主要内容

动平衡的离心力

转子动力学的一个研究内容，指确定转子转动时产生的不平衡量（离心力和离心力偶，见相对运动）的位置和大小并加以消除的操作。不平衡量会引起转子的横向振动，并使转子受到不必要的动载荷，这不利于转子正常运转。所以，大多数转子应该进行动平衡。在机器制造或维修中，动平衡成为一道工序。

转子转动时产生的不平衡量是因转子各微段的质心不严格处于回转轴线上引起的。各微段因质心偏离回转轴线而产生的离心力都垂直于回转轴线。通过力的合成可把离心力系合成为少数的集中力，其方向仍垂直于轴线。一般说，至少要用分别作用于两个横截面上的两个集中力才能代表原来的离心力系。若这两个集中力刚好形成力偶，则原来的不平衡量在转子不旋转时是无法察觉和测量的；旋转时，力偶才形成横向干扰并引起转子的振动。这种不平衡的效应只有在旋转的动态中才能察觉和测量，所以需要进行动平衡。与此相对的静平衡是指当转子的质量很集中以致可以看作一个垂直于回转轴线的不计厚度的薄盘时，不需旋转就能进行的平衡。其作法是将转子水平放置，偏重的一边受重力作用会垂到下方，设法调整转子质心的位置，使之位于回转轴线上。

在测出不平衡的位置和大小后，或是直接将它去掉，或是在它的对称方向加上和它相应的质量来平衡它的效应，即通过去重或配重完成动平衡。

根据转子的变形和质量分布的情况，动平衡分为刚性转子的动平衡和柔性转子的动平衡。

类型介绍

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刚性转子的动平衡

对于工作转速远低于临界转速的转子，不平衡量引起的变形很小。这种转子可按刚体处理，动平衡可在低速下进行，称为刚性转子的动平衡。在进行刚性转子动平衡时，各微段的不平衡量引起的离心惯性力系可以简化到任意选定的两个截面上去，在这两个面上作相应的校正（去重或配重）即可完成动平衡。为找到两个截面上不平衡量的方位和大小可使用动平衡机。常见的动平衡机分为软支承式和硬支承式两类，前者检测不平衡量引起的振动；后者检测不平衡转子对支承的作用力。刚性转子的动平衡问题已解决得较好。国际标准化组织(ISO)已规定出各类刚性转子动平衡的精度。

柔性转子的动平衡

超临界转速工作的转子在启动和制动时，转速必定通过临界转速，这时不平衡量会使转子产生明显的变形。若转子各微段质心对回转轴线的偏离对变形有明显的影响，则转子不能按刚性转子处理，相应的动平衡称为柔性转子的动平衡。

方法有两种：

①振型法。将不平衡量按转子的各阶固有振型分解。若动平衡时的转速接近某临界转速，则这一阶固有振型突出于其他各阶之上。通过检测该振型，就可找到为消除这一阶不平衡分量所需的校正质量的大小和应放置的位置。逐阶进行，就可完成动平衡。

②影响系数法。在转子上选定若干个校正面和若干个测量面并进行多次运转校正。某校正面上单位校正量在一定转速下引起的某测量面的振动就是一个影响系数。通过测量或计算求出这些影响系数，便可根据不平衡量引起的振动，确定为将各测量面的振动限制在某量值以下，各校正面应加配重（或去重）的位置和大小。在这两个方法的基础上还发展了其他方法，例如振型圆法等。

工程问题

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转子作为机械系统的重要组成部分,它的不平衡量常引起的振动,将导致设备振动、噪声及机构破坏,尤其是对于高速旋转的柔性转子,产生的机械事故将更明显,转子不平衡引起的故障约占机械全部故障的60%以上。随着当前精密数控加工技术的发展,高速转子在加工生产过程中产生的严重影响其加工精度的动平衡问题显得尤为重要,动平衡仪可以有效地保障设备运行的可靠性与安全性,能取得良好的经济效益和社会效益,具有重大的实际意义。

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。转子动平衡和静平衡的区别。