平衡的几种形式 1.静不平衡 静力不平衡(单平面) 表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合，但平行于旋转轴线，因此不平衡将发生在单平面上。不平衡所产生的离心力作用于两端支承上是相等的、同向的。 主矢不为零,主矩为零: R0═Mrcω2≠0 rc≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0通过质心C，转轴Z与中心主惯性轴平行。 （图1） 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力，使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。
主矢和主矩均不为零,但相互垂直 R0═Mrcω2≠0 M0═0JYZ═JZX═0 R0不通过质心C，转轴Z与中心主惯性轴相交于某一点。 （图2） 3.偶不平衡 偶力不平衡表现在一个旋转体的质量轴线与旋转轴线不重合，但相交于旋转体重心，不平衡所产生的离心力作用于两端支承是相等而180°反向的。 主矢为零,主矩不为零 R0═0 rc═0 M0≠0JXZ≠0 JYZ≠0 （图3） 通过加重、去重、调整等方法形成一个平衡合力，使原来不平衡力与附加的平衡力的矢量和趋于零。
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，是一个关键问题。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，静平衡要比动平衡容易做，动平衡要比静动平衡容易做，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）转子的几何形状、结构尺寸，特别是转子的直径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："如果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。如果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：一个是转子几何形状为盘状；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。 2）支撑间距要大 无具体的参数规定，但与转子校正面间距b之比值≥5以上均视为支撑间距足够大。 3）转子的轴向跳动 主要指转子旋转时校正面的端面跳动，因为任何转子做平衡试都是经过精加工的，加工后已保证了转子的孔与校正面之间的行为公差，端面跳动很小。 根据上述转子做单面（静）平衡的条件，再结合有关泵方面的技术标准（如GB3215和API610第八版），只做静平衡的转子条件如下： 1）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速＜1800转/分时，不论D/b＜6或D/b≥6只做静平衡即可。但是如果要求做动平衡时，必须要保证D/b＜6，否则只能做静平衡。 2）对单级泵、两级泵的转子，凡工作转速≥1800转/分时，如果D/b≥6只做静平衡即可。但
转子的动平衡技术 一、匀速圆周转动体的加速度(向心加速度) 现代工业生产工艺均有大量的转动机械设备，其中多数设备运行状态可视为匀速圆周转动。因此，对该匀速圆周转动进行分析，对从事转动机械管理的技术人员具有重要的意义。如图1所示为一物体以O为中心作匀速圆周运动示意图，我们对其运行和受力状态分析如下： 图1、匀圆周转速体示意图众所周知，物体做圆周运动的条件一是受到一个指向圆心力的作用，另一个条件是物体具有一个初速度。可以设想，若没有初速度则物体将向着圆心方向作匀加速运动。若没有向心力，则物体将沿着初速度的方向做直线匀速运动。因此我们可以将圆周运动看成是沿圆心方向的匀加速直线运动和沿初速度方向的匀速运动的合成运动。如图1所示，物体自A至B的运动，可看成先由A以速度V匀速运动至C，再由C以加速度a匀加速运动至B，由图1可知：
