动平衡分析
动平衡分析
设备动平衡不良或故障通常是指旋转机械的转子部件质量相对于旋转轴的轴心发生偏心时所引起异常振动。现场动平衡就是指在不拆除设备的情况下，直接进行转子部件的动平衡校正(一般需要专用仪器)。在讲述如何动平衡前，首先让我们认识、了解动平衡不良表现出来的特征及动平衡不良对设备的影响：
一、动平衡异常对设备产生的不良影响：
1. 降低设备的预期使用寿命，特别表现在轴承的早期损坏；
2. 缩短设备的保养周期；
3. 增加设备维护成本；
4. 影响产品质量；
5. 恶化工作环境等。
以下公式可用来计算振动对球轴承理论寿命的影响：
H={C/（L+2.6674*10~6MVF）}*（16667/RPM）
其中：H=球轴承寿命（小时）
C=轴承静负载（牛顿）
L=轴承工作负载（牛顿）
M=相对振动部件的重量（千克力）
V=测量的振动值（毫米/秒）
F=振动发生的频率（转/分钟）
例如：
轴承静负载=5,000牛
轴承额定负载=100,000牛
测量部件重=6,000千克力
运行转速=1,800
计算结果：
振动（毫米/秒）
轴承寿命（年）
16
1.14
12
1.47
10
1.94
8
2.63
5
3.70
3
5.44
8.46
二、动平衡不良所表现出的特征及分析时的一些注意事项：
既然动平衡不良对设备有如此严重的影响，在设备存在动平衡不良时，我们就必须对其进行动平衡矫正，但在动平衡矫正前，分析鉴别引起动平衡不良原因是我们进行动平衡矫正的最本质的首要步骤，以下从不平衡的振动特征和一些已经验证过的分析技巧来论述如何鉴别不平衡：
1. 不平衡的振动特征：
不平衡的基本特征直观易懂，当质量分布不均的转子转动时，不平衡量的旋转特性即通过振动特征反映出来；
a. 振动的周期性与工作转速同频，主要振动能量集中于设备的一倍旋转速度；
b. 振动强度程度相对工作转速的变化很敏感；
c. 径向振动幅度最高；
d. 振动的振幅和相位角具有稳定性和可重复性；
e. 振动的相位角在水平和垂直方向相差约900。
2. 不平衡的分析确认：
a. 频谱的一倍转速振幅大且谐波非常小；
b. 重大振幅中不夹带其他峰值；
c. 运用高解析度放大或用时间同步平均方法证实精确的一倍转速特征；
d. 一倍转速频率的振幅在水平和垂直方向没有巨大差异，除非在结构上存在不对称的钢性特征；
e. 轴向一倍频的振动强度小于径向
f. 每个转动周期产生一次对称波形，不存在削顶或顶端间断；
g. 相位分析中，同一轴承座水平与垂直相差约90度；
3.导致设备不平衡的主要因素（可矫正）有：
1．加工公差与安装公差不正确；
2．制造误差（转动部件偏心等）；
3．材质不均（铸件存在空洞等）；
4．部件缺损（转动部件腐蚀或磨损等）；
5．存在热变形或机械变形等；
6．转动部件弯曲；
7．异物附着导致质量偏心；
4.不能通过动平衡矫正的其他因素：
1. 设备存在严重松动（包括轴承间隙变大）；
2. 设备在运行速度附近激发共振；
3. 轴破裂；
4. 轴承损坏；
5. 传动部件磨损导致力矩不平衡；
6. 设备存在不对心；
7. 设备安装倾斜（如设备基础沉降，设备安装调整垫损坏等造成）；
小结：引起动平衡不良的因素错综复杂，因此我们在动平衡前必须认真分析导致设备振动异常的真正原因，如果设备存在以上不可矫正原因，我们就必须在动平衡前将这些问题处理好，否则动平衡矫正将不能达到预期效果。
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动平衡分析
