动平衡的概念和必要性
颜体楷书-
动平衡的概念和必要性
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。
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
)
常使
用平衡架，双面平衡
(
亦称动平衡
)
使用各类动平衡机。静平衡精度太低，平衡时
间长；
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.
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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透平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
< br>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
低到允许的范围内。
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作单体平衡，
目前在动平衡领域中发挥
着相当重要的作
用，汽轮机、航空发动机普遍采用这种平衡方法。但是，工艺平衡法仍存
在以下
问题：
(1)
平衡时的转速和工作转速不一致，造成平衡精度下降。例如：
有不
少转子属于二阶临界转速的扰性转子，
由于平衡机本身转速
有限，
这些转子若采
用工艺平衡，则无法有效的防止转子在高速
下发生变
形而造成的不平衡。