浅析电机转子动平衡试验检测方法

庞琳

摘 要：文章介绍了转子动平衡技术的原理，以电机转子为研究对象，对电机转子的动平衡试验检测方法进行了详细的介绍、分析和论述，并进行数据验算。

关键词：电机转子；动平衡技术；试验检测方法；分析

1 概述

在工业生产和现实生活中，电机的应用范围都十分广泛，但在实际使用过程中，往往出现转子不平衡问题，其主要原因是转子在设计特点、工艺精度、制造精度、材质不均匀以及安装误差等造成的质心偏离实际中心惯性主轴，从而导致电机的转子在高速旋转时存在较大的不平衡力。转子不平衡的状态下做高速旋转，转速越高，惯性力越大，转子的挠曲越大，转子内部的内力越大，挠曲的增大进一步加大转子的不平衡，最终使整个机械产生剧烈的振动，并发出噪声，加快了机械内部零件的磨损，降低了机械的精度和使用寿命，严重时会引起焊缝的开裂，这样不仅增加了维修成本，还影响企业的正常生产，给企业造成巨大损失，所以解决转子的动平衡问题是企业研究人员的热门课题。文章以电机转子为试验对象，用H40U型动平衡试验机为试验器材，对电机转子动平衡试验检测的方法进行介绍分析。

2 转子动平衡试验检测方法分析

2.1 电机转子动平衡技术简介

电动机的转速由于功率不同，其转速也各不相同，文章以低于一阶临界转速的刚性转子为例进行动平衡技術分析。根据转子平衡技术的划分，我们把低于一阶临界转速百分之六十的转子称为刚性转子。这种状态下的转子在旋转时产生的挠曲变形非常小，其不平衡的主要因素是转子质心的偏离，刚性转子的动平衡技术主要目的是消除转子的质量偏离，由于转子的挠曲可以忽略，所以通过离心力和离心力矩的平衡就可以进行动平衡的计算。转子的动平衡分析可以通过两个校正平面内的校正质量进行平衡，当转子在这两个校正平面内达到平衡后，其离心惯性力系就成为一个平衡力系，其中心惯性主轴与旋转轴重合，在一定的精度范围内，对于任何转速这个平衡力系都是保持平衡的。

当转子出现质心偏离时，需要寻找系统的平衡，找平衡的方法文章介绍转子转动状态下加重和去重方法，在使用动平衡机进行转动时，通过测振仪测出转子不平衡的相位和振幅，然后确定加重（或去重）的位置和大小。在反复进行测试后，采取加重去重操作，达到不平衡力变小，最后消灭不平衡力，直至理想状态。

2.2 动平衡试验机简介

动平衡试验机按照支撑的方式可分为软支撑平衡机和硬支撑平衡机两种，软支撑平衡机是指平衡机的转速普遍高于转子支撑系统固有频率的动平衡机，通常适用于轻小转子，工作转速较高的平衡试验，也叫做测位移式动平衡机；硬支撑平衡机则是指平衡机转子转速低于转子支撑系统固有频率的动平衡机，常用于转子偏大，速度偏低的平衡测试，也叫做测力式平衡机。硬支撑平衡机来的测试原理是：质心偏离的转子转动时给支撑一个动载荷，从而造成了支撑的振动，且支撑的振动频率与转子转速一致，振幅和相位也与转子的不平衡量成比例关系，通过转子支撑的状态判断转子的不平衡状态。硬支撑动平衡机与软支撑动平衡机相比，具有精度较高、结构坚固、适用范围较广的优点。

文章试验使用的是H40U型动平衡机就是硬支撑动平衡机。该动平衡机测量最大转子直径为1600mm，最大转子质量为2000kg，最高测量转速1250rpm。

2.3 电机转子平衡试验

试验对象：以160KW的电动机转子为研究对象，其重量230kg，转子总长1295mm，额定转速2980rpm，两轴承间距是990mm。

试验步骤：（1）接通电源后电测箱自动自检；（2）输入电机转子参数数据，其中L1 240，L2 280，L3 470，D/2 150，（如图1所示）去重方式；测量转速500rpm；要求定标试重20g，定标相位0°；（3）启动平衡机，从0转达到转速500rpm在正常运转保持相对稳定后，停车，记录初始的数据R1；（4）在左端定标相位0°适当处，加试重20g；（5）重启动动平衡机，达到500rpm转速状态时保持相对稳定后停车，记录当前状态下的数据R2；（6）去掉左端加试重，在右端定标相位0°适当处，加试重20g；（7）重启动动平衡机使其达到转速500rpm保持这转速状态相对稳定后停车，记录此时数据R3；（8）试验结束。（9）对该电机转子的试验数据与理论计算允许不平衡量数值进行比较，如果数值在允许不平衡残余数据范围内，符合标准要求就停止动平衡试验，如果不符合要求就要去重后，重新做（3）-（7）步骤，直至电机转子数值达标准允许不平衡残余数值内，试验结束。

通过实验数据与标准数据的对比分析发现，经过H40U动平衡机的校正试验后，电机转子的轴承位置的剩余不平衡量是毫克，都远远小于16.1克，符合标准的要求，所以此次试验电机转子的不平衡量结果是合格的。

3 结束语

文章对转子动平衡技术进行了详细的介绍，并对电机转子动平衡试验的原理、设备、方法以及过程进行了详细的论述，并通过具体实例对电机转子动平衡进行试验检测的过程和方法进行了具体的阐述和数据计算，并对试验结果数据和评价标准数据进行了论述和对比，为动平衡技术的使用人员提供了借鉴，同理各类转子动平衡技术同此方法试验。