现场动平衡

1、现场动平衡的特点

①不需要专门的平衡设备，仅使用适当的现场测试仪器； ②对生产和工作影响最小；

③对操作人员的技术水平要求较高； 2、现场动平衡原理

为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置，现场平衡情况下，利用安放试重质量的方法，临时性地改变转子的质量分布，测量由此引起的轴承振动大小和相位的变化，由试重质量的影响效果确定的真正需要的校正质量的大小和安放位置。 3、一般平衡步骤

（1）频谱分析

平衡前先要作一次振动信号的频谱分析，以便确定最大的振动是不平衡引起的，这是因为其他故障。例如，不对中或轴弯曲。转子不平衡在频谱上的特征是转动频率处主要在径向上出现振动水平的峰值，而且这种峰值一般要高出许多。

不平衡故障的振动特征：1.振动频率主要是转速频率，转子每转一圈振动一次-单峰频谱;2.波形近似为正弦波;3.水平和垂直方向的转速频率相位相差90°;4.振幅随转速提高而增加。

弯曲、不对中的振动相位特征：1.相位稳定；2.轴两端轴向振动之间相位差180°。 （2）选择最佳测量参数

平衡前所作的振动信号频谱分析还能帮助我们选择振动测量的最佳参数。测量振动可以测量加速度、速度或位移。图9.15表示出这三个参数的幅值为频率函数的关系曲线，三条曲线斜率不同，但都在相同频率处出现峰值。每条曲线都包含着振动水平的同样信息，然后给出信息的方式有很大不同。由测量灵敏度考虑，一般在低转速时选用位移或速度参数，它们的灵敏度较高，只有当转速高于1000r/s时，才选用加速度。经验证明，速度曲线最平缓，所以，一般最常选用的参数是速度；加速度曲线倾向于突出高频成分，当低频噪声成问题时可选用加速度，位移曲线则倾向于突出低频成分，常用来对抗高频噪声。

（3）确定平衡质量等级

一台理想的平衡状态的机器应该完全没有不平衡。但实际上，不可能达到完美无缺的平衡状态，对于不同类型的机器，所谓振动太大其含意有很大不同，根据实际工作需求，按照不同的允许振动水平将转子平衡要求进行分类十分重要。

根据国际标准化组织（ISO）标准制定的平衡质量等级，列出每一平衡质量等级中一些典型的实例。平衡质量等级G是最大允许的相对不平衡量e（即偏心距）与转子最大工作

角速度的乘积，即

Geen10

此处e以mm为单位，转速n以r/min为单位，平衡质量等级确定后，根据转子工作转速n，由平衡质量等级图（由于平衡质量等级图太大无法上传，书籍上有）可查得最大允许相对不平衡量e，此即经过平衡后应达到的最大重心偏心距，若已知转子质量M，便可由式（U=Me）算出最大允许不平衡量U。

由于平衡质量等级图太大无法上传（书上有）

表1 平衡质量等级典型设备

等级 630 250 100 40 16 6.3 2.5 1 0.4 转子实例 大型低速运转的四冲程发动机曲轴转达动装置 高速运转四缸内燃机曲轴传动装置 高速六缸以上内燃机曲轴传动装置 机动车轮，机动车发动机曲轴传动装置 一般非关键性驱动轴和转子 鼓风机和风扇转子、飞轮、电机和发电机电枢 透平转子、机床驱动部分、小型电机电枢 唱机和走带机构驱动部分，磨床驱动部件 精密研磨机转子、陀螺仪 （4）选取试重质量

设在转子上半径r处有不平衡质量m，为达到平衡须在与m相对的轴心另一测半径Rc处安放校正质量Mc，则有

McRcmrRc2mrmrMMRc2

eMRc即 Mc

式中 e——根据平衡质量等级和最大工作转速查得的最大允许不平衡量（µm）；

M——转子质量（kg）；

Rc——校正半径（mm）；

一般选取

Mc(5~10)Mc(5~10)eMRc

作为试重质量，由上式得出的Mc单位为g，将此试重质量安放在校正半径Rc处，暂时改

变一下转子的质量分布，以便找出试重质量与振动之间的关系，注意积累经验有利于正确选取试重质量。

（5）单面动平衡

作完振动频谱分析并选定试重质量后，现场单面动平衡的步骤： ①安置加速度传感器和光电传感器并将它们与测量仪器联接起来。 ②开动机器至额定工作转速。 ③测量并记录初始振动水平和相位。

④停止机器转动，把选定的试重质量安置在校正圆上（即安置在要作校正的半径为Rc的圆上），作好试重质量位置标记。

⑤重新启动机器，测量并记录新的振动水平和相位。 ⑥停止机器转动，除去试重质量。

⑦按照介绍的单面动平衡计算方法计算出需用的校正质量大小和位置角度。 ⑧将计算出的校正质量安置在校正角指定的校正角位置上。

⑨再次启动机器，测量残余振动，即测量经过平衡后的振动水平，并与初始振动水平比较，平衡效率

EV0VV0100%

（6）双面动平衡

平衡步骤与单面动平衡类似，但是，双面动平衡必须在两个平面内测量振动，使用两个加速度传感器，并在两个平面上进行校正。一个平面内的不平衡会影响另一个平面，这就是所谓交叉响应。双面动平衡的步骤如下：

⑴将两个加速度传感器和一个光电传感器安置好并联接到动平衡仪器上， ⑵启动机器到额定转速。

⑶对两个测量平面分别测量并记录振动水平和相位。

⑷停止机器转动，将尺寸适当的试重质量安置在校正平面1内，作好位置标记。 ⑸重新启动机器到额定转速，对测量平面1和2分别测量和记录新的振动水平和相位。 ⑹停止机器转动，除去校正平面1内的试重质量，在校正平面2内安置试重质量，作好位置标记。

⑺再次启动机器到额定转速，对两个测量平面分别再次测量和记录振动水平和相位。 ⑻停止机器转动，除去试重质量。

⑼按照动平衡计算方法求出需用的校正质量大小和位置角度。

⑽将校正质量分别安置在校正平面1和2内位置角度指定的角度。

⑾再次启动机器到额定转速，测量残余振动水平并与初始振动水平比较，检查平衡效果是否符合标准要求，若残余振动水平仍较大，则须重复上述步骤，进行第二次平衡，直至满足要求。