动平衡分析 设备动平衡不良或故障通常是指旋转机械的转子部件质量相对于旋转轴的轴心发生偏心时所引起异常振动。现场动平衡就是指在不拆除设备的情况下，直接进行转子部件的动平衡校正(一般需要专用仪器)。在讲述如何动平衡前，首先让我们认识、了解动平衡不良表现出来的特征及动平衡不良对设备的影响： 一、动平衡异常对设备产生的不良影响： 1. 降低设备的预期使用寿命，特别表现在轴承的早期损坏； 2. 缩短设备的保养周期； 3. 增加设备维护成本； 4. 影响产品质量； 5. 恶化工作环境等。 以下公式可用来计算振动对球轴承理论寿命的影响： H={C/（L+2.6674*10~6MVF）}*（16667/RPM） 其中：H=球轴承寿命（小时） C=轴承静负载（牛顿） L=轴承工作负载（牛顿） M=相对振动部件的重量（千克力） V=测量的振动值（毫米/秒） F=振动发生的频率（转/分钟） 例如： 轴承静负载=5,000牛 轴承额定负载=100,000牛
测量部件重=6,000千克力 运行转速=1,800 计算结果： 振动（毫米/秒） 轴承寿命（年） 16 1.14 12 1.47 10 1.94 8 2.63 5 3.70 3 5.44 8.46 二、动平衡不良所表现出的特征及分析时的一些注意事项： 既然动平衡不良对设备有如此严重的影响，在设备存在动平衡不良时，我们就必须对其进行动平衡矫正，但在动平衡矫正前，分析鉴别引起动平衡不良原因是我们进行动平衡矫正的最本质的首要步骤，以下从不平衡的振动特征和一些已经验证过的分析技巧来论述如何鉴别不平衡： 1. 不平衡的振动特征： 不平衡的基本特征直观易懂，当质量分布不均的转子转动时，不平衡量的旋转特性即通过振动特征反映出来；
动平衡机说明书
动平衡机使用说明 图8 说明 1.START 键--开始测量如果代码C13设置1, 合上轮罩测量开始, 〈看10 章改变操作模式〉如果在测量完毕轮罩打开的情况下按动START 键, 而定位制动处于工作状态时,这时车轮罩打开的情况下车轮也可转动, 要确保车轮转动不会被工具或其他类似的物件所妨碍。--车轮最多转动半圈就被制动, 从而左侧校正面的平衡块能够安放在主轴的正上方。 2.STOP- 键 (1)中断测量 (2)清除错误代码 (3)如果输入完操作模式后,用STOP键 , 新的状态被自动地删除 ,以前的状态被重新建立
图 9 键盘详细使用说明 1.OP 键开始说明初步化运行 2.精确键,--高分辩度显示总读数1克代替5克或OZ替代(需把精确键按下) (1)显示最小不平衡极限值以下的残余不平衡量 : 只要按下此键 .实际不平衡 值即可显示 (2)标准平衡模式下显示不平衡值如果平衡模式Alu1到ALU5 被选择,按下精确 键 , 然后按下功能键设定平衡模式。 (3)OP 和 UN 程序中精确键作为转换键使用 3.C健 (1)轻轻地按下此键 , 转换不平衡读数的主量单位〈克或盎司〉,用 C3 活动代号设置开机时单位。 (2)长时间按下此键 , 转换操作模式 4. 轮胎类型功能键持续按下这个键旋转车轮 , 即可选择所需轮胎类型 ,松下 此键输入值即被存储。 5. 平衡模式功能键持续按下这个键 ,旋转车轮 ,即可选择所需平衡模式,松开 此键,存储输入值。 6. 动静态不平衡显示功能键 7. 轮圈宽度 , 直径等功能键
图 10 显示板,方向显示,提示操作者 1). 左侧较正面的指示器 2). 左、右校正面的 OK 指示器 3). OP 记号--需要执行最优化运行 4). 轮圈符号和上装平衡块的位置 5). 右侧较正面的方向指示器 6). 轮圈直径符号 7). 距离机器的附号(左侧校正面) 8). 右侧校正面的数字显示 ( 二位数) --轮圈直径 --轮圈 / 机器距离 ( 常用mm) --右侧校正而不平衡值 --调整和操作极限值模式的状态 9).START 键符号当运行使用START时 START 会显示 10). 补偿运行完之后符号 11). 轮圈宽度符号 l2). 左侧校正面的数字显示屏显示； 轮圈宽度 右侧校正面不平衡值 静态不平衡值 错误代码 C 代码 简单语言的平衡模式
