转子平衡的原理和方法
转子动平衡技术的原理及常用方法
转子动平衡技术的原理及常用方法宝子，今天咱们来唠唠转子动平衡技术这个超有趣的东西哦。
一、原理。
你想啊，转子在转动的时候，如果它不平衡，那就像一个人走路一条腿长一条腿短似的，肯定会晃悠。
转子动平衡的原理呢，简单说就是要让转子在转动的时候，各个方向上的力都能相互抵消，达到一种和谐的状态。
从科学角度讲，转子不平衡会产生离心力，这个离心力会让整个系统振动、噪声增大，还可能让设备磨损得特别快呢。
而动平衡就是要找到转子上不平衡的质量分布点，然后通过在合适的位置添加或者去掉一些质量，让离心力相互平衡，就像给走路不稳的人穿上合适的鞋子或者调整脚步一样。
二、常用方法。
1. 现场平衡法。
这就像是在设备的“老家”给它治病。
在转子正常工作的地方，直接测量振动的情况，然后算出不平衡量和位置。
这种方法特别实用，不用把转子拆下来搬到专门的地方去平衡。
就好比医生到病人家里看病，直接根据病人在家的状态开药一样方便。
不过呢，现场的干扰因素可能比较多，就像家里可能比较杂乱影响医生判断一样。
2. 平衡机平衡法。
这是把转子拆下来，放到专门的平衡机上去检测和调整。
平衡机就像是一个超级精密的体检中心。
它能很准确地测量出转子的不平衡情况。
就像把人带到医院做全面检查一样，能得到很精确的数据。
然后根据这些数据，在转子上合适的地方加或者减重量。
这种方法精度高，但是需要把转子拆下来，有时候就像给人做手术，有点小麻烦呢。
总之呢，转子动平衡技术对很多设备的正常运行都超级重要哦。
不管是大的发电机转子，还是小的风扇转子，都离不开它。
这就像不管是大人还是小孩，都得保持身体平衡才能稳稳地走路呀。
转子平衡的原理和方法
影响设备寿命和安全性。因此，需要对汽轮机转子进行平衡校准。
02 03
平衡校准方法
通常采用去重或加重的方法，对转子的质量分布进行调整，以达到平衡 状态。具体操作包括确定不平衡质量的大小和位置，采用铣削或钻孔的 方式去除多余的质量，或者添加配重来平衡质量。
平衡校准的步骤
首先对转子进行动平衡试验，确定不平衡质量的大小和位置；然后根据 试验结果，对转子进行去重或加重处理；最后再次进行动平衡试验，确 认转子达到平衡状态。
平衡校准方法
离心泵转子的平衡校准通常采用去重或加重的方法，对转子的质量分布进行调整。具体操作包括确定不平衡质量的大 小和位置，采用铣削或钻孔的方式去除多余的质量，或者添加配重来平衡质量。
平衡校准的步骤
首先对转子进行动平衡试验，确定不平衡质量的大小和位置；然后根据试验结果，对转子进行去重或加 重处理；最后再次进行动平衡试验，确认转子达到平衡状态。
优化平衡步骤
制定合理的平衡方案
01
根据转子的特性和要求，制定合理的平衡方案，以减少平衡时
间和提高效率。
自动化平衡操作
02
通过自动化技术实现平衡操作的自动化，可以减少人为误差和
提高平衡效率。
优化平衡顺序
03
根据转子的结构和不平衡量分布情况，优化平衡顺序，以更有
效地实现平衡。
降低平衡成本
合理选用测量仪器
轴承磨损
转子不平衡会导致轴承承 受额外的径向载荷，加速 轴承磨损和损坏。
噪音和振动
转子不平衡还会产生噪音 和振动，影响工作环境和 人员健康。
转子平衡的必要性
提高机器性能
通过转子平衡可以减小机 械振动，提高机器性能和 稳定性。
延长设备寿命
转子动平衡原理
转子动平衡原理转子动平衡是指在运行中的转子进行平衡处理的过程，其目的是消除转子的不平衡，确保机械设备在高速运转时的稳定性和安全性。
下面我们来详细了解一下转子动平衡的原理。
转子动平衡的原理可以简单描述为“找平衡”、“找重心”和“找偏心”。
具体来说，转子动平衡需要通过试重和校正的方法，找到重心位置，并将重心与旋转轴线重合，消除转子在高速旋转时产生的振动。
首先，为了找到转子的重心位置，我们可以将转子悬挂在支架上，使其自由悬挂。
然后，利用天平等工具，逐渐将试重块添置在转子上，直到转子的各个位置都达到平衡状态。
通过这个过程，我们可以找到转子的重心位置。
然后，我们需要将转子的重心与旋转轴线重合。
这需要通过校正的方式来实现。
校正的方法有很多种，常见的有加重和减重两种。
加重通常是在转子上添加一定重量的校正块，使得重心移动到正确位置。
减重则是通过移除转子上的一部分材料，使得重心移动到正确位置。
这些校正方法都需要根据实际情况和经验来选择和操作。
