刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述
1. 基本概念:
1。1 不平衡离心力基本公式:
具有一定转速的刚性转动件（或称转子),由于材料组织不均匀、加工外形的误差、装配误差以及结构形状局部不对称(如键槽）等原因,使通过转子重心的主惯性轴与旋转轴线不相重合,因而旋转时，转子产生不平衡离心力，其值由下式计算:
C=（G／g）×e×ω2=（G／g）×e×（πn／30）2--—--—--（公斤)
式中: G—-----转子的重量（公斤）
e———-—--转子的重心对旋转轴线的偏心量（毫米）
n—--——-—转子的转速(转／分）
ω-—-—--转子的角速度（弧度／秒）
g--——-—-重力加速度9800(毫米／秒2)
由上式可知,当重型或高转速的转子,即使具有很小的偏心量,也会引起非常大的不平衡的离心力，成为轴或轴承的磨损、机器或基础振动的主要原由之一。所以零件在加工和装配时,转子必须进行平衡。
1.2 转子不平衡类别:
1.2.1静不平衡——转子的惯性轴与旋转轴线不相重合,但相互平行，即转子重心不在旋转轴线上，
如图1a所示.当转子旋转时，将产生不平衡的离心力。
1.2。2动不平衡——转子的主惯性轴与旋转轴线主交错将产生不平衡的离心力,且相交于转子的重心
上，即转子重心在旋转轴线上，如图1b所示.这时转子虽处于平衡状态，但转子旋转时将产生一不平衡力矩。
1.2.3静动不平衡—-大多数情况下，转子既存在静不平衡，又存在动不平衡，这种情况称静动不平衡。
即转子的主惯性轴与旋转轴线既不重合，又不平行,而相交于转子旋转轴线中非重心的任何一点, 如图1c所示.当转子旋转时，将产生一个不平衡的离心力和一个力矩。
1.2.4 转子静不平衡只须在一个平面上(即校正平面)安放一个平衡重量,就可以使转子达到平衡，故又
称单面平衡。平面的重量的数值和位置,在转子静力状态下确定,即将转子的轴颈放置在水平刀刃支承上，加以观察,就可以看出其不平衡状态,较重部份会向下转动，这种方法叫静平衡。
1。2.5 转子动不平衡及静动不平衡必须在垂直于旋转轴的二个平面（即校正平面）内各加一个平衡重量,使转子达到平衡。平面的重量的数值和位置, 必须在转子旋转情况下确定，这种方法叫动平衡。
因需两个平面作平衡校正,故又称双面平衡
刚性转子只须作低速动平衡试验,其平衡转速一般选用第一临界转速的1/3以下。
.
1。3转子不平衡产生的原因：
1。3。1 设计与制图的误差.
1.3.2 材料的缺陷。
1.3.3 加工与装配的误差.
1.4 转子不平衡产生的不良效应：
1。4。1 会对轴承、支架、基体产生作用力.
1。4。2 引起振动。
但不平衡与质量分布,机架的刚度有关,所以转子不平衡不一定就会产生振动.一般的说来,静不平衡影响大于力矩不平衡的影响。
2. 动平衡与静平衡的选择:
2。1 一般选取的范围:
2.1。1 当转子厚度δ与外径D之比(δ／D ）≤0.2时(盘状转子）, 需要作平衡试验的,不轮其工作
转速高低,都只需进行静平衡。
2。1.2 当转子厚度δ（或长度）与外径D之比(δ／D ）≥1时（辊筒类转子),只要转子的转速＞1000转／分，都要进行动平衡。
2.1.3。当转子厚度δ与外径D之比(δ／D ）在0。2—1时和当转子厚度δ与外径D之比(δ／D ）
≥1而转子的转速＜1000转／分时，需根据转子的重量；使用功能；制造工艺；加工情况（部分加工还是全部加工）及轴承的距离等因素，来确定是否需要进行动平衡还是静平衡.一般不重要部位使用的零件,旋转速度较低的转子零件，设计需要作平衡试验的，一般只按排作静平衡。
2.2 按图表选择：（见图2）
图2表示平衡的应用范围。下一条线以下的转子只需进行静平衡,上斜线以上的转子必须进行动平衡，两斜线之间的转子须根据转子的重量；使用功能;制造工艺；加工情况（部分加工还是全部加工)及轴承的距离等因素，来确定是否需要进行动平衡还是静平衡.一般不重要部位使用的零件，旋转速度较低的转子零件，设计需要作平衡试验的,一般只按排作静平衡.
3. 许用不平衡量的确定:
3。1许用不平衡量的表示方法:
评价转子不平衡大小在图纸上可以
用许用不平衡力矩表示,即转子重量与许
用偏心距的乘积,单位为克。毫米. 也可用
偏心距表示,单位为微米。
1973年国际标准化协会对于刚性转子
相应不同平衡精度等级G的许用偏心距
和各种具有代表性的旋转机械钢性转子
应具有的精度等级分别表示在图3和表1
上。可供确定刚性转子许用不平衡量值的
参考。
静平衡（单面平衡)的许用不平衡
力矩为：
M=e×G （克／毫米)
动平衡(双面平衡)的许用不平衡
力矩为：
M=1／2(e×G）(克／毫米)
式中:
e——许用偏心距（毫米，见图3)
G——转子重量（克) 图三
若转子用许用偏心距表示不平衡大小时,则静平衡的许用值可取图3中的全数值. 而动平衡的校正平面许用值取图3中的数值的一半。(图3可参见附页图3放大图)
3.2许用不平衡量控制的误差如下:
平衡精度等级允许偏差
G2。5~G16 ±15％
G1 ±30%
G0.4 ±50％
3。3 平衡精度的分类:
1973年国际标准化ISO推荐”旋转刚性平衡精度”的判断标准中，
根据eω乘积为一常数,按2.5倍阶比被分为下11等级，见下表1.
