

转子是一种轴承支撑的旋转体,它是动力机械和工作机械中的主要旋转部件,被广泛应用在电动机、发电机、燃气轮机和透平压缩机等动力机械或工作机械中高速旋转的主要部件中。我们日常生活中的常用机械包含着大量这种作旋转运动的零部件,例如各种传动轴、主轴、电动机和汽轮机的转子等,统称为回转体。
理想情况下,轴承在转子转旋转和不旋转时产生的压力是一致的。但是在现实情况中,由于转子在围绕其轴线旋转时会因为相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力,各种加工或质量误差所造成的这种不平衡离心力作用在转子轴承上,离心惯性力不能相互抵消,就会产生偏差,当偏差大时就会产生失衡。

转子力学几何图
造成转子不平衡的因素很多,包括转子材质的不均匀性,联轴器的不平衡、键槽不对称、转子加工误差、转子在运动过程中产生腐蚀、磨损及热变形等等。
转子不平衡通常会引起振动,产生噪音,加速轴承磨损,缩短机器使用寿命,甚至可能在使用过程中造成事故。所以在风扇、电机转子、机床主轴、等旋转零部件在制造过程中,都需要经过平衡以尽量让转子在平稳状态下运转。因此,解决转子失衡问题,是降低设备振动、减少设备故障的有效方法,而能够有效测定转子的不平衡量的,就是平衡机。
平衡机是用于测定转子不平衡的仪器,通过测量出的不平衡量结果对转子进行校正,使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动减少到允许的范围内,以达到减少振动、改善性能和提高产品质量的目的。
转子的平衡包括不平衡量的测量和校正两个步骤,平衡机主要用于不平衡量的测量。平衡机测出转子的不平衡量后调整零件质量分布,由人工或配合自动化设备对转子进行平衡,平衡方式通常有加质量、减质量两种方法。
平衡包含单面平衡和双面平衡,一般来说双面平衡就是动平衡,单面平衡是静平衡。两者的主要区别可以理解为静平衡是在一个校正面进行平衡,校正后的剩余不平衡量保证转子在静态时是在允许不平衡量的规定范围内;而动平衡则是在转子两个校正面进行校正,校正后的剩余不平衡量保证转子在动态时是在允许用不平衡量的规定范围内。
由于转子是一种旋转体,因此转子处于动态时的平衡和校正则显得尤为重要;针对转子不平衡可能导致的后果,启用平衡机测出不平衡量并对其进行校正后得到的改善效果为:
因此,总的来说启用平衡机检测转子不平衡量并对其进行校正可以帮助提高转子及其构成的产品质量。
1866年,德国西门子公司发明了发电机,4年后,1870年加拿大人Henry Martinson申请了平衡技术的专利 ,拉开了平衡校正产业的序幕,发展到现在平衡机的发展历史已经走过了一百多个年头。生产扩大,对于机械的使用也就遍布各行各业,使得市场对于转子平衡的需求也越来越大,平衡机的种类也就层出不穷。
平衡机种类繁多,但是平衡机的设计都需要遵循平衡的基本原则和原理。一般来说,我们可以根据平衡机的应用方式和驱动方式去分类。
一、根据应用方式不同,分为卧式平衡机与立式平衡机
1、卧式平衡机
卧式平衡机是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈水平状态的平衡机,一般来说,具有转轴或可装配工艺轴的转子,如电机转子、机床主轴、滚筒、风机、汽轮机、增压器等,都适用于卧式平衡机。

卧式平衡机
2、立式平衡机
立式平衡机是被平衡转子的旋转轴线在平衡机上呈铅垂状态下的平衡机,一般指转子本身不具备转轴的盘状工件如齿轮、各种汽车飞轮、离合器、压盘及其总成、制动盘、刹车毂、摩托车的离合器及磁电机转子、风扇、风叶、水泵叶轮、皮带轮、砂轮等盘类零件。

立式平衡机
二、根据驱动方式不同,分为被动式平衡机与主动式平衡机
1、被动式平衡机
被动式平衡机是将扇叶放在预先定位好的定子上并进行通电,通过转子自身驱动进行链接而实现驱动,但只有结构允许的特殊转子才能使用这种拖动模式。转子定位精度受转子与定子的配合间隙影响,转速不易控制,故平衡精度略低于主动式平衡机。

被动式平衡机
2、主动式平衡机
主动式平衡机是通过主轴夹住扇叶轴心,主轴又通过皮带与伺服电机连接,通过电机进行驱动。一般采用皮带式驱动转子表面具有光滑的圆柱形表面,其优点是转子定位精准,转速稳定,操作简单,平衡精度高。
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