最后，我们需要找到转子的偏心。
转子的偏心是指转子所受力矩和转子质量之间的差异，它会导致转子在旋转时产生振动。
为了消除转子的偏心，我们需要根据旋转速度和振动幅度等参数来确定偏心的位置和大小，并进行适当的校正，使得转子在运行中保持平衡状态。
转子动平衡的原理可以概括为三个步骤：找平衡、找重心和找偏心。
通过这些步骤，我们可以确保转子在高速旋转时的稳定性和安全性。
对于机械设备的操作和维护人员来说，掌握转子动平衡的原理是非常重要的，它能够帮助他们更好地进行设备的维修和调整，确保设备的正常运行和延长设备的使用寿命。
总之，转子动平衡原理是一项重要的技术，它可以用于消除转子的不平衡，确保机械设备的稳定性和安全性。
通过找平衡、找重心和找偏心这三个步骤，我们可以有效地进行转子动平衡处理，提高设备的运行效率和使用寿命。
对于机械设备操作和维护人员来说，掌握转子动平衡的原理是非常有指导意义的，它能够帮助他们更好地进行设备维修和调整，保证设备的正常运行。
转子动平衡实验原理与方法
实验原理与方法实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。
待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上，摆架的左端与工字形板簧3固结，右端呈悬臂。
电动机4通过皮带带动试件旋转，当试件有不平衡质量存在时，则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动，通过百分表5可观察振幅的大小。
1. 转子试件2. 摆架3. 工字形板簧4. 电动机5. 百分表6. 补偿盘7. 差速器8. 蜗杆图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。
这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。
差速器的左端为转动输入端（n1）通过柔性联轴器与试件联接，右端为输出端（n3）与补偿盘联接。
差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮（转臂H）组成。
当转臂蜗轮不转动时：n3＝－n1，即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反；当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以n H转动时，可得出：n3＝2n H－n1，即n3≠－n1，所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。
图2所示为动平衡机工作原理图，试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr，它可分解为垂直分力F y和水平分力F x，由于平衡机的工字形板簧在水平方向（绕y轴）的抗弯刚度很大，所以水平分力F x对摆架的振动影响很小，可忽略不计。
而在垂直方向（绕x轴）的抗弯刚度小，因此在垂直分力产生的力矩M = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下，摆架产生周期性上下振动。
1图2 动平衡机工作原理图由动平衡原理可知，任一转子上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内，回转半径分别为r Ⅰ、r Ⅱ，相位角分别为θⅠ、θⅡ，的两个不平衡质量来等效。
只要这两个不平衡质量得到平衡，则该转子即达到动平衡。
找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量（或减去不平衡质量）就是本试验要解决的问题。
转子平衡的原理和方法
3 静动不平衡
它是一种静态和动态都会显示出来的不平衡。大多数转子都 属于这种失衡状态。 既然零部件或者转子有不平衡状态，就应该设法去使它平衡。 所谓平衡，就是减少零部件转动的失衡量，使机器运转平稳的 一种工艺方法。 实践中的找平衡，是根据不同的转速和结构只选用静平衡法 和动平衡法来进行的，通常的依据可参考下表： 平衡方法 转子外径与长度之比 工作转速 静平衡 D/L大于等于5 任何转速 动平衡 D/L小于等于1 n>1000r/min 。