表1
注：1、若n用转／分, ω用弧度／秒测定，则ω=2πn／60≈n／10
2、指曲轴驱动件是一个组合件,包括曲轴、飞轮、离合器、皮带轮、减振器和连杆的转动部份等.
3、指活塞速度低于9米／秒为低速柴油机发动机, 活塞速度高于9米／秒为高速柴油机发动机
4、发动机整机转子其重量包括注②所述的曲轴驱动件的全部重量.
3.4在外圆处许用静平衡配重值与平衡精度等级和工作转速度关系式
.
2）其中:m——-—--——许用配重值。g
工件重量。kg
——-—选定的平衡精度等级数值.mm/s
R—---—-工件半径。mm
ω-——————-———工件角速度。弧度/秒ω=n×π/30≈（1/10）n
n—---————-———工件转速。r/min
4. 长辊筒许用不平衡量的确定:
4。1 长辊筒的类别和动，静平衡的选择：
L／D大于20为细长辊筒易产生弯曲变形,是造
辊筒一般是由薄臂管和轴头焊接而成，长辊筒、超长辊筒的工作速度一般较低,在300—400转／分以下。平衡的选择，根据动,静平衡选择的原则，大部份选用静平衡试验。
4.2 长辊筒许用不平衡量的选择：
4.2。1 长辊筒许用不平衡量的选择，可按上述图3和表1进行选取.
例如:6850.11。1—23海绵辊,φD=φ90±0.50；辊面长L=2700；总长3070；静重G=61;工作速度
为60转／分.
根据动，静平衡选择的原则,L／D大于1，但工作速度很低60转／分，故选取静平衡。
根据表1中所述原则,此辊可按“机床及一般机械的转动件,一般电机转子,特殊要求的发动机个别转动件”所同类等级，可选择平衡精度同类等级为G6。3级。再按工作速度60转／分,查对图3，但图3中G。6。3级,最低速度为150转／分，故提高速度等级，按工作速度为150转／分进行查对,查得结果许用偏心量为400μm.
即在重心处允许的偏心力矩为M=0.40×G=0.40×61Kg=24400克。毫米.
按上述实例,即外圆处允许的偏心重为G外圆=（1／1000）×61Kg=61克。与上述查表得出的外圆处允许的偏心重为G外圆=542.22克的数值相比,平衡的精度高出近9倍之多，.
假设此长辊筒为刚性辊，加工后的直线度为0, 则从外圆允许的偏心重为G外圆=61克,转换成重心处允许的偏心距为e=（61克×R）／G=0.045毫米。即此辊在刚性体的条件下,其重心只允许偏移0。045以下,否则超差不合格。按此精度,以工作速度300转／分,反查图3,得出相当于G1级以上的平衡精度.精度非常高.
即在工作速度60转/分和情况下,外圆处为50克时其精度等级相当于G0.22级,比G1级高，比最高级G0.4级还高1倍之多。
而此件长径比L／D=3070／90=34。1,其L／D之比大于30为超长辊筒。加工中弯曲变
5. 设计对平衡在图纸中应注明的数据：
5.1 在图中应给出平衡的类型和许用不平衡力矩的数值. 单位：克。毫米(及公差范围)
或偏心距的数值. 单位：微米50％范围?？
或者给出转子的质量，工作速度及平衡精度等级等数据。(动、静平衡的许用不平衡量值相差一倍。）
5。2 在图中应予留或注明平衡所需的配焊棒、块或去除重量的位置和要求.
5.3 必要时,在图中还应给出平衡机的支承形式和它们配置驱动装置、选择的平衡速校正的平面位置。
5.4 在图中有时还要说明与平衡工作有关的转子的制造和装配程度情况，例如，带不带飞轮、键或
其它类似的零件。
5.5 零件的制造公差，形状公差和装配的配合间隙等，应必须要小于许用不平衡偏心距的值，否则
其平衡无意义.
5。6 选取许用不平衡力矩的精度等级时,必须考虑工件的刚度，结构型式及其变形引起的挠曲而造成的质量偏移.
5.7 对于许用不平衡力矩的精度等级,应根据工件的使用要求，经济合理性的选择确定.避免不必要
的过高的高精度平衡要求.
▲对一般长辊筒类零件, 为了便于平衡配重的按排,建议轴头结构形式改为下形式,仅作参考。见如下示意图：———---此仅作参考.
图中件1轴颈,件2筋板，件3堵盖.先将件1轴颈和件2筋板焊在一起,加工外圆配合尺寸，然后装入辊筒内焊接,此时件3堵盖先不把上或先不焊上，待辊筒半精加工找好平衡后再将件许3堵盖把上或焊上。这样找平衡时，有配焊配重棒，块的空间，腔内切屑易清理,最后焊件3堵盖把上或焊上,这样外表面很美观。但此结构是否可行,但许有待验证。
▲如果辊筒刚性太差,也可将中间筋板貫穿辊面总长，本次日东项目就是采取这种结构的.
6. 长辊筒平衡工艺的按排和注意事项:
6.1 毛坯材料的不平衡因素:
长辊筒一般是由薄臂管或多层复合管和两端轴头焊接而成，薄臂管大多采取20号无缝钢管.
根据国标YB231—70无缝钢管尺寸偏差的规定：
钢管的弯曲度偏差：
臂厚≤15mm—--———————-——-——-—弯曲≤1。5mm／m
臂厚＞15~30—------———----——--弯曲≤3。0 mm／m
臂厚＞30-———-——----—-——-———-—-弯曲≤4。0 mm／m 臂厚均匀度偏差：
外径＜57mm的各种臂厚---————--—臂厚的均匀允差±15%
臂厚3~20—-——-—-—--——--------——臂厚的均匀允差+12.5％~ —15%
臂厚＞20——-—-———-----————---—-—臂厚的均匀允差±12。5％从毛坯材料看出,长辊筒的中的钢管弯曲和臂厚偏差是造成整体辊筒不平衡的重要原因之一，在实践中证明,最大可造成80公斤到100公斤偏重.因此对辊筒中的钢管在工艺中采取加工内孔和外圆以保证同轴或者内孔不加工采取借车或在内孔中预焊配重棒的工艺方法,是减少整体辊筒不平衡量的有效的工艺措施.
