转子动平衡讲解

作者：来源：发布时间：2016-06-19

为什么要做动平衡

　　由于转子在制造加工过程中及组装过程中，最后装配完毕的转子总是不能做到动力上的完全轴对称(称为轴偏心)，因此也就存在一定的不平衡量。这种不平衡量通常称之为原始不平衡量。

　　造成转子具有原始不平衡量的原因多种多样，但是如果转子存在不平衡量，当转子旋转时，转子的不平衡量将产生一个离心力。该离心力随着转速升高逐渐变大。离心力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。

　　动不平衡是最普遍的不平衡现象。它是静不平衡和偶不平衡的组合。

　　不平衡的转子经过动平衡校正后，不仅消除了偶不平衡，同时也消除了静不平衡，这时转子的中心惯性主轴和转动轴线也就完全一致，使转子达到平衡。但理想是丰满的现实是骨感的，想要把一个不平衡的转子平衡到不平衡量为零，是不可能的。因为受到动平衡设备的精度和转子局限性的影响。因此，就有了平衡精度的概念，即在现有的条件下，我们能达到的最合理的一个数值量级，这样即满足了生产生活的要求，又满足了经济性的要求。

什么情况下要动平衡校验

　　在上一期的文章中，我们给出了在泵中何种情况下需要做动平衡，那个可以作为最终的结果使用，因为那个结论是实践的产生物。

　　在理论上规定，实际工作中对于转子上任一配件，或者经过检修没有更换配件的转子也需动平衡校验。

　　在组装过程中，各配件之间产生的间隙都符合安装标准但对整个转子件，它的累计误差有可能超过该转子的动平衡精度。特别是对一些装有轴承底套的转子件，更应该在总装前经动平衡校验。

对动平衡机的精度要求

　　最小可达剩余不平衡量是平衡机平衡转子时所能达到的最小剩余不平衡量，是衡量平衡机最高平衡能力的性能指标。

　　硬支承平衡机可直接用校正面上的最小剩余不平衡量表示，单位为(克/毫米)，有些也使用克/厘米。

　　最小可达剩余不平衡量受平衡机的型式、测量方式、传动方式、轴承形式及校正面的平面分离比和平衡机的灵敏度等等因素的影响。

　　要使转子的平衡精度很高(即剩余的不平衡量很小)，就要尽量排除影响不平衡精度的因素。这些影响因素中平衡机的传动方式和传动件的不平衡影响最大。转子的轴颈精度也都应受到严格的限制，还有装有叶轮的转子件，重心不在转子中心的转子，装有轴承底套和密封使用盘根的转子。

平衡工艺与方法

　　不平衡的转子经过测量其不平衡量，并加以校正以消除其不平衡，这就是转子平衡的工艺过程，也称平衡试验。它是转子机械加工中的重要工序。

校正面的选择

　　消除转子的不平衡，使其处于平衡状态的操作叫做平衡校正。平衡校正是在垂直转子轴线的平面上进行的，该平面称为校正平面。只需要在一个校正面内校正平衡的方式称为单面平衡或静平衡，必须在两个或多个校正平面内进行校正的方式称为双面平衡或多面平衡或称动平衡。

　　对于初始不平衡量很大，旋转时振动过大的转子，在动平衡校验之前要先进行单面平衡，以消除静不平衡。有时由于校正面位置选择不当(即重心不在选择的校正面内)，校正静平衡后反而会使偶不平衡增大。因此，校正面最好是选择在重心所在平面内进行，以减少偶不平衡。若重心所在平面不允许去重时，一般应在位于重心所在平面两侧的两个平面上进行。

　　对于刚性转子，一般具有静不平衡与偶不平衡。要达到平衡，可在任意选择的与轴线相垂直的两个校正平面内校正其不平衡，即所谓双面平衡。校正方法一般采用加重(如配平衡块)或去重(如打孔)方式进行。校正平面的位置一般由转子的结构决定。

　　为减少在平衡操作中所花费的时间和劳力，应设法减少校正量，为此在可能的条件下，尽可能的增加两校正面的距离和校正半径，以取得好的平衡效果。

校验方法

　　转子的不平衡是因其中心主惯性轴与旋转轴线不重合而产生的，而平衡校正就是改变转子的质量分布，使其中心主惯性轴与旋转轴线相重合从而达到平衡。常用的校正方法有调整校正重量，加重或去重等。

　　加重可采用螺钉连接，铆接，焊接，这种方法能使转子达到更好的平衡效果和更高的平衡精度，而且方便、安全。

　　去重多采用钻孔，磨削，錾削，铣削等方法。对机泵的转子件、叶轮上采用磨削去重，或在联轴节上配重。

　　选用哪一种校正方法，取决于转子结构和工艺要求以及校正面的几何形状等。一般转子在设计时就考虑好加重或去重的位置。

校正误差

　　在平衡过程中，除平衡机的测量误差外，还存在因平衡校正的不准确(包括校正量的大小和位置)而产生的误差，这种误差称为校正误差。可分为校正角度误差、校正幅值误差、校正半径误差和校正平面位置误差等。

　　在实际校正中，上述的四种误差大多数情况是综合出现的，分析时就应该综合考虑。另外，还应考虑初始不平衡量与剩余不平衡量之间的比例，以及平衡机的不平衡减低率的影响。

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