软支承平衡机
直接检测不平衡产生的 振动 轴承刚度低、振动大， 与转子实际工作条件差 别较大 启动、停车费时，测试 时间长 需加试重调整，需试车 标定，操作较费事 一般可达 0.5 微米，高 精度的可达 0.005 微米 大批量零件的平衡 微型转子和高精度转子
适用范围
单面平衡的布置和方法
1.选择加重平面、选择测点。
其中, nc1 为第一阶临界转速， n 为转子的工作转速。
刚性转子和挠性转子有完全不同的平衡方法。 如能正确选择平衡平面和平衡转速，准刚性转子常 可采用刚性转子的平衡方法。
刚性转子不平衡的形式
静不平衡
离心惯性力系有合力
偶不平衡
离心惯性力系有合力偶
动不平衡 = 静不平衡 + 偶不平衡
离心惯性力系合成为一合力和一合力偶
其他综合方法。
平衡设备
平衡机：专用、通用，硬支承、软支承，卧式、 立式，机电式、计算机化，等。 现场平衡：平衡仪 其他设备：平行导轨、滚轮架、平衡摇架等。
刚性转子与挠性转子
n <0.5nc1
n >0.7nc1
称为刚性转子。
称为挠性转子。
0.5nc1 <n <0.7nc1 称为准刚性转子。
转子平衡的原理和方法
转子平衡的原理和方法转子平衡是在旋转机械中重要的工程问题之一，它的目的是使转子在高速运转时减小或消除因不平衡引起的振动和噪声，提高机械的运转稳定性和可靠性。
本文将介绍转子平衡的原理和常用的方法。
不平衡是指转子质量分布不均匀，导致转子在旋转过程中产生的力矩与重力不平衡，使得转子发生振动，甚至损坏机械设备。
转子平衡的原理是通过调整转子上的质量分布，使得转子的重力与离心力平衡，达到减小振动的目的。
1.静平衡：静平衡是指只考虑转子在整体上的重心位置，不考虑转子在旋转运动中受到的离心力。
静平衡的方法有：（1）质量平移法：通过向转子上添加或去除质量来调整平衡。
可以通过冲撞法测量不平衡力和相位，然后向相位相反方向添加或去除质量来达到平衡。
（2）角度添加法：在转子上通过关键角度的添加或去除质量来达到平衡。
通常是通过在转子上固定一个调整质量，然后根据试验和计算确定关键角度来进行调整。
2.动平衡：动平衡是指考虑转子在旋转运动中产生的离心力，通过在转子上调整质量分布来达到平衡。
动平衡的方法有：（1）加重方法：在转子的不平衡位置上添加补偿质量，使得转子的重心与轴线重合。
可以通过在试验台上对转子进行试验，根据不平衡力的大小和相位确定补偿质量的位置和大小。
（2）移动方法：通过移动转子上的质量来达到平衡。
可以通过试验台上的试验来测量不平衡力和相位，然后根据试验结果进行调整。
动平衡方法的选择主要取决于转子的形状和结构，以及不平衡力和相位的测量精度要求。
总结：转子平衡是保证旋转机械运转稳定性和可靠性的关键问题。
静平衡和动平衡是常用的转子平衡方法，静平衡主要通过质量平移和角度添加来实现，动平衡主要通过加重和移动来实现。
选择合适的平衡方法需要考虑转子的形状和结构，以及不平衡力和相位的测量精度要求。
通过转子平衡可以减小或消除不平衡引起的振动和噪声，提高机械设备的运转稳定性和可靠性。
汽轮机的转子动态平衡说明书
汽轮机的转子动态平衡说明书序本文档旨在提供汽轮机转子动态平衡的详细说明，确保汽轮机的稳定运行。
通过正确的平衡方法和操作步骤，可以有效降低振动和噪音，延长汽轮机的使用寿命，提高运行效率。
在进行转子动态平衡时，请务必参考本说明书，并遵循相关安全操作规程。
1. 转子动态平衡的基本原理和作用1.1 转子动态平衡的基本原理转子动态平衡是通过在转子上添加校正质量来抵消不平衡力，从而达到转子的平衡状态。
在汽轮机中，转子不平衡会导致振动和噪音的产生，严重时可能引发机械故障。
通过动态平衡，可以改善汽轮机的运行状态，提高机械性能和可靠性。
1.2 转子动态平衡的作用转子动态平衡的主要作用是：1）减少振动和噪音：通过平衡转子，可以有效降低振动和噪音水平，提高汽轮机的运行平稳性和舒适性。
2）提高机械性能：平衡后的转子可以减少机械损耗，提高汽轮机的效率和输出功率。
3）延长使用寿命：平衡转子可以减少机械应力和疲劳，延长汽轮机的使用寿命。
2. 转子动态平衡的流程和步骤2.1 转子动态平衡的流程转子动态平衡的一般流程包括以下几个步骤：1）准备：收集相关参数，确定平衡方案和工具。
2）测量：使用动态平衡仪等设备，测量转子不平衡量和相位。
3）计算：根据测量结果，计算校正质量和位置。
