1. 转 子 平 衡 的原 理 和 方 法

2. 本 章 内 容 • 刚性转子的平衡方法 静平衡 单面动平衡 双面动平衡 • 挠性转子的平衡方法 振型平衡法 影响系数法 振型圆平衡法 • 转子不平衡的原因和危害 • 转子不平衡的分类 • 刚性转子和挠性转子 • 平衡机 硬支承平衡机 软支承平衡机

3. 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。  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。

4. 转子平衡的方法和设备  刚性转子  挠性转子 静平衡 影响系数法。 单面平衡振型平衡法（模态平衡法）。 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 其他设备：平行导轨、滚轮架、平衡摇架等。

5. 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。

6. 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

7. 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。

8. C o C o W 静平衡的布置 转子 转子 W 水平导轨 滚轮架 滚轮架 水平导轨

9. 转速 幅值 I 相位 I 幅值 II 相位 II 解算电路 传感器 传感器 驱动电机 II I 摆架A 摆架B 平衡机的原理

10. 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

11. 硬支承和软支承平衡机的对比

12. A 转速 相位 幅值 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。 4.计算影响系数 5.按下式求得校正质量P。

13.  K o  相角正 相角正 P Q o A0 A1 A1- A0 单面平衡的作图解法 • 作A0和A1 ，求其差为A1-A0 。 • 量A1-A0 和 A0之间的夹角为 。 • 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 的大小为： 

14. B II B A I A 转速 相位 幅值 双面平衡的布置和方法 1.测原始振动A0，B0。 2.平面I 内加试重Q1，测得振动A1，B1。 3.计算影响系数 4.平面II 内加试重Q2，测得振动A2，B2。 5.计算影响系数 6.按下式求得校正质量P1，P2。

15. 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！

16. 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。 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。

17. 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。 • 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。

18. 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。 • 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，求得一组校正质量。

19. 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。 • 不平衡方向领先于临界转速时的响应90度。

20. 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。

21. 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。

22. 评价某种平衡方法的原则 • 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。