建议：
①内孔直径大于φ100,长度小于1200左右的刚性较好的钢管筒体，工艺采取以外圆为基准车
内孔,保证内外圆同轴。（即不管设计要不要求内外圆加不加工，工艺上均采取加工方法）
②内孔直径小于φ100, 长度大于1200以上或者长径比＞12的，直径比较小且细长的筒体，
工艺最好采取推镗内孔，特长件可采取两端对推镗加工内孔，以尽量减少偏重。
③长径比＞12的，内孔直径在φ150以上的厚皮长筒体，工艺采取借车外圆或在内孔毛坯
面处焊配重棒进行初步予平衡.其工艺措施、有关规定和借车偏心距e公式参见下条内容。
④借车修偏法:
a) 长辊筒借车近似公式:
e=80000（G外圆／D×L工件）-—-—-——-—-——---- mm
其中：e-------——-中心偏心距mm
G外圆--—--平衡机在外圆处得出的借偏重量值kg
D-—-—-——-——工件车前的直径mm
L工件-——---借车偏工件的长度mm
b) 长辊筒借车移位的规定和方法：
长辊筒类工件平衡采取借车方法时,均按动平衡机做出的轻点标记反180度方向位移e值进行借车加工, 注意工件中心的位移量为e值，用千分表旋转测量跳动值为2 e。静平衡偏重值结果是指外圆面处的偏重量值G外圆.
⑤焊配重修偏法: 见下图示
带轴颈辊筒的配重棒修配法简图焊前辊筒的筒体配重棒修配法简图
a) 长辊筒体工件平衡采取焊配重棒方法时，均按轻点标记的同方向中部相应r 配焊
部位进行配焊加工。动平衡结果要求给出在需要进行焊接配重棒r处重心点的偏重量值
G。此中心点由动平衡机操作者根据工艺要求控制，并做出具体位置和重量值的标记.
b）焊配重棒的长度，根据具体情况，最长应不超过300~400左右.要求可两端分配焊接,
C)配重棒的焊缝必须牢固,其焊缝长度应不小于配重棒的1／3.
⑥去重修偏法。
在设计允许的部位，采取钻孔、铣削、刨削、偏心车削、打磨、抛光、激光熔化金属等去除金属的方法消除不平衡.但注意对细长轴，刚性极差的零件，要考虑到去除金属后应力施放后的变形引起的二次不平衡。(例如大键槽铣后均发生变形) (设计必须注明键槽铣出还是不铣出时作平衡的明确要求，如果按装长键的话应在末铣键槽前作平衡试验，如果是空槽则要求设计必须给出对称铣削槽口的位置以达到平衡的目的）
⑦机械固定配重块修偏法.
在设计允许的部位，采取将配重块用螺钉,卡子等紧固方法固定配重块消除不平衡。这种方法避免了因焊接配重块而产生变形引起的二次不平衡.
例如6850海绵辊采取在两端轴颈按装偏心套方法，
⑧对于复合型辊筒（如加热辊，冷却辊等)必须从里向外，逐层采取减小或消除不平衡的预先
平衡工艺措施,以保证最后整体不平衡量最小的工艺要求。
6。2 轴头焊接与配重棒焊接的不平衡因素：
6.2。1轴头焊接偏心不平衡:
轴头组对焊接时,因组对时按装的偏差，焊接时焊接应力的变形,使轴头的轴心发生位移，特别是长度较长轴头，这种偏移量有时很大。因此工艺上要求必须以筒体外圆为基准修正中心孔，然后车圆轴头各部,以保持整体辊筒剩余不平量最少。为了具有足够的修整量,设计对轴头必须留出一定的加工余量.轴头与辊筒的配合公差要合理选择，保证定位精度，另外要严格规范焊接工艺，采取对称点焊接，保证对中性.
6。2。2焊配重棒变形的不平衡:
①辊筒整体平衡时,采取钻孔插入配焊棒焊接,特别是较长的轴头,焊后均产生整体辊筒中
心的偏移,造成新的不平衡。见下图所示。。
工艺上为减小或消除焊接引起的轴颈中心的偏移,应采取以下措施:
a）采取氩弧焊接和严格的焊接规范，来控制和减少焊接的变形量.使变形控制在允许的
范围内。
b）对于轴颈较长,直径较细。（建议长度大于300，直径小于φ50的）,建议工艺采取顶
两端中心孔,检查大外圆同轴度,其振摆值大于0.03—0。05的，建议应增加以大外圆为
基准车修两端中心孔的工序,然后再磨加工.因此要求两端轴颈必须留有足够的预留磨
量。
②见上图,轴端结构有单法兰和双法兰型式,焊配重棒是采取钻孔后插入焊牢一端,成为单
支点悬臂梁型式,特别是对轴颈为单法兰结构时,其焊接棒插入的方向、角度、长度及焊
接引起的变形，均影响着焊接棒的准确位置，从而引起新的不平衡.