现场动平衡操作步骤201113
现场动平衡操作步骤 ?单面动平衡三步 ?传感器安装—准备工作 ?第一步：测量初始振动 ?第二步：加试重，测量试重振动，自动解算配重 ?第三步：加配重，去掉试重，测量残余振动，验证是否达到合格范围。 ?合格，出报表，不合格，二次配重！ ?动平衡操作过程 首先在做动平衡之前先要了解机械设备的构造与构成以及测点的选择： ?测点选择 测点就是机器上被测量的部位，它是获取振动信息的窗口。 所选测点在可能时要尽量靠近振源，避开或减少信号在传播通道上的界面、空腔或隔离物(如密封填料等)最好让信号成直线传播。这样可以减少信号在传播途的能量损失。
因为测量时，设备在运行，因此需要注意安全问题。 有足够的空间，有良好的接触，测点部位有足够的刚度等。 通常，轴承是监测振动最理想的部位，因为转子上的振动载荷直接作用在轴承上，并通过轴承把机器和基础联接成一个整体，因此轴承部位的振动信号还反映了基础的状况。所以，在无特殊要求的情况下，轴承是首选测点。如果条件不允许，也应使测点尽量靠近轴承，以减小测点和轴承之间的机械阻抗。此外，设备的地脚、机壳、缸体、进出口管道、阀门、基础等，也是测振的常设测点。 ?轴承位图示
3.振动分析过程 振动分析过程是一个简单的故障诊断过程，根据以往的历史经验以及仪器仪表的显示综合进行的一个分析，简单的判断出故障的所在，从而为进一步解决问题提供辅助判断。 打开软件主界面点击振动分析功能
点击振动分析功能进入振动分析界面： 在振动分析界面中有两个分项目：时域分析、频域分析
对设备进行故障诊断的时候需要提前设定参数，如图所示 在时域分析中有一个重要的技术参数：速度量 所有的机械设备都有振动标准，速度量是衡量振动大小的国际标 准，对于一些特殊的行业（比如电厂，科研单位等）也使用位移量为
FY系列动平衡机产品说明书
FY系列数显动平衡机 使 用 说 明 书 浙江省温岭市先导电机技术研究所 电话:2 地址:浙江省温岭市经济开发区二期（楼山）
目录 1、概述 2、主要技术性能 3、基本结构 4、基本工作原理 5、安装与调试 6、操作与使用 7、平衡转速与平衡精度 8、维护保养及故障排除 9、附图
一、概述 FY型系列动平衡机产品，可用于中小型电机转子、转轴、转盘、汽车机械，电动工具等旋转零件，在电机、轻工、纺织等部门得到广泛运用。 FY型系列动平衡机采用数码显示，电气测量部分采用CMOS数字集成电路，该系列产品结构简单、性能稳定、灵敏度高、指示直观、通用性强等优点，是旋转体平衡工艺的理想设备。 FY型系列动平衡机产品经改动后成为专用机，以满足一些特殊形状的转子，倍受广大用户欢迎。 二、主要技术性能 三、基本结构
基本结构 本系列动平衡机基本结构是由机械部分和电气测量部分两大部分组成。 3.1.1机械部分 其轮廓可见附后的示意图，它是由光电系统、弹性支承系统、传感器、传动系统等主要部分组成，每个系统都有一定的独立性，用一定的连接方式装在底座系统上。 3.1.2电气测量部分 附图中标出了仪表正面的示意图，标出了主要部分，有的还简单说明其主要作用。 四、基本工作原理 当被测转子由传动和驱动马达组成的驱动系统驱动时，由于被测转子不平衡量而产生的离心力，使得由悬挂板簧组成的弹性系统受迫作径向机械振动，其振动频率等于转子旋转频率，振动幅值与不平衡量成正比，机械振动信号通过测振传感器转换成电讯号。 当转子旋转时，光电头将涂在转子表面的标示线，通过光敏三极管的通断输出一个脉冲（其频率与转子旋转频率机同）此脉冲作为相应基准讯号，此讯号经锁相倍频后，得到一个方波信号，一方面用来测速，一方面用来控制跟踪滤波器，同时经分频分相后，得到二个对称方波讯号，它的频率与转速相同，相位与光电基准脉冲对应。 五、安装与调试
动平衡实验.doc