整理上式即得： 和与之对应的向心力F。 二、转子不平衡概念 不平衡产生的离心力（与向心力大小相等方向相反） 旋转机械的转子由于受材料质量和加工技术等各方面的影响，转子上的质量分布相对于旋转中心线不可能绝对地轴对称的，因此任何一个转子不可能做到“绝对平衡”，转子质量中心和旋转中心线之间总是有一定的偏心距存在，这就使得转子旋转时形成周期性的离心力力干扰，在轴承上产生动载荷，使机器发生振动。我们把产生离心力的原因——旋转体质量沿旋转中心线的不均匀分布叫做“不平衡”。也可以认为，不平衡就是指处于平衡状态的旋转体上存在多余（或不足）的质量。
ω 图2、转子不平衡产生的离心力 考虑如图2所示，一个带有薄圆盘的转子，假定转子质量为Ｍ，质心距旋转中心Ｏ的距离为ｅ（称为偏心距），转子旋转角速度为ω，根据牛顿第二定律，则转子产生的离心力为（对匀转速转子）： Ｆ＝Ｍｅω２＝Ｍｅ（２πｎ／６０）２＝Ｍｅｎ２／９１．３［Ｎ］式中Ｍ——质量，［ｋｇ］； ｅ——偏心距，［ｍ］； ω——角速度，［１／ｓ］； ｎ——转速，［ｒ／ｍｉｎ］。 由上式可知，离心力与转速的平方成正比，转速愈高，离心力增加的愈快。式中离心力Ｆ是一个矢量，其方向与偏心距ｅ的方向相同，是以角速度ω绕轴线旋转的。力Ｆ通过转轴作用在转子轴承上，使轴承承受附加动载荷，增加转子扭矩一小部分功率损失。 例如，上图中的圆盘质量为２０ｋｇ，在半径２ｃｍ处有５０ｇ的不平衡质量，，当转速为１００００ｒ／ｍｉｎ时，求不平衡质量产生的离心力。
旋转设备动平衡标准 前面已经介绍过，对于旋转设备，约一半以上的故障都与不平衡有关。因此，了解设备的残余不平衡量允许值，即动平衡标准是非常有必要的。实际上，掌握设备动平衡的要求与规范也是设备状态监测与故障诊断人员的必备知识。 由德国工程师协会制订的 VDI-20260“旋转刚体平衡状态的评价”目前已被国际上广泛采纳．并作为国际标准化组织建议标准IS01940《转子刚体的平衡质量》。该标准建立了转子的最高转速与可接受的残余不平衡之间的关系，以及各种有代表性的转子与建议的质量不平衡等级之间的关系（见表24及图6）；介绍了质量不平衡等级G（等效于一个不受约束的转子所产生的eω），因为它可用来比较机器在不同速率运转时的物理性能。标准中的G值在数字上相当于以9500r/min运转的转子用μm来表示的偏心率e。转子的质量不平衡等级或不平衡可以用一台已校准的动平衡机进行评定。 表24平衡精度等级与刚性转子组的分组
①ω＝2πn /60，当ω以rad/s，n以r/min为单位时，则ω≈1/10。 ②对于具有两个校正平面的刚性转子，对于每个平面通常采用建议的残余不平衡量的1/2；此值适用于两个任意选定的平面。轴承处的不平衡状态可加以改善，对于圆盘形转子，所有的残余不平衡量建议在一个平面。 注：
1.低速柴油机通常是指活塞速度小于9m/s的机器，而高速柴油机则为活塞速度大于9m/s的 机器。 2.曲轴传动装置是一个组件．它包括曲轴、飞轮、离合器、带轮、振动阻尼器、连杆的旋转 部分等，因此，对于发动机，转子质量是指上述部件质量之和。 动平衡量等于1.5x平衡等级X棍体重量X棍子直径/设计车速 国标：10000X平衡等级X实际重量/半径/实际转速等于平衡重量 （注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
技术讲课教案 主讲人： 罗仁波 培训题目：《转子动平衡——原理、方法和标准》 培训目的： 多种原因会引起转子某种程度的不平衡问题，分布在转子上的所有不平衡矢量的和可以认为是集中在“重点”上的一个矢量，动平衡就是确定不平衡转子重点的位置和大小的一门技术，然后在其相对应的位置处移去或添加一个相同大小的配重。