工艺上为减小或消除焊接引起的轴颈中心的偏移，应采取以下措施：
a）焊接棒的长度不得太长，这种单支点悬臂梁的型式,因旋转时产生的离心力，在其一端会产生较大的振动,出现严重的与辊筒的撞击响声，严重时会脱落。尤其是轴端为单法
兰结构时,这种情况时有发生.为此工艺上规定焊接棒的长度不得大于此300，双法兰结构时
不得大于400。
b）焊接棒的型式，建议改为如下定位台阶式，见下图:
焊接棒插入焊接时
(Ⅰ)要求紧贴筒辊
内臂面。
(Ⅱ) 焊接棒轴端加焊
一个定位的台阶环，如
图中所示，保证焊接棒
位置准确,牢固.防止焊
接棒脱落。
③对直径较大的长辊筒零件,一般采取在辊筒内臂端面上配焊扇形块，.因此要求设计在辊
筒端内臂上预留出配焊扇形块的空间位置,其尺寸必须有足够大,。一般L尺寸为25-30
或更大一些为好。焊接时采取氩弧焊焊接,仅量减少变形.见下图：
上图为在内臂端面上配焊扇形块的示意图。
④对直径较小,长度较长的长辊筒零件，也可采取在辊筒两端轴颈根部处把上配心套解
决平衡偏重，这样避免了配焊配重棒空间太小和焊接产生的变形缺点。因此要求设计在辊筒端轴颈根部予留出可紧固偏心套的空间位置，并且不影响其组装后运转结构的设计要求，在辊筒端轴颈根部配把紧固偏心套的示意图，见图
6．3普通长辊筒平衡加工的典型工艺:
—-祥见《筒体典型加工工艺》; 《辊筒典型加工工艺》过程卡片。(注:只作参考，不同的零件，不同的设计要求，其具体的工艺有所不同.）
7。H50UBS型硬支承平衡机筒介：
7.1 产品用途及特点:
在机械制造诣业中,高精度和高转速的采用。必须以良好的平衡为先决条件.当由不同的因素引起的离心力和离心力矩,出现在不平衡的旋转部件中时,往往会导致轴承负荷的增加，磨损加剧、振动和噪音的形成,缩短机器的使用寿命。严重的还可能引起旋转轴及其上安装部件疲劳缺口的生成,进而引起断裂,危及人身安全,因此,为有效地控制和消除上述的有害因素，对旋转体进行动平衡校正，已成为加工制造业中必不可少的工艺措施之一.
硬支承平衡机是目前使用较为广泛的通用平衡机，它具有效率高、操作简便、显示直观、测量迅速、稳定性好等特点.在使用中，只需将各种类别、形状各异的待平衡工件转子的几何尺寸,支承形式及其参数,校正半径等数据输入电测系统，即可在一次启动运转后，准确地显示出受检转子剩余不平衡量的量值和相位,对于单件或批量转子的平衡都十分方便，不失为一种比较先进的动、静平衡校验和检验设备.
7.2 主要参数和性能指标:
7.2.1 工件最大质量-—-———-—-—-—-—----——-——-——-—————--————----—-——------—-—-—-—————-—--—--———-— 7500kg
7.2.2 工件最大直径————--—-—--—---——--—--—--——---——-————--—----———-——-—-———---———-—————---—φ2100mm
7。2。3 工件的支承轴颈范围
滚轮架1--——-—-—-—-----——-—-——--—-—--—-————--—----—--—---—φ25—φ180 mm
滚轮架2—-——--———-—---—-——---——--———--————-——-—-----——-——φ180-φ380 mm
7.2.4 万向节传动轴连接法兰至右支架中心间最大距离
-—--—--——-—---——————-—-—--—10000 mm
7.2.5 万向节传动时两支承架中心最小距离
圈带传动时两支承架中心最小距离
——-—-——--——————---—-———---—-—---—-—-—————325 mm
圈带传动处直径范围
—-—————----——----—--——-———----——————-----——-----——-—-—-———
—405 mm
7.2.6 平衡转速
万向节传动—--———-—--—----—-——----—-——-——--—-—-230／390／685／1090／
1680 r／min
圈带传动（拖动工件直径φ=100 mm时)-—----——-——— 1120／2160／2280 r／min 7。2。7 配用万向节传动轴的额定扭距-—-—--—-—----———--—-—---—-——-----——---———-——-—--—--—250N.m
700N.m
7.2。8 电动机功率
万向节传动—————-—--————-————-—--—————-—-—-—-—-————--——--—-————
——-——----—-————-——15kW
圈带传动——--——-——---—-——————-—--—-—---—————--—---——-—--—-—-——-—-——--——-—-—-—-————--—7。5kW
7.2.9 电测箱最大示值灵敏度（平衡恩速＞820 r／min）--—-—-—-—————------—-—-----—-—10
g. mm
7.2.10 动挠度测量范围
----———--————--——--——-———-----——-—-----————-————-—————--———-—————-—0～0.5 mm
最小可达剩余不平衡度
e mar——-———-—-—--——-—--—----—————-—-———-——-—-—--——≤0。5 g. Mm／
kg
7.2.11 不平衡量减少率
URR-————---—-———-————---—---—-——--—-———-———----———-—————-——-—-—-——-—-≥95 ％
7.2.12 平衡转速选择
平衡转速的选择,受平衡机传动系统拖动功率、被校验转子质量、支承架承载能力以及系统测量精度相对误差的限制.因此,所选择的平衡转速应同时满足：
Gn2≤910×106Kg／min2
GD2n2≤355×106 Kg。m2／min2 (万向节传动)
GD2n2≤150×106 Kg.m2／min2（圈带传动）
式中：G--—---——-—---工件转子重量。kg
D—--—-——---—-工件转子外径.。m
n-———-—---——-平衡转速度。r／min
转速的选择，请参阅有关设备卡片Gn2和GD2n2限制值图表.
7.3 硬支承平衡机工作机理和功能：
7.3.1 硬支承平衡机的转速选择必须满足:转子平衡转速的角频率ω与平衡机振动系统角频率ω0之
比≤0.3。由于硬支承平衡机支承架刚度较大,转子在旋转时由于平衡量产生的离心力不足以使支承架产生足够的振动位移，故必须通过机械放大机构,将这些微小的振动位移放大约10倍后，通过磁电式速度传感器，将工件作用在支承架上的不平衡量的大小和相位以交变动压力信号，传给电测箱转换成电信号并将计算结果显示在屏幕上.
光电头是利用在工件上人为粘贴的反光标记,监测工件转子的转速频率，并同时传给电测箱转换成电信号，并以此作为转速测量和不平衡量相位判别的依据.