实验八 零件设计专项能力训练 ——回转件的动平衡 一、实验目的 1． 熟悉运动平衡机的工作原理及转子动平衡的基本方法 2． 掌握用动平衡机测定回转件动平衡的实验方法。 二、设备和工具 简易动平衡试验机、药架天平。 三、原理和方法 T ?、 ? 内，回转半径分别为r o ?、r o ?的两个不平 G o ?、G o ?所产生，如图8-1所示。因 进行动平衡试验时，只需对G o ?、G o ?进 简易动平衡试验机可以分别测出上述 平衡重径积G o ?r o ?和 o ?r o ?的大小和方位，使回转件达到动平 图8-2是简易动平衡机的工作原理图。 图8-1 图8-2 如图所示，框架1经弹簧2与固定的底座3相联，它只能绕OX 轴线摆动，构成一个振动系统。框架上装有主轴4，由固定在底座上的电动机14通过带和带轮12驱动。主轴4上装有螺旋齿轮6，它与齿轮5齿数相等，并相互啮合，齿轮6可以沿主轴4移动。移动的距离和齿轮的轴向宽度相等，比齿轮5的节圆圆周要大，因此调节手轮18，使齿轮6从左端位置移到右端位置时，齿轮5及和它固定的轴9可以回转一周以上，借此调节φc ，φc 的大小由指针15指示。圆盘7固定在轴9上，通过调节手轮17可以使圆盘8沿轴向9上下移动，以调节两圆盘间的距离l c ，l c 由指针16指示。7、8两圆盘大小、重量完全相等，上面分别
装有一重量为G c的重块，其重心都与轴线相距r c，但相位差180°。 被平衡的回转件10架于两个滚动支承13上，通过挠性联轴器11由主轴4带动，因此回转件10与圆盘7、8转速相等，当选取T?和T?为平衡校正面后，回转件10的不平衡就可以看作平面T?和T?内向径为r o?和r o?的不平衡重量G o?和G o?所产生。平衡时可先令摆架的振摆轴线OX处于平面T?内（如图8-2所示）。当回转构件转动时，不平衡重量G o?的离心力P o?对轴线OX的力矩为零，不影响框架的振动，仅有G o?的离心力P o?对轴线OX形成的力矩M o，使框架发生振动，其大小为 M o＝P o??l?cosφ 这个力矩使整个框架产生振动。 为了测出T?面上的不平衡重量大小和相位，加上一个补偿重径积G c r c，使产生一个补偿力矩，即在圆盘7和8上各装上一个平衡重量G c。当电机工作时，带动主轴4并带动齿轮5、6，因而圆盘7、8也旋转，这时G c的离心力P c，就构成一个力偶矩M c，它也影响到框架绕OX轴的振摆，其大小为 M c＝P c?l c?cosφc 框架振动的合力矩为 M＝M o＝M c＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc 如果合力为零，则框架静止不动。此时 M＝P o??l?cosφ－P c?l c?cosφc＝0 满足上式条件为 G o?r o?＝G c r c?l c／l（1） φo＝φc（2）在平衡机的补偿装置中G c、r c是已知的，试件的两平衡平面是预先选定的，因而两平衡平面间的距离l也是一定的，因此（1）式可以写成 G o?r o?＝A?l c（3）其中A＝G c?r c／l 为便于观察和提高测量精度，在框架上装有重块19，移动19，可改变整个振动系统的自振频率，使框架接近共振，即振幅放大。 通过调节手轮17和18，使框架静止不动，读出l c和φc的数值，由公式（3）即可计算出不平衡重量G o?的大小为 G o?＝A?l c?r o? 其相位可以这样确定，停车后，使指针15转到图8-2所示与OX轴垂直的虚线位置，此时G o?的位置就在平面T?内回转中心的铅直上方。 测量另一个平衡平面T?上的不平衡重径积，只需将试件调头，使平面T?通过OX轴，测量方法与上述相同。 四、实验步骤 1．在被平衡试件上机以前，先开动电机，调节手轮18，使圆盘8与7的重块G c产生的离心力在一直线上，这时力矩M c＝0，从主轴下的指针可看出框架是静止状态，此时标尺16所示的读数为l c的零点位置。 