转子的动平衡技术是什么，转子的动平衡技术有哪些

1.如何表达不平衡

平衡是改变不平衡旋转体的质量分布，消除绕旋转轴的离心力，使转子平稳旋转的过程。

图1动平衡测试示意图如上图1所示，有一个总质量为M的圆盘，其重心与旋转中心之间有一段距离（偏心距），产生离心力。原始不平衡度为F。例如，如果在半径为r的位置沿相反方向施加平衡质量m，则产生的离心力将为W。当F=W时，转子达到完美平衡。

在实际平衡测试中，转子不可能达到完美的平衡。那么，动平衡调整后的各种转子的允许残余不平衡量应满足什么条件，或者说，确定平衡精度等级的标准是什么？

统计查找故障的实践经验表明，对于同一类型的转子（即几何形状相似的转子），其允许残余不平衡量e与转速成反比。这种关系可以表示为：

式中，e为转子质心与旋转中心的偏心距（mm），为转子旋转角速度（1/s），G为转子平衡精度，单位为mm/秒。上式中的G是从物理概念上理解的，是转子质心的线速度。当然，转子重心线速度越高，转子振动越大，转子重心线速度越低，转子旋转越平稳。

表1 各种刚性转子的平衡精度等级国际标准化组织制定的《刚性转子的平衡精度》ISO 1940标准以G值划分精度等级，G值范围为0.164000 mm/s共分为11个阶段，每个阶段间隔2.5次。例如：0.160.4mm/s的G值范围记为G 0.4，0.41mm/s的G值范围记为G1。之上。上表显示了各类刚性转子的平衡精度等级，可用于确定转子的允许残余不平衡量。一旦确定了转子的平衡精度等级，即给定了G值，并且已知了运行速度，就可以计算出转子的允许不平衡度e。对于给定质量M的转子，可以计算出允许不平衡量（不平衡力矩）。

2、刚性转子平衡

从转子平衡角度看，工作转子可分为刚性转子和柔性转子两类。

当转子低速运转时（一般认为运转转速小于第一临界转速的0.5倍），转子因离心力而产生的动态偏转变形很小，可以忽略不计。转子可以被认为是一个不变形的“刚体”。 “这样的转子称为刚性转子。

但在高速时（运转转速超过初级临界转速的0.7倍），离心力轴向位置的不平衡，使转子产生较大的偏转变形，增大轴向弯矩，引起轴承振动。而且，这种类型的转子不再被认为是“刚体”，而被称为柔性转子。

大多数刚性转子根据厚度、结构形状和平衡工艺要求的不同，可分为静平衡和动平衡两种方法。静不平衡转子产生的不平衡力位于重心所在的径向平面上，可以通过动平衡或简单的静平衡实验来消除。最简单的静平衡试验方法，是利用转子轴径放置在两条摩擦系数较小的水平导轨上，当转子重部处于最低位置时停止滚动的原理，达到平衡的目的。放置合适的平衡块以防止转子在任何位置自由旋转。滚动法不能直接测量静不平衡量，测量效率较低。另一种形式的静态平衡是利用叶片状支撑、扭转支撑或转子重心相对于弹簧支点的偏心原理产生使机架倾斜的力矩的平衡方法。由于框架被调整回到水平位置，因此可以通过平衡重的运动来确定静态不平衡。静态不平衡校正通常适用于具有以下条件的转子： 转子的形状为薄圆盘，如单级泵的叶轮、风扇叶片、飞轮或皮带轮。该型转子的外径D和长度I满足：D/I5。此时，力偶不平衡量被认为很小，因此实际上只需要进行静平衡测试。 大型减速机等焊接转子，不平衡量极大，快速旋转有危险，因此动平衡前需消除静不平衡。 对于动平衡较困难的转子，如已经成型的磨石，或因转子结构制造限制而无法进行动平衡的转子，需要提前消除静不平衡。静平衡校正面的位置最好通过转子的质心。否则，补偿质量与转子之间的初始不平衡将形成偶不平衡，并在转子旋转时在轴承上产生动态反作用力。旋转。

图2 宽刚性转子的动平衡原理示意图如图2所示。对于宽刚性转子，必须采用动平衡技术来解决不平衡问题。大多数广泛的转子不平衡情况是由两种基本类型的重叠引起的：静态不平衡和偶不平衡。重叠转子中的动态不平衡通常是通过两个任意选择的补偿表面发现的，通常选择靠近每一侧。轴承）并将其替换为等效的不平衡矢量，以校正这两个平面上的合力。图2为刚性转子的两平面平衡原理，在两个不平衡的薄圆盘上，不平衡的离心力为f1和f2，力的方向如图所示。接下来，选择两个曲面A 和B 作为校正平面。从理论力学中，我们知道力可以分解为两个平行的分量。根据简化力定律，若将f1分解为经过A、B两点的平行力P1、N1，可得

f2 根据简化力定律，若将f2分解为经过A、B两点的平行力P2、N2，可得

A 面上的分力P1 和P2 合成为力r1，B 面上的分力N1 和N2 合成为力r2。由于r1 和r2 对应于刚性转子中的f1 和f2，因此向r1 和r2 上的作用点添加相等且相反的力将使转子保持平衡。根据该方法，即使是不平衡的刚性转子，也可以通过校正垂直于转子轴线的两个平面来平衡，这就是刚性转子的双面平衡原理。普通低速动平衡机是根据双面平衡原理进行平衡的。使用推荐的天平精度等级时，请注意以下情况： 旋转体为静不平衡时，容许不平衡量为表中计算出的值。 对于动不平衡旋转体，由表中计算出许用偏心距e，由mr=Me计算出许用不平衡重量直径乘积，并将其分配到两个平衡基面上。一般情况下，将其一分为二，作为两个平衡基面的许用不平衡重量直径乘积即可。如果两个平衡基面关于零件重心不对称（见图3），则两个平衡基面上的允许不平衡重量-直径乘积可由下式确定：

式中，a、b分别为平衡基准面1、1到零件重心的距离。

图3 两个平衡基准面关于零件的重心不对称。平衡重直径产品

3.灵活的转子平衡调节

由于柔性转子的运行速度超过转子的初级临界速度，弯曲变形引起的转子重心偏转增大了离心力的影响，弯曲变形随着转子的变化而变化。因此，其平衡原理与刚性转子不同。

当柔性转子由于不平衡力而振动时，它在不同的速度下会具有不同的形状。无阻尼转子轴承装置的各阶振动形状基本上是绕转子轴线旋转的平面曲线，但在阻尼转子轴承装置的情况下，振动形状曲线是绕转子轴线旋转的空间曲线。马苏。恒定时，空间曲线的形状不发生变化，动态挠度曲线也会随着转速的变化而变化。

柔性转子要达到理想的平衡状态，必须平衡转子的各个振动模态，即不同振动模态下轴或轴承座上的动载荷为零；并保证动挠度。转子本身的变形也为零。

另外，高速时调节转子平衡时的校正量要求不扰乱低速时转子的刚体平衡或低阶模平衡。