4）校正：将校正质量精确地添加到转子上。
5）重新测量：平衡后，进行二次测量以验证平衡效果。
6）记录：记录平衡前后的参数，并生成平衡报告。
2.2 转子动态平衡的步骤下面是转子动态平衡的具体步骤：步骤1：准备工作1）仔细阅读汽轮机转子动态平衡说明书，了解平衡要求和操作规程。
2）检查平衡设备的完好性和准确性，确保它们能够满足平衡要求。
3）确保工作区域安全，避免人员和设备的伤害。
步骤2：测量不平衡量1）安装动态平衡仪，并按照仪器说明进行校准和调试。
2）启动汽轮机，并记录振动和噪音参数。
3）按照仪器操作要求，对转子进行测量，获取不平衡量和相位数据。
步骤3：计算校正质量1）根据测量数据，使用平衡计算软件计算校正质量和位置。
转子平衡的原理和方法 ppt课件
6.按下式求得校正质量P1，P2。
11P P11
2P2 2P2
A0 B0
转子平衡的原理和方法
转子不平衡的真实分布
不平衡的大小 和方位沿轴线是 随机分布的。
需要无数个校 正质量才能达到 理想的平衡。
这不可能，也 是不必要的！
转子平衡的原理和方法
转子的不平衡 按模态分解
转子的任意不平衡 可以按模态分解。
转子平衡的原理和方法
单跨转子的模态响应圆
两阶临界转速对应 两个模态响应圆。 不平衡在平面I，轴 承A的两个响应圆 直径夹角为锐角； 轴承B的两个响应 圆直径夹角为钝角。 这有助于判别不平 衡的轴向位置。
转子平衡的原理和方法
多跨转子的模态响应圆
响应圆有助于判别不平衡所转在子的平衡跨的原和理轴和方向法 位置。
然后，按模态逐阶 平衡。
由于模态的正交性， 各阶模态的平衡不会 相互影响。
转子平衡的原理和方法
挠性转子的模态平衡法
根据转子的振型选择校正平面，对应各阶模态计 算的各校正质量的比例。
在第一临界转速附近，平衡转子的第一阶模态不 平衡。
在第二临界转速附近，平衡转子的第二阶模态不 平衡，等。直到工作转速下那一阶为止。
转子平衡 的
原理和方法
转子平衡的原理和方法
本章内容
转子不平衡的原因和危害 刚性转子的平衡方法
转子不平衡的分类
静平衡
刚性转子和挠性转子
单面动平衡
平衡机
双面动平衡
硬支承平衡机
挠性转子的平衡方法
软支承平衡机
振型平衡法
影响系数法
振型圆平衡法
转子平衡的原理和方法
转子不平衡的原因和危害
不平衡的原因
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单面平衡的布置和方 法
1.选择加重平面、选择测点。
画键相标记，逆转向画360o相位刻度 盘。
2.测得原始振动A0(幅值和相位)。
3.在平衡平面内加试重Q，测得振动A1。
A
4.计算影响? 系? 数A1 ? A0
刚性转子与挠性转
子
n <0.5?nc1
称为刚性转子。
0.5? nc1 <n <0.7?nc1 称为准刚性转子。
n >0.7?nc1
称为挠性转子。
其中, nc1 为第一阶临界转速， n 为转子的工作转 速。
? 刚性转子和挠性转子有完全不同的平衡方法。 ? 如能正确选择平衡平面和平衡转速，准刚性转
子常可采用刚性转子的平衡方法。
? 由于各模态的正交性，各阶模态的平衡不会相 互影响 。
? 最后在工作转速下，作修正性平衡。
? 有N平面平衡法和 N+2平面平衡法两种。
挠性转子的影响系数平衡 法
? 为刚性转子影响系数法的直接推广。不同处在于： 平衡转速数为 N >1 振动测点数为 M >2 校正平面数为 K >2
? 当N ? M < K时，方程过定。应放弃一些校正平面 。
W
水平导轨
转子
oC
W
滚轮架
滚轮架
平衡机的原
理
转 速
幅值 I
相位 I 幅值 II 相位 II
驱动 电机
解算
传
电路
传
感
感器器ຫໍສະໝຸດ I摆架AII
摆架B
硬支承和软支承平衡机
硬支承平衡机的摆架
软支承平衡机的摆架
硬支承和软支承平衡机的对
比较项目
不平衡的 检测方式 平衡时的 轴承条件 平衡所需 的时间 解算电路 的调整
转子的任意不平 衡可以按模态分解 。
然后，按模态逐 阶平衡。
由于模态的正交 性，各阶模态的平 衡不会相互影响 。
挠性转子的模态平衡法
? 根据转子的振型选择校正平面，对应各阶模态 计算的各校正质量的比例。
? 在第一临界转速附近，平衡转子的第一阶模态 不平衡。
? 在第二临界转速附近，平衡转子的第二阶模态 不平衡，等。直到工作转速下那一阶为止。
?2 ?