内容摘要： 动平衡前要确认的条件： 1.振动必须是因为动不平衡引起。并且要确认动不平衡力占 振动的主导。 2.转子可以启动和停止。 3.在转子上可以添加可去除重量。 培训教案： 第一章不平衡问题种类 为了以最少的启停次数，获得最佳的平衡效果，我们不仅要认识到动不平衡问题的类型（静不平衡、力偶不平衡、动不平衡，如下图），而且还要知道转子的宽径比及转速决定了采用单平面、双平面还是多平面进行动平衡操作。 同时也要认识到转子是挠性的还是刚性的。 ● ●刚性转子与挠性转子
?对于刚性转子，任何类型的不平衡问题都可以通过 任选的二个平面得以平衡。 ?对于挠性转子，当在一个转速下平衡好后，在另一 个转速下又会出现不平衡问题。当一个挠性转子首先在低于它的70%第一监界转速下，在它的两端平面内加配重平衡好后，这两个加好的配重将补偿掉分布在整个转子上的不平衡质量，如果把这个转子的转速提高到它的第一临界转速的70%以上，这个转子由于位于转子中心处的不平衡质量所产生的离心力的作用，而产生变形，如图10所示。由于转子的弯曲或变形，转子的重心会偏离转动中心线，而产生新的不平衡问题，此时在新的转速下又有必要在转子两端的平衡面内重新进行动平衡工作，而以后当转子转速降下来后转子又会进入到不平衡状态。为了能在一定的转速范围内，确保转子都能处在平衡的工作状态下，唯一的解决办法是采用多平面平衡法。 ?挠性转子平衡种类 1.如果转子只是在一个工作转速下运转，小量的变 形不会产生过快的磨损或影响产品的质量，那么 可以在任意二个平面内进行平衡，使轴承的振动
动平衡测量原理 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
刚性转子的平衡条件及平衡校正 回转体的不平衡---回转体的惯性主轴与回转轴不相一致； 刚性转子的不平衡振动，是由于质量分布的不均衡，使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于零引起的。 如果设法修正转子的质量分布，保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致，转子重心偏移重新回到转轴中心上来，消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩，使转子的惯性力系达到平衡校正或叫做动平衡试验。 动平衡试验机的组成及其工作原理 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备。一般由机座部套，左右支承架，圈带驱动装置，计算机显示系统，传感器限位支架，光电头等部套组成。 当刚性转子转动时，若转子存在不平衡质量，将产生惯性力，其水平分量将在左右两个支撑上分别产生振动，只要拾取左右两个支撑上的水平振动信号，经过一定的转换，就可以获得转子左右两个校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。 在动平衡以前，必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响是通过两个校正平面间距b，校正平面到左，右支承间距a, c,而a, b, c 几何参数可以很方便地由被平衡转子确定。 F1, F2: 左右支承上的动压力；P1, P2 : 左右校正平面上不平衡质量的离心力。m1, m2 : 左右校正平面上的不平衡量；a, c : 左右校正平面至支承间的距离 b : 左右校正平面之间距离；R1 R2: 左右校正平面的校正半径 ω：旋转角速度 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法 活塞的速度为 活塞的加速度为 我的论文中的对应表达式与以上两个式子不同： 测量系统机械结构 惯性力测量机的机械系统主要包括驱动机构、摆架。驱动机构通过联轴节带动曲轴达到额定测量转速。摆架支承测量曲柄连杆机构，使之在惯性力作用下产生振动。
