转子找平衡

转子找平衡

一概述

转动机械运行中有一项重要指标，就是振动。震动要求越小越好。转动机械产生振动的原因很复杂，其中以转动机械的转动不分（转子）质量不平衡而引起的震动最为普遍。

理论上讲，转子沿其轴的长度每一段的中心应与轴的几何中心线重合。实际上，转子材料内部组织不均，加工过程的误差，转子运行中的磨损和腐蚀不均匀及使用修过的转子等，均使转子质量不平衡。质量不平衡的转子在转动时，就会产生不平衡的离心力，尤其是高速运动的转子，既使转子存在数值很小的质量偏心，也会产生较大的不平衡离心力。这个力通过支撑部件，以振动的形式表现出来。

转子在旋转时，由于不平衡质量引起的扰动力而造成机组的振动，这种现象称为不平衡。一般，转子有以下几种不平衡形式：

1.静不平衡，由于转子质量分布不均，转子中心不在旋转轴心上，在静止时，由于重力作用致使转子不能在任一位置保持稳定，这种现象叫做静不平衡。

2.动不平衡，当转子旋转时，若转子的不平衡质量造成两个或两个以上相反的离心力，且这对离心力不在同一个平面内，使转子受到力偶作用，产生绕轴线摆动，这种现象称为动不平衡。显然，动不平衡的转子静止时是平衡的。

3.动静混合不平衡，即上述两种不平衡现象同时出现在一个转子上，对于转子上同时装有几个工作机件的转子，都可能不同程度的存在这种混合质量不平衡现象。

对不平衡的转子进行校正，有两种方法：即静态找平衡（静平衡）和动态找平衡（动平衡）。对于质量分布较集中的低速转子，仅做静平衡而不做动平衡。

二转子找平衡

1.转子静不平衡的表现

若将转子放置在静平衡台上，然后用手轻轻转动转子，让其自由停下来，可能出现下列情况：

①转子中心在旋转轴线上，转自转到任一角度都可以停下来，这使转子处于静平衡状态，这种平衡成为随遇平衡。

②当转子的中心不在旋转轴心线上时

若转子承受的转动力矩大于轴和导轨之间滚动摩擦力矩，则转子就要转动，使原有不平衡重量位于正下方，这种静不平衡称为显著不平衡。

若转动力矩小于滚动摩擦阻力矩，转子虽有转动趋势，但不能是不平衡重量转向下方，这种静不平衡称为不显著不平衡。

2.找静平衡前的准备工作

①静平衡台，转子找静平衡是在静平衡台上进行的。静平衡台有很多形式，轨道式静平衡台结构简单，灵敏度较高，

应用较广泛。各种轨道中圆形轨对转子的阻力最小，故平衡准确度最高，但他的承载能力小，只适用于50kg以下的小转子。对重大的转子，大都采用垂直方向刚度大，不易变形的巨型轨。也有采用滚柱轴承式静平衡台的，但这种结构灵敏度较差。

图21 轨道式静平衡架

1-转子 2-转轴 3-轨道 4-挡板 5-支架（a）圆形轨道；（b）缺圆轨道；（c）棱形轨道；（d）

梯形轨道（e）矩形轨道

对具有滚动轴承的转子，可直接在本身轴承上作平衡，此法尤其适用于悬臂式转子或两端轴径直径不等的转子。

对平衡台的要求

为了减小转子在平衡台上的滚动阻力，平衡台在制作和安装中应符合以下要求：

轨道要用高硬度钢材制作，经过淬硬，顶表工作面要完

整无缺，精加工粗糙度不低于100，不得占有砂屑杂物污垢，以免影响平衡精度及损伤轴径。

轨道承压时，不得产生弯曲，工作面受压后部的变形。轨道工作面宽度b尽可能作的小些，小到不致在轴径上压出凹槽为限。

轨道工作面的宽度b，可参考表31选定，平行轨的长度L应不小与轴径的两倍。即L>2πd.

表31

检查与调整轨道

轨道工作面应保持水平，倾斜不大于0.05mm/m，两轨道间要水平，不平行度不大于2mm/m。

转轴放在平行轨上要保持水平，偏差不大于0.05mm/m(必要时加上轴套)，轴颈的径向跳动应等于或小于0.01mm。

平衡台的结构硬坚实稳固，并且不得受其他机械振动的影响。

②转子，找静平衡的转子应清理干净，转子上的全部零件要组装好，并不得有松动。轴径的椭圆度和圆锥度不应大

于0.05mm，轴颈不许有明显的伤痕。若采用假轴找静平衡时，假轴与转子的配合不得松动，假轴的加工精度不得低于原轴的精度。转子放在轨道上时，动作要轻，轴的中心线要与轨道垂直。

转子找静平衡的工作，一般是在转子和轴检修完毕后进行，找完平衡后，转子与轴不应再进行修理。

③试加重量，在找平衡时，需要在转子上配加临时平衡重量，称为试加重量。试加重量较轻的常用油泥，重的可用油泥加铅块。若转子有平衡槽或平衡孔、平衡柱的，则应在这些装置上直接固定试加平衡块。

3.找静平衡方法

①两次加重法，两次加重法只适用于显著不平衡转子找静平衡，具体做法如下：

a找出转子不平衡重量的方向将转子放在静平衡台的轨道上，往复滚动数次，重的一点必然向下，如数次的结果均一致，即下方就是转子不平衡重量G的位置，定此点为A点。A点的对称方向，即为试加平衡重量的位置，定该点为B。

b求第一次试加重量将AB转到水平位置，在A点方向加一个重量W，加上这个重量后，要使A点能自由的由水平位置向下转一角度a，a在30——45度之间。然后称出W 的重量，再将W放回原位，如图22所示：

图22 显著静不平衡的消除法

c求第二次试加重量仍将AB转到水平位置（将AB调转180度），在W上增加一个重量P，使B点能自由向下转动一个角度，这个角度必须与第一次转动的角度a一致，然后取下P称重。

d计算应加平衡重量两次转动所产生的力矩为：第一次是Cr-WR；第二次是（W+P）-Cr。因两次转动角度相同，故两次转动的力矩也相等。即：

Cr-WR=（W+P）R-Cr

Cr=

2)

2(R

P

S+

在转动时到归对轴径的摩擦力矩，因两次转动条件完全相同，其摩擦力矩也相等，故可略去不记。

若要使转子达到平衡，所加的平衡重量应满足QR=Cr，则

QR=

2)

2(R

P S+

Q=

2)

2(P

S+=S+

2

P

平衡重量Q，必须固定在试加重量的位置，如不能固定