7.3.2 硬支承平衡机检测的不平衡量值与工件质量重心偏移值的关系为:
e = （m×r）／G
式中：e—--——-—--——-—---转子校正平面上的质量重心偏移量值。μm
m ----——--—-—--——转子校正平面上校正半径r处的不平衡量. g
r --———-—----—--转子校正平面上不平衡量所在的半径. mm
G -—--—--——---——转子的质量. kg
上述关系式，通过输入不同校正平面半径r处值，得出该处校正平面上校正半径r点的不平衡量m值，然后进行配重棒或块的焊接，从而达到平衡。
当平衡精度等级eω确定后，按其转子的工作转速,可确定在转子校正平面上校正半径r
100×103
80
63 50
40
31.5 25
20
16
12.5
10×103 8
6.3
5 4 3.15 2.5 2 1.
6 1.25 1×103 800 630 500 400 315
250 200
160
125 100
80 63 50
40 31.5 25 20 16 12.5 10 8 6.3 5 4 3.15 2.5 2 1.6 1.25 1 0.8 0.63 0.5 0.4 0.315 0.25 0.2 0.16 0.125 0.1 0.08 0.063 0.05 0.04
7.3.3 在此硬支承平衡机上，可同时做动平衡和静平衡。动平衡同时显示两个校正平面的不平衡
量值和相位差，而做静平衡时，可将显示两个校正平面的不平衡量值,转换成一个校正平面，即
为静平衡配重试验方法。 对于长辊筒来讲，因工作速度较低,一般只做静平衡即可。而实际长辊筒因配焊空间等原因,工艺上均按排在辊筒两端内壁上同时焊接配焊棒或块.成为两个校正平面的动平衡.这时的平衡要比只做一个校正平面的静平衡的精度要高的多.即静平衡合格，动平衡不一定合格.动平衡合格,则静平衡一定合格. 例如:见下图，一辊筒要求作静平衡，其许用不平衡规定为50克. 而使用本动平衡机如果作动平衡，得出A 截面偏重为190克，B 截面在反1800方向偏重为150克 则必须分别在 A 截面和B 截面处反1800 点, 配焊190克和150克,从而达到平衡。如果只要求作静平衡 ,则此件合并A 处一个截面点时,只为40克 ,完全满足50克的要求，达到静平衡的设计要求,为合格件不必配焊配重棒了. 表3
G2.5
G6.3 G16 G40 G100 G250 G630
40 60 95 150 300 600 950 1500 3000 15000 30000 95000
转速n ( r/min ）
什么是动平衡？什么是静平衡？ 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。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围。 1、定义：转子动平衡和静平衡的区别 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围，为静平衡又称单面平衡。 2）动平衡（Dynamic Balancing ） 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围，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，省时、省力、省费用。 现代，各类机器所使用的平衡方法较多，例如单面平衡(亦称静平衡[1])常使用平衡架，双面平衡(亦称动平衡)使用各类动平衡试验机。静平衡精度太低，平衡效果差；动平衡试验机虽能较好地对转子本身进行平衡，但是对于转子尺寸相差较大时，往往需要不同规格尺寸的动平衡机，而且试验时仍需将转子从机器上拆下来，这样明显是既不经济，也十分费工(如大修后的汽轮机转子)。特别是动平衡机无法消除由于装配或其它随动元件引发的系统振动。使转子在正常安装与运转条件下进行平衡通常称为“现场平衡”。现场平衡不但可以减少拆装转子的劳动量，不再需要动平衡机；同时由于试验的状态与实际工作状态二致，有利于提高测算不平衡量的精度，降低系统振动。国际标准ISOl940一1973(E)“刚体旋转体的平衡精度”中规定，要求平衡精度为G0.4的精密转子，必须使用现场平衡，否则平衡毫无意义。 现代的动平衡技术是在本世纪初随着蒸汽机的出现而发展起来的。随着工业生产的飞速发展，旋转机械逐步向精密化、大型化、高速化方向发展，使机械振动问题越来越突出。机械的剧烈振动对机器本身及其周围环境都会带来一系列危害。虽然产生振动的原因多种多样，但普遍认为“不平衡力”是主要原因。据统计，有50%左右的机械振动是由不平衡力引起的。因此，有必要改变旋转机械运动部分的质量，减小不平衡力，即对转子进行平衡。 造成转子不平衡的因素很多，例如：转子材质的不均匀性，联轴器的不平衡、键槽不对称，转子加工误差，转子在运动过程中产生的腐蚀、磨损及热变形等。这些因素造成的不平衡量一般都是随机的，无法进行计算，需要通过重力试验（静平衡）和旋转试验（动平衡）来测定和校正，使它降低到允许的围。应用最广的平衡方法是工艺平衡法和整机现场动平衡法。作为整机现场动平衡技术的一个重要分支，在线动平衡技术也正处于蓬勃发展之中，很有前途。由于工艺平衡法是起步最早的一种经典动平衡方法。 整机现场动平衡技术是为了解决工艺平衡技术中存在的问题而提出的。 工艺平衡法的测试系统所受干扰小，平衡精度高，效率高，特别适于对生产过程中的旋转机械零件
本文主要介绍回转体动、静平衡相关的知识，主要内容包括机械平衡的概述、刚性转子的平衡原理（图解法）、刚性转子的动静平衡试验及转子平衡机等内容。限于篇幅限制及水平有限，难免有不当之处，如有发现作者将及时修改规范。 机械平衡的概述 机械平衡的目的、分类及方法 1.目的：机械运动时，各运动构件由于制造、装配误差，材质不均等原因造成质量分布不均，质心做变速运动将产生大小及方向呈周期性变化的惯性力。 （1）在构件运动副中引起附加动压力。 （2）加剧运动副磨损，降低机械效率。 （3）降低构件有效承载能力，缩短寿命。 （4）引起机器及基础产生强迫振动，影响机械工作质量。 （5）当震动频率接近系统的共振范围时，将会波及到周围的设备及厂房建筑。 对于高速、重型和精密机械，惯性力的不良影响更为严重。为了完全或部分消除这些不良影响，需设法减少或消除惯性力，这就是机械的平衡问题，也是机械平衡的目的所在。 2.分类： 1).转子平衡 转子平衡问题：绕固定轴线回转的构件的惯性力和惯性力矩的平衡问题。 刚性转子的平衡问题：转子转速低于一阶临界转速，挠曲线变形忽略 挠性转子的平衡问题：转子转速高于一阶临界转速，其旋转轴线的挠曲线的变形不能忽略。 2)．机构平衡 机构的平衡问题：对整个机构而言，所有构件的惯性力和惯性力矩，可以合成为通过机构总重心的总惯性力和总惯性力矩。它们可被部分或完全地平衡。