B2 ? B0 Q2
6.按下式求得校正质量P1，P2。
转 速
? ? ?
? ?
1 1
P1 P1
? ?
? 2 P2 ? 2 P2
? ?
? A0 ? B0
小 不平衡的大转子不平衡的真实分布
和方位沿轴线 是
随机分布的。
需要无数个 校
正质量才能达 到
理想的平衡。
这不可能， 也
转子的不平衡 按模态分解
刚性转子不平衡的形 式
静不平衡
离心惯性力系有合 力
偶不平衡
离心惯性力系有合力 偶
动不平衡 = 静不平衡 + 偶不 平衡
离心惯性力系合成为一合力和一合力偶
不平衡向两个平面的分 解
刚性转子的 任意不平衡可 以向两个平面 内分解。
故刚性转子 都可以用两个 校正质量来达 到平衡。
静平衡的布置
转子
oC
水平导轨
Q
幅
相
转 5.按下式求得校正质量P。
值
位
速
? P ? ? A0
单面平? 衡作A的0和作A1图，解求其法差为A1- A0 。
?
? 量A1- A0 和 A0之间的夹角为
?。
oK
?
相角
P
正
Q
o
A1 ?
相角
A0 正
A1- A0
? 把试重Q 按 ? 的方向转动一 ?
角，此即为校正重的正确方 位。
?
校正重
P
P
? 平衡精度高 ? 平衡时，开车次数少。 ? 校正质量数目少，总质量小。 ? 测试仪器和设备较少。 ? 对操作者的技术水平没有过高的要
求。
?
的Q 大小A为0 ：
A1 ? A0
双面平衡的布置和方
法
B 1.测原始振动A0，B0。
II
2.平面I 内加试重Q1，测得振动A1，B
3.计算影响系数
?1 ?
A1 ? A0 , Q1
?1 ?
B1 ? B0 Q1
B
4.平面II 内加试重Q2，测得振动A2，
A
AI
幅
相
值
位
5.计算影响系数
?2 ?
A2 ? A0 , Q2
? 不平衡方向领先于临界 转速时的响应 90度。
单跨转子的模态响应圆
? 两阶临界转速对 应两个模态响应 圆。
? 不平衡在平面 I， 轴承A的两个响应 圆直径夹角为锐 角；轴承 B的两个 响应圆直径夹角 为钝角。
? 这有助于判别不
多跨转子的模态响应圆
响应圆有助于判别不平衡所在的跨和轴向位置。
评价某种平衡方法的原则
平衡精度
适用范围
比
硬支承平衡机
直接检测不平衡力
轴承刚度 大，比较 接 近转子实际工作条件
启动、停车快，效率 高 不需加试 重调整， 不 需试车标 定，操作 容 易 一般可达 0.5 微米，很 难进一步提高 适用性广 转子尺寸 、外形经 常 变化的场合 结构坚固 ，适用于 车 间等现场
软支承平衡机
直接检测不平衡产生的 振动 轴承刚度低、振动大， 与转子实际工作条件差 别较大 启动、停车费时，测试 时间长 需加试重调整，需试车 标定，操作较费事
? 当N ? M = K时，方程有唯一解。可求得一组校正 质量。
? 当N ? M > K时，矛盾方程。可用最小二乘法求解 。即在各测点残余振动平方和为最小的条件下，求
模态响应圆（振型圆 ）
? 不同转速下的响应矢量 联起来成为模态响应圆 。
? 在转子升速或降速时， 连续测量可以得到模态 响应圆。
? 临界转速对应于响应圆 的直径。
不平衡的危害
转子振动和应力大，运行不安全。 恶化环境，浪费能源。 产品数量和质量下降。
转子平衡的方法和设 刚性转子 备 挠性转子
静平衡
影响系数法。
单面平衡 法）。
振型平衡法（模态平衡
双面平衡。
其他综合方法。
平衡设备
平衡机：专用、通用，硬支承、软支承，卧式 、
立式，机电式、计算机化，等。
现场平衡：平衡仪
转子平衡 的
原理和方法
本章内
容
? 转子不平衡的原因和危 n 刚性转子的平衡方
害
法
? 转子不平衡的分类
静平衡
? 刚性转子和挠性转子
单面动平衡
? 平衡机
双面动平衡
硬支承平衡机 软支承平衡机
n 挠性转子的平衡方 法 振型平衡法
影响系数法
转子不平衡的原因和危 害
不平衡的原因
转子结构不对称。 材质不均匀，制造误差、安装误差。 运行中零部件的变形、移位、结垢、破损。