机械动平衡 一、实验目的 1.了解转子不平衡的危害。 2.巩固转子动平衡的理论知识。 3.掌握动平衡机的基本工作原理及动平衡机进行刚性转子动平衡的方法。 二、实验设备 实验设备为DPH－I型智能动平衡机，如图6-1所示，测试系统由计算机、数据采集器、高灵敏度有源压电力传感器和光电相位传感器等组成。当被测转子在部件上被拖动旋转后，由于转子的中心惯性主轴与其旋转轴线存在偏移而产生不平衡离心力，迫使支承做强迫震动，安装在左右两个硬支撑机架上的两个有源压电力传感器感受此力而发生机电换能，产生两路包含有不平衡信息的电信号输出到数据采集装置的两个信号输入端；与此同时，安装在转子上方的光电相位传感器产生与转子旋转同频同相的参考信号，通过数据采集器输入到计算机。 图 6-1 DPH－I型智能动平衡机结构简图 计算机通过采集器采集此三路信号，由虚拟仪器进行前置处理，跟踪滤波，幅度调整，相关处理，FFT变换，校正面之间的分离解算，最小二乘加权处理等。最终算出左右两面的不平衡量（g），校正角（°），以及实测转速（r/min）。 DPH－I型智能动平衡机有关内容简介见附录Ⅲ。 三、实验原理 由于转子结构不对称、材质不均匀或制造和安装不准确等原因，有可能会造成转子的质心偏离回转轴线。当其转动时，会产生离心惯性力。惯性力将在构件运动副中引起附加动压力，使机械效率、工作精度和可靠性下降，加速零件的损坏。当惯性力的大小和方向呈周期性变化时，机械将产生振动和噪音。因此，在高速、重载、精密机械中，为了消除或减少惯性力的不良影响，必须对转子进行平衡。 转子平衡问题可分为静平衡和动平衡两类。 对于轴向尺寸b 与径向尺寸D 的比值b/D ≤ 0.2，即轴向尺寸相对很小的回转构件（如砂轮、叶轮、飞轮等），常常可以认为不平衡质量近似的分布在同一回转平面内。因此只要在这个一回转面内加上或减去一定的质量，便可使转子达到静平衡。 当转子的b/D≥0.2（如电机转子、机床主轴等），或工作转速超过1000 r/min时，应考虑
广州大学学生实验报告 开课学院及实验室：526室2015年12月26日 学院 机械与电气 工程 年级、专 业、班 机械121姓名吴海明学号1207200014 实验课程名称机械故障诊断技术成绩 实验项目名称转子动平衡技术 指导 老师 郑文 一、实验目的 1、掌握振动幅值及相位测量方法，熟悉相关测量仪器； 2、掌握旋转机械动平衡的基本步骤及方法。 通过运用振动监测手段，完成转子不平衡特征的测量，从而提高学生进行数据采集、 转子振动分析及状态评估、动平衡校正等方面的能力。 二、实验设备 1、列出所用振动分析仪器、软件、传感器的名称、型号、用途等； 加速度传感器 光电式传感器，用于测量振动的相位 数据采集器 质量块、天平 2、振动试验台 实验台配有两个质量盘（如图所示），可以在轴的任意位置固定安装。本实验 要求完成单面动平衡试验，把两个质量盘分开安装，并且在某个质量盘上加上一个 M5的螺钉作为质量块，使得转子不平衡。 1、质量盘 2、夹紧法兰 3、转轴备用螺纹孔（16个）5、夹紧法兰螺钉孔
图质量盘结构示意图 三、实验要求 1.熟悉实验的整个过程 2.实验过程要注意安全，防止转子高速时质量块脱落伤人。 3.正确布置质量块位置，并要记下各个具体位置。 4.实验后分析各频谱图以及参数与转子动平衡的关系。 5、绘出振动试验台的结构简图，列出主要结构参数，如电机参数、传动比、转速等。 6、画出测试系统的连接框图。 7、绘出振动试验台测点布置图，说明测量的位置、方向及传感器安装方法等。 8、描述不平衡质量的施加方法。 四、实验操作过程 1、仪器连接，传感器安装； 2、贴反光带，启动试验台； 3、开始动平衡测量及校正过程，完成转子台初始振动测量、试重、校正重量计算及施 加等工作； 4、评价动平衡后的效果； 5、填写附表。 