基础知识：转子动平衡技术简介

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　　振动是旋转机械在运行过程中普遍存在的现象。振动会使机械部件承受额外附加的动载荷，显著地加速轴承、轴颈的磨损，影响部件正常工作性能，更严重的会导致系统构件断裂失效。伴随而来的噪声也会污染环境，危害人类健康。不平衡是造成转子大幅振动和产生噪声的主要原因之一，所以必须要进行转子的动平衡试验，使其达到允许的平衡精度等级。本文将介绍几种常用转子动平衡的技术。

　　一、影响系数法和振型平衡法

　　随着挠性转子动平衡理论的发展和成熟，挠性转子动平衡方法派生出影响系数法和振型平衡法两大体系。其中影响系数法主要是先测量原始的不平衡振动，然后选定第一个校正平面加试验质量，测量不平衡振动，下一步去掉校正质量，在第二个校正平面中加试验质量，测量不平衡振动，如果有N个平面就要进行N次测量，根据N次测量得到的N个校正平面的系数，从而得到N个校正平面的校正质量和相位。振型平衡法主要是通过检测一阶固有振型，通过计算即可找到校正质量的大小和相位。然后依次对各阶振型进行平衡，最终完成转子的动平衡。

　　两平面影响系数法

　　二、现场转子动平衡技术

　　上面提到的影响系数法和振型平衡法，都需要在停机的状态下将转子拆卸出来进行操作，平衡精度较高，但比较费时费力。为了克服这一缺点，提出了现场转子动平衡技术。现场转子动平衡技术是伴随着电测水平的不断提高而出现的，其操作过程主要是在实际工作转速下，以机器本身作为动平衡的基座，通过测量转子相关部位的振动信息，从而来确定校正的质量和方位，通过加重或减重的方式来消除转子的不平衡量。现场转子动平衡技术实际建立在影响系数法和振型平衡法基础之上，与现场电测技术相结合的校正方法。

　　现场转子动平衡技术

　　三、在线转子动平衡技术

　　上面提到的几种方法在进行动平衡时，需要进行数次的停机。针对一些需要连续工作的转子，在运转过程中产生变形以及物料的不均匀会破坏转子系统的平衡，在这种状态下在线转子动平衡技术应运而生。在线转子不平衡主要分成两大类：

　　  · 一类是直接法即直接在转子上加重或减重;
　　  · 另外一类是平衡头法即通过平衡头来校正转子的不平衡量。

　　四、非线性转子动平衡技术

　　前面提到的影响系数法和振型平衡法都是基于线性的条件，但在实际中转子往往支撑在具有非线性刚度的轴承上，由于线性条件不成立，直接采用影响系数法将会带来了很大的误差，目前在处理这类问题时主要是通过算法优化，对非线性系统等效线性化来平衡非线性支撑的转子。在现场转子动平衡中，为了解决非线性问题，可以通过一阶非线性识别和校正现场动平衡测试方法。在考虑转子非线性油膜力时，目前可以通过非线性传递函数法来解决。

　　参考文献：
　　曹树谦, 陈予恕, 丁千,等. 转子高速动平衡的非线性传递函数法[C]// 2003大型发电机组振动和转子动力学学术会议论文集. 2003.
　　刘曦泽, 段滋华, 李多民. 转子动平衡技术的研究现状和进展[J]. 广东石油化工学院学报, 2012, 22(3):69-72.
　　唐云冰, 罗贵火, 章璟璇,等. 非线性支承转子的动平衡[J]. 航空动力学报, 2005, 20(4):600-605.

　　来源：漫步力学微信公众号(ID：Walking-mechanics)，作者：武立明 天津大学。