有关它们的平衡问题即为机构的平衡问题。 机构的平衡：为了减小或消除机构中各构件的惯性力和惯性力矩所引起的振动、附加动压力和减小输入转矩波动而采用的改善质量分布、附加机构等的措施，称为机构的平衡，如内燃机曲柄连杆机构等的平衡。 3.研究机械平衡的方法 计算法： 图解法与解析法。图解法简单方便；解析法计算结果准确，它们皆用在各不平衡质量大小及质心位臵已知的情况下。 试验法则适用于各平衡质量大小及质心位臵未知的情况下或虽经计算法加平衡配重平衡，但实际由于材质不均匀、安装制造误差等原因，往往仍达不到预期的要求时，可用试验法平衡之。 转子平衡的分类 1.概念：由于转子结构不对称、材质不均匀、制造和安装误差等原因，均会引起偏心(质心偏离形心)。由于偏心将导致转子运转时产生离心惯性力，从而使转子处于不平衡状态。在转子上加减配重，以改善转子的质量分布，从而保证转子在运转时，由不平衡而引起的振动或振动力减小到允许范围内的措施称为转子平衡。 2.分类：根据转子不平衡质量的分布情况，转子的平衡可分为静平衡和动平衡。 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
动平衡与静平衡
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什么是动平衡？什么是静平衡? 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。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。 1、定义：转子动平衡和静平衡的区别 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(Ｄｙｎamic Ｂaｌａncing ）?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，省时、省力、省费用。?现代,各类机器所使用的平衡方法较多,例如单面平衡(亦称静平衡［1])常使用平衡架,双面平衡(亦称动平衡）使用各类动平衡试验机。静平衡精度太低,平衡效
泵动平衡和静平衡 选择原则、因素和依据、条件、规定、试验与平衡方法 一、静平衡：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。 二、动平衡：动平衡在转子两个或者两个以上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，为动平衡又称双面或者多面平衡。 三、转子平衡的选择原则： 1、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。 3、原因很简单，静平衡要比动平衡容易做，省功、省力、省费用。 四、转子平衡的选择确定因素和依据： 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、转子的工作转速关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610、GB9239和ISO1940等。 3、转子做静平衡的条件在GB9239平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为：
⑴、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。 ⑵、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。 ⑶、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。 五、转子只做单面（静）平衡的条件主要有三个方面： 1、一个是转子几何形状为盘状； 2、一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大； 3、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： ⑴、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。 ⑵、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。 ⑶、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
刚性转子现场动平衡理论分析及实验 研究共3篇 刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究1 刚性转子现场动平衡理论分析及实验研究 摘要：本文研究了刚性转子的现场动平衡问题，通过理论计算和实验测试，得出了刚性转子的动平衡误差和逆时针旋转角速度的相关性，并且对影响动平衡误差的因素进行了分析。研究表明，在转子控制精度要求较高的情况下，现场动平衡是可以通过逆时针旋转角速度的调节来实现的。 关键词：刚性转子、现场动平衡、逆时针旋转角速度、动平衡误差 一、引言 在工业生产中，许多机械设备都需要使用到旋转机件，如机床、压缩机、风机等。然而，旋转机件在运转过程中往往会受到各种因素的影响，如松动、变形、腐蚀等，这些因素会导致机件的动态平衡失衡，产生较大的振动和噪音，影响机械设备的正常运转，甚至会引起设备的严重故障。因此，动平衡技术的应用就显得非常重要。 动平衡技术是一种通过调整测量到的不平衡量来使旋转机件处于动态平衡状态的技术，它可以有效地降低机器振动和噪音，
提高机器的运转稳定性和寿命。本文针对刚性转子进行现场动平衡理论分析及实验研究，并探讨影响动平衡误差的因素，以期为实际生产提供参考。 二、理论分析 1、刚性转子的动平衡误差 在刚性转子动平衡过程中，所谓的不平衡量指的是失衡部件引起的质心偏离转子轴线所造成的不平衡力矩。假设转子为刚性转子，其质量分布均匀，不考虑非刚性因素的影响时，动平衡误差与不平衡量间的关系可以用如下公式表示： $$\Delta m=\frac{e}{\omega ^{2}r}$$ 其中，$\Delta m$表示动平衡误差；$e$表示转子上不平衡量的投影长度；$\omega$表示逆时针旋转角速度；$r$表示转子半径。 从上述公式可以看出，动平衡误差与逆时针旋转角速度的平方成反比，与转子半径成正比。因此，在进行动平衡时，应该重点调整逆时针旋转角速度，同时需要考虑转子半径对动平衡误差的影响。 2、逆时针旋转角速度的调节 逆时针旋转角速度的调节是现场动平衡的关键，其目的在于通