要求学生绘出测量对象的结构简图，列出主要结构参数；计算不平衡的特征频率；选择测试参数；测量各测点的时域波形、频谱等数据；参照有关标准，判断各点的测量值是否在正常范围内；分析频谱图中的主要频率成分，解释频谱峰值的来源及其与转子不平衡的对应关系；综合判断机器的运行状态及存在的不平衡问题； 完成转子现场动平衡测量与校正。五、实验结果及分析 下表是实验过程中测出的实验数据 动平衡数据表 振动值 Vibration μm（p-p） 相位 Phase 度（°） 重量 Weight 克g 角度 Angel 度（°）初始振动测量值 Initial Vibration 17 80 动平衡试重 Trial Weight 8 45 加试重后的振动值 Trail Running Vibration 15 60 第一次动平衡配重 1st Correcting Weight 8 135 第一次加配重后的振动值 1st Residual Vibration 7 50 第二次动平衡配重 2nd Correcting Weight 7 135 第二次加配重后的振动值 2nd Residual Vibration 2 200 转子转速n=800r/min 以下是实验结果频谱图 初始振动测量值频谱图 （a）在转盘外圆贴有一反光带作为起始原点，并在外缘随意安装一质量块（相对原点逆时针旋转45°的位置加上8克重物），使转盘存在偏心量，并记录频谱图
多转子动平衡计算方法 【摘要】航空发动机转子多采用多转子套齿或端齿连接、拉杆压紧结构的转子结构，且转子装配要求不采用增加或减少重量的方式达到平衡要求，为此本文旨在从平衡理论着手通过计算进行多转子连接的动平衡技术研究，提供平衡方法。 【关键词】动平衡；静不平衡；动不平衡量 转子动平衡是在转子制成后采取的一种减振措施，通过转子上某些界面增加或减少质量，使转子的重心和其几何重心靠近及其一主惯性轴尽量和旋转轴线靠近，以减少转子工作时的不平衡力、力偶或临界转速附近的振动量。 实际转子在运转时，转子动不平衡量的惯性力将在运转中引起附加的动压力。这不仅会增大转子的内应力，降低机械效率和使用寿命，而且这些惯性力都将传到发动机的上，特别是由于这些惯性力的大小及方向一般都是周期性变化的，所以必将引起发动机产生强迫振动。为了完全地或部分地消除惯性力的不良影响，就必须设法将转子不平衡量所引起的惯性力加以消除或减小，这就是转子平衡的目的。转子的平衡是现代发动机的一个重要问题，尤其现在发动机的转速越来越高，更具重要的意义。 中小型航空发动机装配转子件由套齿或端齿连接、拉杆压紧结构，而且转子装配要求不采用增加或减少重量的方式达到平衡要求，与以往的平衡方式有很大的区别，为此应从动平衡理论着手通过计算找到最佳平衡的方式。 1 动平衡的基本理论 由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对臣等因素保存转子存在不平衡质量。因此当转子旋转后就会产生离心惯性力组成一个空间力系，使转子动不平衡。要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件，这是转子动平衡的力学条件：力平衡和力矩平衡。 在转子的设计阶段，尤其在设计高速转子及精密转子结构时，必须进行平衡计算，以检查惯性力和惯性力偶是否平衡。若不平衡则需要在结构上采取措施，以消除不平衡惯性力的影响，这一过程称为转子的平衡设计。转子的平衡设计分为静平衡设计和动平衡设计，静平衡设计指对于D/b≥5的盘状转子，近似认为其不平衡质量分布在同一回转平面内，忽略惯性力矩的影响。动平衡设计指径宽比D/b<5的转子（如航空发动机转子、汽轮机转子等），其特点是轴向宽度较大，偏心质量可能分布在几个不同的回转平面内，因此，不能忽略惯性力矩的影响。此时，即使不平衡质量的惯性力达到平衡，惯性力矩仍会使转子处于不平衡状态。由于这种不平衡只有在转子运动时才能显示出来，因此称为动不平衡。为避免动不平衡现象，在转子设计阶段，根据转子的功能要求设计转子后，需要确定出各不同回转平面内偏心质量的大小和位置，然后运用理论力学中平行力的合成与分