2．装上试件，试件的一端联轴节应与带轮接好，以免开动电机时发生冲击。 3．移动重块19以改变框架的自振频率，使框架接近共振状态，这时框架振幅放大，以提高平衡精度，调共振后锁紧。 4．先调节手轮17，即加一定的补偿力矩（将圆盘7、8分开一定距离），然后调节手轮18，即移动齿轮6，使齿轮5与圆盘7、8得到附加转动，当调节到框架振动的振幅最小时不平衡重量相位已找到。然后再调节手轮18，即调节l c，使框架最后振动消除，振动系统
[精品]动平衡机原理
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：
机械动平衡
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
简易找风机转子动平衡方法
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
转子动平衡原理图解
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。
动平衡计算
单缸发动机的平衡： 一．1.单缸发动机的旋转惯性力为：2r r P m r ω= 往复惯性力：2(cos cos2) j j P m r t t ωωλω=+ 一阶往复惯性力： 2cos j j P m r t ωω=Ⅰ 二阶往复惯性力：2cos2j j P m r t ωω=Ⅱ 一般忽略二阶往复惯性力。 对于单缸内燃机的平衡一般采用过量平衡法。 过量平衡法： 过量平衡法又称转移法，是采用在曲柄臂的配重完全平衡掉旋转质量惯性力后再加一部分平衡重，这部分平衡重用来平衡部分一阶往复惯性力。由于这部分平衡重虽然平衡掉了部分气缸中心线方向的往复惯性力，但同时也在气缸中心线的垂直方向产生了一新的惯性力，所以这种方法也叫转移法，即指将气缸中心线方向的惯性力转移到了与之垂直的方向上。 采用过量平衡法，往复惯性力在x 与y 轴方向的力为（不考虑二阶惯性力）： 22cos cos()x j j r F m r t fm r t ωωωωθ=-+ 2sin()y j r F fm r t ωωθ=-+ 其中 r j f m m = 经过一些列的数学变化，可以证明此方程为一个椭圆方程。
主轴倾角θ：发动机不平衡力F 随曲柄转角变化，在某一角度F 达到最大，该角度和X 方向的夹角定义为主轴倾角，主轴倾角表示最大惯性力方向。 对于卧式发动机机，其f 值一般控制在0.2～0.3的范围内效果最好，f 值小于0.2时，惯性力椭圆就会变得过于细长，如果发动机在车架上的安装角度稍有偏差，也会在垂直方向上产生较大的振动，这种对安装角度偏差过于敏感的f 值也不适应批量生产；若f 值大于0.3，发动机运转时就会在垂直方向产生较大的惯性力，引起垂直方向产生较大的振动，骑乘的舒适性就会就变差。要减小发动机的振动，除了控制f 外，控制θ也至关重要，θ它表明了惯性力矢端椭圆长轴与气缸中心线方向的关系。总的原则是，发动机在车架上安装好后，其曲柄连杆机构的惯性力矢端的椭圆的长轴应与水平方向接近。 j m ：往复运动的总质量 1r m ：完全平衡掉旋转惯性力后额外的平 衡质量 由于是非对称布置，1r m 与曲柄方向的之 间的夹角为r θ。
三点式动平衡方法