动平衡和静平衡 一. 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，称为静平衡又称单面平衡。 二. 动平衡在转子两个或者两个以上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，称为动平衡又称双面或者多面平衡。 三、转子平衡的选择与确定如何选择转子的平衡方式 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，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.转子的工作转速关转子平衡技术要求的技术标准，如GB3215、API610、GB9239和ISO1940等。 3.转子做静平衡的条件在GB9239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。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： （1）一个是转子几何形状为盘状； （2）一个是转子在平衡机上做平衡时的支撑间距要大； （3）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），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
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：只要充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 要比动平衡简单做，动平衡要比静动平衡简单做，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GB923988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充足大并且旋转时盘状部位的轴向跳动很小， 从而可疏忽偶不平衡（动平衡），这时可用一个校正面校正不平衡即单 面（静）平衡，对实在转子必需验证这些条件是否充足。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，则采纳单面（静）平衡就充足了？quot；从这个定义中不难看出转子只做单面（静）平衡的条件重要有三个方面：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 重要用转子的直径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，但不能肯定化，由于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 无实在的参数规定，但与转子校正面间距b之比值≥5以上均视为支撑间距充足大。 3）转子的轴向跳动 重要指转子旋转时校正面的端面跳动，由于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。 依据上述转子做单面（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。但是假如要求做动平衡时，必需要保证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，假如D/b≥6只做静平衡即可。但平衡后的剩余不平衡量要等于或小于许用不
实验五 刚性转子的静平衡动平衡实验 一、实验目的 1. 加深对转子静、动平衡概念的理解。 2. 掌握刚性转子静、动平衡试验的原理及根本方法。 二、实验设备 1 导轨式静平衡架或圆盘形静平衡架； 2．J10mm 5.2a 1 3 11331-=-==Z Z n n i 1 3n n -=1 3 11331-=-=--= Z Z n n n n i H H H 1 32n n n H -=⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑0 M F ⎪⎩⎪⎨ ⎧==∑∑0 B A M M mr F 2ω=rcos φ·L 的作用下，使摆架产生周期性的上下振动 摆 架振幅大小的惯性力矩为 222222cos ϕωl r m M = 要使摆架不振动必须要平衡力矩M 2。在试件上选择圆盘作为平衡平面，加 平衡质量 m ∑=0 A M 2=+p M M 0 cos cos 222222=+p p p p l r m l r m ϕωϕω0 cos cos 2222=+p p p p l r m l r m ϕϕ⎩ ⎨⎧ +=-==)180cos(cos cos 0 2222p p p p p l r m l r m ϕϕϕ〔质量〕和r 〔矢 径〕之积称为质径积，mrL 称为质径矩，ϕ称为相位角。 转子不平衡质量的分布是有很大的随机性，而无法直观判断它的大小和相位。因此很难公式来计算平衡量，但可用实验的方法来解决， 图静平衡架
其方法如下： 选补偿盘作为平衡平面，补偿盘的转速与试件的转速大小相等但转向相反，这时的平衡条件也 可按上述方法来求得。在补偿盘上加一个质量'p m 〔图〕，那么产生离心惯性力对轴的力矩 ' '''='p p p p p l r m M ϕωcos 2 根据力系平衡公式〔3〕 ∑=0A M 02=' +p M M 0cos cos 2222=' '''+p p p p l r m l r m ϕϕ 要使上式成立必须有 ⎪⎩⎪ ⎨⎧'-='-='''=)180cos( cos cos 0 2222p p p p p l r m l r m ϕϕϕ 〔7〕 此时摆架就不振动了，百分表的摆动范围为零。 摆架平衡不等于试件平衡，还必须把补偿盘上的平衡质量转换到试件的平衡面上，选试件圆盘2为待平衡面，根据平衡条件 图
常用的平衡试验分类、基本原理、优缺点及其应用 平衡试验是物理学与力学中的一个重要分支，用于测量和评估物体的质量和重心位置。它广泛应用于机械工程、制造和设计中，以确保安全和可靠性。常用的平衡试验分类包括 静平衡试验和动平衡试验，基本原理涉及力、力臂、杠杆、转子等，优缺点取决于具体应 用场景。 一、静平衡试验 静平衡试验是指测试物体是否处于静止状态下的试验方法。通常情况下，测试物体必 须位于平衡位置上方（即所谓的重心），以确保它在任何施加的偏移力作用下都不会移动。静平衡试验的基本原理是基于扭矩平衡和角动量守恒原理的。 静平衡试验可分为以下几种： 1. 杠杆平衡试验 杠杆平衡试验是通过杠杆原理测量物体的重心位置。它需要一个基础板和一组支架， 支架可以移动，以便进行精确的调整。测试物体通过一个弯曲杆架与支架相连，可以测量 到支架的运动，从而确定物体的重心位置。这种平衡试验适用于大型机械和建筑结构。 2. 斜板平衡试验 斜板平衡试验是通过将测试物体放置在斜板上，测量物体在斜板上的位置和角度，来 判断物体是否处于平衡状态。当物体处于重心位置时，它不会滑落，当物体偏离重心时， 斜板会使物体下滑。这种平衡试验适用于小型物体，如塑料零件、模具等。 3. 悬挂平衡试验 悬挂平衡试验是通过悬挂物体，利用重力和摩擦力，确定物体的重心位置。测试物体 通过一个细绳系到悬挂点，使物体不断振动，直到它停止运动时，物体就处于平衡状态， 并且可以测量出物体的重心位置。这种试验适用于各种尺寸的物体。 静平衡试验的优点是能够测量物体重心位置和静态特征，它的应用范围广泛，包括机 械工程、航空航天、建筑结构等领域。静平衡试验的缺点是只能测量物体静态平衡，而且 对悬挂或支架的要求较高，适用范围受到限制。 二、动平衡试验 动平衡试验是通过旋转测试物体，并测量振动的大小和方向，确定物体的平衡状态。 它适用于旋转部件和动力机械的平衡试验。动平衡试验的基本原理是通过替代方法或漂移 方法调整物体的重心位置，使物体达到静态平衡状态，从而达到动态平衡。
