轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡是電機(jī)生產(chǎn)制造過程中極其重要的一個(gè)工序，直接關(guān)系到電機(jī)的噪聲、振動(dòng)指標(biāo)性能是否達(dá)標(biāo)的問題。由于電機(jī)電氣設(shè)計(jì)上的缺陷也會(huì)引起噪聲、振動(dòng)超標(biāo)，與機(jī)械上的不平衡問題交織在一起，導(dǎo)致電機(jī)噪聲、振動(dòng)問題極其復(fù)雜。今天，Ms.參與大家討論的主題是電機(jī)轉(zhuǎn)子本身的不平衡問題，即撇開電磁因素，專門探究產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)問題的機(jī)械方面的根源。

電機(jī)轉(zhuǎn)子本身屬于典型的回轉(zhuǎn)體。制造過程中，加工誤差或手工操作的不確定性造成質(zhì)量分布不均勻（即偏心），產(chǎn)生了不平衡。不平衡產(chǎn)生的力若不予以修正，不僅致使支承軸承損壞、電機(jī)損毀，也會(huì)引起機(jī)器基礎(chǔ)開裂，結(jié)構(gòu)件焊縫開裂。

通過加重或去重的手段，減小以至消除這種不平衡因素稱之為轉(zhuǎn)子平衡。當(dāng)不平衡質(zhì)量矩存在于質(zhì)心所在的徑向平面上，且無任何力偶矩存在時(shí)，直接通過質(zhì)心的徑向平面加重或減重，稱之為靜平衡校正；若轉(zhuǎn)子的質(zhì)心恰好位于軸線上，質(zhì)心兩側(cè)軸線橫截面上轉(zhuǎn)子的重心不在軸線上，旋轉(zhuǎn)時(shí)二離心力大小相等、方向相反，組成一對(duì)力偶，此力偶矩引起二端軸承產(chǎn)生周期性變化的動(dòng)反力，故須在質(zhì)心兩端的兩平面上加重或減重，稱之為動(dòng)靜平衡校正。通常情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)離心力為一個(gè)合力和一個(gè)力偶，因而常說的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡實(shí)際上應(yīng)為動(dòng)靜混合不平衡的校正操作。

 

轉(zhuǎn)子校動(dòng)平衡方法

不平衡產(chǎn)生的離心力取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和重量。為求得不平衡質(zhì)量與振幅之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可利用試加重量，使振動(dòng)振幅發(fā)生變化，獲知單位不平衡重量引起多大的振幅變化。

假定A為原始振幅（μm），G為轉(zhuǎn)子重量（kg），R為平衡半徑（mm），轉(zhuǎn)速為n（r/min），則試加重量大小按下式估算：

加重位置主要依靠經(jīng)驗(yàn)積累，確定試加重量方位，一般不平衡重量超前測(cè)振點(diǎn)15-45°。

 

平衡精度及其計(jì)算

平衡精度也叫平衡品質(zhì)，是衡量轉(zhuǎn)子平衡優(yōu)劣程度的指標(biāo)，單位為mm/s。若轉(zhuǎn)子平衡后不平衡率（單位g.mm/kg）或轉(zhuǎn)子偏心距（單位μm）為e ,則其平衡精度G (單位:mm/s)為:

G = ωe/1000

其中，ω為轉(zhuǎn)子角速度（rad/s）,與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系為ω=2πn/60

若平衡半徑為R（單位mm），則允許殘余不平衡質(zhì)量m（單位g）計(jì)算公式推導(dǎo)如下：

2mω2R=Wω2e

m=We/2R

式中W為轉(zhuǎn)子總質(zhì)量（單位kg）

假如有一電機(jī)轉(zhuǎn)子，平衡精度G6.3級(jí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=800r/min,轉(zhuǎn)子質(zhì)量0.142kg，轉(zhuǎn)子直徑17mm，則：

R=17/2=8.5(mm)

e=1000G/ω=30000G/πn=75.2(μm)

允許不平衡量m=We/2R=0.63(g)

 

目前各電機(jī)生產(chǎn)廠家采用不同規(guī)格型號(hào)的動(dòng)平衡設(shè)備。按測(cè)量原理分有硬支撐動(dòng)平衡機(jī)和軟支撐動(dòng)平衡機(jī)；按型式有臥式和立式動(dòng)平衡機(jī)；按應(yīng)用則有通用和專用動(dòng)平衡機(jī)。

 

在實(shí)際平衡過程中我們可以發(fā)現(xiàn)，有的轉(zhuǎn)子在動(dòng)平衡過程中未發(fā)現(xiàn)問題，或是通過動(dòng)平衡已確定平衡的轉(zhuǎn)子，在實(shí)際的運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)子本身問題導(dǎo)致的振動(dòng)或噪聲，特別是對(duì)于撓型轉(zhuǎn)子問題更嚴(yán)重一些；另外，電機(jī)轉(zhuǎn)速與平衡設(shè)備轉(zhuǎn)速差異性比較大的情況也會(huì)導(dǎo)致平衡效果與實(shí)際運(yùn)行效果不一致。正是基于以往許許多多類似問題的分析解決，在不斷的經(jīng)驗(yàn)積累和理論創(chuàng)新基礎(chǔ)上，才衍生出了今天種類繁多的改進(jìn)型、專用型動(dòng)平衡設(shè)備。

 

（來源 電機(jī)技術(shù)內(nèi)參）