利用普通振动仪对离心式风机做现场动平衡（三点式） 使用工具： 1.振动仪 1台 2.M13梅花板手1只 3.电焊机1台 4.瓦斯切割器 1组 5.配重铁块 1只 6.劈灰刀 1把 7.电子天平(量程1000克,精度0.1克) 1台 8.记号笔(黄色或红色) 1支 操作步骤: 1.将风机断电; 2.用M13梅花板手将人孔打开,工作人员进入风机内,用劈灰刀将风机叶轮上污垢去除,再用抹布搽干净; 3.盖上人孔,开启风机,将振动仪固定于最能够反应风机振动的位置(如:风机侧轴承振动水平向),测出该点振动值A0; 4.将风机断电,开启人孔.将叶轮后盘(或前盘)圆周三等分,并用记号笔表识:1点,2点,3点; 5.取配重块mp(一般200g左右),将其点焊于点1处,然后关闭人孔,开启电源,待风机运转平稳后,记录下振动值A1; 6.将风机断电,取下点1处的配重块, 将其点焊于点2处,重复步骤5,记录下振动值A2;同样方法,测得振动值A3; 7.作图,步骤如下 以A0为半径作圆,圆心为O,将该圆3等分,分别记作O1点,O2点,O3点;以O1为圆心,A1为半径作弧;以O2为圆心,A2为半径作弧;以O3为圆心,A3为半径作弧.上述3条弧线分别交于B,C,D三点.作BCD的型心O4,O4 点即为轻点,连接OO4并延长交圆O于O5点,O5点即为加配重铁块的点.侧得OO4的长度为L,则O5点配重质量为m=mp×A0 /2L; 8.在风机叶轮后盘(或前盘)圆周上找出实际O5点位置,将配重块m焊牢即可; 9.将人孔螺栓锁紧,校正结束. 得到振动仪所测量的振动值後，进行作图时需注意，作BCD形心，均质的材料其形心即是重心 BCD三角形的中心线联线即为形心。
《转子动平衡原理方法和标准》
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
动平衡原理
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
现场动平衡方法有三圆法
现场动平衡方法有三圆法、对称重量法、测相法等。 三圆法是在平衡测试中，把一定质量试重块，分别加在转子同一圆周平面三等分点上，测得转子不平衡量的大小，以此做三个圆，并汇交于一点，以确定不平衡量的轻点的位置和大小。 转子在某确定转速运行下，测得其原始振动量R0，之后将一定质量的试重块（M）分别贴在转子1、2、3点上试调，测得新的不平衡量分别为R1、R2、R3。按一定绘图比例，将 R0、R1、R2、R3画出三圆汇交图。根据汇交图与转子的对应关系就可以找到转子轻点的方位。 三圆法现场平衡具体操作步骤 （1）将待平衡的刚性转子选好修正平面, 并在此平面的同一圆周上取三等分点，等分点用A、B和C表示，圆心用O表示，夹角都为1200（图1）, 以A点作为基准方位。假如转子原有不平衡量为G，也称为残余不平衡量，它的大小和方位都是不可知的。 （2）转子在某确定转速运行下，测得其原始振动量R0，单位为mm/s。 （3）加试重块，质量为Q,单位克(g)。 （4）将试重块M分别放在A、B、C三点上，三次在同一确定转速下，开机运转测得振动值分别为：A点振动值R1；B点振动值R2；C点振动值R3,单位为mm/s。 （5）用相同比例，作振动向量图! { e6 t( z% E: w6 M& C2 b- u1 M: P 以初始机器运转时基圆R0为半径画圆，在R0圆上等分三点，编号用A、B、C表示，参见图1。以A点为圆心，以为R1半径画圆；以B点为圆心，以为R2半径画圆；以C点为圆心，以为R3半径画圆；在图1中，圆R1和R2交于a点，圆R1和R3交于b点，圆R2和R3交于c 点，连接abc三点，并做△abc外接圆，圆心为M；连接圆心OM,测量长度和?BOO1的夹角，用α表示。 （6）转子原有不平衡量的质量的计算和位置的确定。不平衡质量由G=QR0/OM确定, 单位为克。平衡位置在转子上，从A点向B点移动的角度为α。 （7）从作图可知，M点的位置分三种情况：如果M点位于基圆R0外侧，即OM>R0，说明试重块Q大于平衡质量Q；如果M点位于基圆R0上，即OM=R0，说明试重块Q与平衡质量G相等；如果M点位于基圆R0内侧，即OM 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 动平衡测试操作规范 文件编号： 版本：A/0 制定日期： 修订日期： 修改记录 1.