㈠关于刚性转子静平衡和动平衡的问题 1、转子静不平衡：指质心不在回转轴线上轴向尺寸较小的盘状转子（D/b>6），在转动时其偏心质量就会产生离心惯性力，从而在运动副中引起附加动压力的不平衡现象.转子静平衡：转子-个校止血上进行校正平衡，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，为静平衡乂称单面平衡。 刚性转子动不平衡「对于（D/bV6）的转子，其质量不能再视为分布在同一平面内，即使质心在回转轴线上，由于各惯性力不在同一回转平面内，所形成惯性力偶仍使转子处于不平衡状V、O 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，为动平衡乂称双面平衡。 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。 在GB9239-88平衡标准中，对刚性转子做静平衡的条件定义为：如果盘状转子的支承间距足够大并且旋转时状部分的轴向跳动相当小，这时可用一个校正平面校正平衡即单（静）平衡。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。（很显然实际D/bv6不满足转子儿何形状）。在GB3215-82离心泵通用技术条件中，对动平衡作如下规定；在下列任一条件下运转的产品的转子应做动平衡试验。A）转速n> 18001pm，流量Q>55n?/li,叶轮直径D> 150mm泵，对静平衡没有做具体的规定。 在API规定如果零件的D/B值等于或大于6-,平衡可以是单个平面. 可以理解为如果小于6,必需要做动平衡。 综合上述3#泵转子D/B值远远小于6必须要做动平衡。 3动平衡的作用：减小噪声，减小振动，提高支承部件的寿命。 4没有经过动平衡的转子有可能引起危害。 ⑴只经过静平衡的转子旋转时无法消除由不平衡离心力与校正量离心力不在同一平面或同一体上
静平衡与动平衡 1. 质量中心（质点定义） 此点周围的静态质量力矩为零。 可用下列关系表示： m r i i ∑=0 式中，i m --各部分质量，i r --每部分质量与质点之间的距离矢量。 计算实例： 我们可看出：1132575gr mm m r ==⋅⋅⨯ 2217575 gr mm m r ==⋅⋅⨯ 2. 惯性轴（定义） 围绕其周围质量力矩之和为零的一条直线。 根据定义可得出如下公式： m r i i ∑=0 式中，i m --各部分质量，i r --各部分质量与惯性轴的垂直距离。 从惯性轴的定义可得出惯性轴与不平衡量的如下关系：如果一物体的惯性轴与旋转轴是重叠在一起，则此物体的不平衡量为零。也就是说当一物体的质量平均分布在旋转轴也就是惯性轴的周围，则此物体处于平衡状态。 3. 不平衡量的定义 质量在旋转轴周围分布不均。 当一个旋转件的质量没有均匀的分布在旋转轴周围，就产生了不平衡量。从这个定义可清楚看出没有确定旋转轴，不平衡量就无从谈起。此旋转轴只是质量均匀分布在其周围的假设中的一根轴。
如下图所示： 平衡位置 不平衡位置 每个转子可分成很多不同的部分（垂直旋转轴的方向），每个部分有自己单独的不平衡量，我们将局部不平衡量（每个部分的）的表达式定义如下： j j i r m U ⋅=∑ 式中，i U --i 部分的不平衡量（用垂直旋转轴方向的矢量来表示），j m --I 部分每个足够小的块的质量，j r --每小块与旋转轴之间的距离，符号∑表示矢量的叠加。 从每部分的不平衡量的定义可清楚看出不平衡量是静态质量根据与旋转轴之间的距离计算出来的力矩。 总不平衡量是局部不平衡量之和，可用下述数学公式表示： {}i t U U = 旋转体的不平衡量可看作是垂直旋转轴各自平行截面的不平衡量的矢量之和。 旋转轴 旋转轴
C=(G 式中：G 转子的重量（公斤） 转子的重心对旋转轴线的偏心量（毫米） 转子的转速（转/分） 转子的角速度（弧度/秒） g —— 重力加速度9800（毫米/秒2 ） 由上式可知，当重型或高转速的转子，即使具有很小的偏心量，也会引起非常大的不平衡的离心力 ， .所以零件在加工和装配时，转子必须进行平衡. 所示.当转子旋转时，将产生不平衡的离心力. ，且相交于转子的重心上，即 转子重心在旋转轴线上，如图1b 所示.这时转子虽处于平衡状态，但转子旋转时将产生一不平衡力 矩. 静动不平衡—一大多数情况下 ，转子既存在静不平衡，又存在动不平衡，这种情况称静动不平衡.即转 子的主惯性轴与旋转轴线既不重合，又不平行，而相交于转子旋转轴线中非重心的任何一点 ，如图 1c 所示.当转子旋转时，将产生一个不平衡的离心力和一个力矩 . 1.2.4 转子静不平衡只须在一个平面上 （即校正平面）安放一个平衡重量，就可以使转子达到平衡 ， 故 又称单面平衡.平面的重量的数值和位置 ，在转子静力状态下确定，即将转子的轴颈放置在水平 转子动不平衡及静动不平衡必须在垂直于旋转轴的二个平面 （即校正平面）内各加一个平衡重量，使 转子达到平衡.平面的重量的数值和位置，必须在转子旋转情况下确定，这种方法叫动平衡.因需两个 平面作平衡校正，故又称双面平衡 刚性转子只须作低速动平衡试验，其平衡转速一般选用第一临界转速的 1/3以下。 转子不平衡产生的原因： 设计与制图的误差 . 材料的缺陷I . 加工与装配的误差. 转子不平衡产生的不良效应： 会对轴承、支架、基体产生作用力 . 引起振动. 但不平衡与质量分布，机架的刚度有关，所以转子不平衡不一定就会产生振动 不平衡影响大于力矩不平衡的影响 . 般的说来，静 刚性转动零件的静平衡与动平衡试验的概述 1.基本概念: 不平衡离心力基本公式： 具有一定转速的刚性转动件 （或称转子），由于材料组织不均匀、加工外形的误差、装配误差以及 （如键槽）等原因，使通过转子重心的主惯性轴与旋转轴线不相重合 ，因而旋转时，转 ，其值由下式计算： 结构形状局部不对称 子产生不平衡离心力