目的： 使检测人员了解并掌握动平衡测试仪的操作方法，从而准确判定被测试件性能测试是否符合相关技术要求。 2.使用范围： 适用于硬支撑单面平衡物的检测。 3.权责： （1）检测人员需熟练掌握检测设备使用方法，并据有设备操作资格方可操作。 （2）为避免造成设备损坏及发生其它安全性问题，在培人员只有在监督和指导下才可进行操作。 （3）检测人员在使用设备前必须核对《点检记录表》，对各项功能进行点检确认。 4.测试方法： 4.1操作流程 4.2操作说明（注：从开始“定标”直至测量工件结束，转子转动方向应保存不变） 操作步骤操作说明图片 打开主机/启动测试软件打开主机在显示主界面：双击测试“平衡机测量软件”进入平衡机测量主界面 设定转子参数按键盘“H”待测量主界面左上方标示可选，点击“转子”选项进入转子参数设定界面在“R1”处输入测试夹具半径值然后点击屏幕右下方“确定”返回到测试主界面 开启主机/启动测试软件 设定转子参数 设备“定标”设定 “定标”校对 安装被测件 设定夹具补偿 开始测试/并记录数据 开始测试/并记录数据 作平衡 开始测试完成关机 定标1.按键盘“H ”待测量主界面左上方标示可选，点击“定标”选项进入“定标”界面，2.依据界面提示转子不加感量启动转子（选择正转或反转）按“确定”进入定标测试，依据界面提示待数据稳定后按“H”键，转子停转； 3.依据界面提示在校正面上加感量（一般选取测试夹具的0度角处，添加感量1.0g左右），按“空格”键，启动转子运转，依据界面提示待数据稳定后按“H”键，转子停转； 4.依据界面提示按“回车”键，输入所添加的感量量值和加载位置并保存定标位置，确定并取下感量； “定标”校对1.保存好“定标”位置后，在测试界面按“0”键进入“定标”校对界面（补偿）； 2.启动转子待数据稳定后按“H”键，转子停转； 3.在测试夹具上添加感量（一般选取测试夹具的0度角处，添加感量1.0g左右）按“空格”键，启动转子运转，依据界面提示待数据稳定后按“H”键，转子停转； 4.查看测试结果（角度应为：添加感量角度加180°，补偿质量应为：添加感量的质量）；如结果超出补偿质量的10%，则为“定标”失败；需重新“定标”；反之则为合格，然后取下感量； 5.按“0”键退出“定标”校对界面（补偿）； 作平衡1.启动转子，按“空格”键待测试进度走满 时按“H”键，转子停转； 2.依据测量结果在对应角度的刻度盘上，添加感量，然后启动转子，按“空格”键待测试进度走满时按“H”键，转子停； 3.查看测量结果，调整感量直到平衡度小于 0.01g； 安装被测件1.测量样品最大半径并做记录； 2.将样品装入测试夹具上，并选取一个方向对准刻度盘0度角处，并将样品固定牢固； 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 动平衡机检测方法（—） —、动平衡术语及关系 1、R1、R2------去重（或加重）半径，单位：毫米（mm）。 2、M-----工件重量，单位：千克（kg）。 3、e-------工件许用偏心量，单位：微米（μm）。 4、U e-----工件允许剩余不平衡量，单位：克毫米（g mm） 5、Ue=M e/2单位：克毫米（g mm） 6、m e1m e2-----工件左右面允许剩余不平衡量，单位克。 8、m e2 =U e/R2= M e /2R 说明：e或Ue是工件的设计要求， m e1 m e2为动平衡操作者所用动平衡合格值， 应由技术人员准确计算给定。工件左右加重 半径不同时，左、右面的允许剩余不平衡量m e1 m e2不同。 二、日常性检测方法 1、计算出左侧许用不平衡量m e1和右侧许用不平衡量m e2。 2、按正常的动平衡方法，将工件平衡到合格，既不平衡量小于许用不平衡量，并记录最后一次测量的不平衡量的重量和角度（加重状态）。 3、用天平精确称取试重2 m e1，2 m e2，并根据上步测量结果加在动平衡的轻点上。 4、开机测量动平衡量，并记录结果。 5、如果两侧的测量角度都发生了约180度（160度~200度）翻转则 证明最后测量结果可靠，转子达到了合格的标准。 动平衡检测记录表（一） 操作员：检定员：校核员：检定日期：年月日 动平衡检测记录表（一）实例 操作员：检定员：校核员：检定日期：年月日 动平衡机检测方法(二) 一、动平衡术语及关系 1、m o初始测试的不平衡量，单位：克（g） 2、m1一次平衡校正后的剩余不平衡量，单位：克（g） 3、U RR不平衡量减少率，单位：%百分比 4、U RR=100（m o- m1）/ m o（%） 5、m4最后剩余不平衡量，单位：克（g） 6、R加（去）重半径，单位：克（g） 7、M工件重量，单位：千克（kg） 8、e动平衡精度（偏心距），单位：微米（μm） 9、e=2m4 R/M 二、动平衡机性能指标U RR和e的测试 1、选择一中等型号的工件做试件，允许工件的存在初始不平衡 量； 2、重新对工件进行标定。 3、测量工件的不平衡量并且进行记录；停机后用天平准确秤取配 重，并加于测量的轻点角度。反复进行四次测量和加重，结果填入表格。 4、利用初始测试结果和第一次加重后测试结果，依公式计算不平 衡量减少率U RR； 5、利用第四次加重后测试结果计算动平衡精度（偏心距）e. 见下表。 动平衡实验台 使 用 说 明 书 转子动平衡实验 一、实验目的 1. 加深对转子动平衡概念的理解。 2. 掌握刚性转子动平衡试验的原理及基本方法。 二、实验设备 1. PH-I 型动平衡试验台 2. 转子试件 3. 平衡块 4. 百分表0~10mm 三、PH-I 型动平衡试验台的工作原理与结构 1. 动平衡试机的结构 动平衡机的简图如图1、图2、所示。待平衡的试件3安放在框形摆架子的支承滚轮上，摆架的左端固结在工字形板簧2中，右端呈悬臂。电动机9通过皮带10带动试件旋转；当试件有不平衡质量存在时，则产生离心惯性力使摆架绕工字形板簧上下周期性地振动，通过百分表5可观察振幅的大小。 通过转子的旋转和摆架的振动，可测出试件的不平衡量（或平衡量）的大小和方位。这个测量系统由差速器4和补偿盘6组成。差速器安装在摆架的右端，它的左端为转动输入端（n 1）通过柔性联轴器与试件3联接；右端为输出端（n 3）与补偿盘相联接。 差速器是由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个外壳为蜗轮的转臂H 组成的周转轮系。 （1）当差速器的转臂蜗轮不转动时n H =0，则差速器为定轴轮系，其传动比为： 13 11331-=-== Z Z n n i ，13n n -= （1） 1、 摆架 2、工字形板簧座 3、转子试件 4、差速器 5、百分表 6、补偿盘 7、蜗杆 8、弹簧 9、电机 10、皮带 图1 3 2 1 （1） （2） 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 N 1 N 3 这时补偿盘的转速n 3与试件的转速n 1大小相等转向相反。 （2）当n 1和n H 都转动则为差动轮系，传动比周转轮系公式计算： 13 11331-=-=--= Z Z n n n n i H H H ；132n n n H -= (2) 蜗轮的转速n H 是通过手柄摇动蜗杆7，经蜗杆蜗轮副在大速比的减速后得到。因此蜗轮的 转速n H <《转子动平衡——原理、方法和标准》
动平衡操作规范
动平衡仪的原理与应用
动平衡检测方法
动平衡实验台使用说明书