01 转子平衡
转子旋转体由于材质、磨损、加工组装、装配误差因素,装配完成后转子存在动力上完全轴偏差,即存在轴偏心的情况,这种偏差也就是常说的不平衡量,这种不平衡量通常称之为原始不平衡量。日常提及的降平衡、动平衡校正,即是对转子原始不平衡量进行处理,使转子的不平衡量降低到允许的范围内,降低对机械设备的影响。考虑到动平衡设备的精度限制和转子自身材质的影响,将转子不平衡量降到零是不现实的,平衡精度的概念由此诞生。
02 转子平衡精度

平衡精度是指旋转体平衡后,允许存在不平衡量的大小,即转子单位质量内存在的不平衡量,常使用平衡精度等级作为评价标准。

如上表所示,平衡精度等级是指国际标准化组织(ISO)于1940年制定的ISO1940平衡等级,每个级别间以2.5倍为增量,从精度要求最高的G0.4到要求最低的G4000,单位为g.mm/kg,代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。需要注意的是,根据国际标准ISO1940-1973(E)刚性旋转体的平衡精度中规定,平衡精度为G0.4的精密转子,必须使用现场平衡,否则平衡无意义。

03 转子允许不平衡量

不同应用的转子可以根据平衡等级表找到相对应的平衡精度等级,确定平衡精度G 值后,根据转子的质量、工作转速等,计算出转子的允许不平衡量。许用不平衡量的计算公式为:

式中各字母意义如下:

  • Uper为允许不平衡量,单位是g
  • M代表转子的自身重量,单位是kg
  • G代表转子的平衡精度,单位是mm/s
  • r代表转子的校正半径,单位是mm
  • n代表转子的转速,单位是rpm

具体而言,如我们需要计算一个重量为0.2kg,转速为1000rpm,校正半径20mm的电机转子的允许不平衡量,根据ISO1940平衡等级可知电机转子的平衡精度要求为G6.3级。则该转子的许用不平衡量为

因为电机转子一般需要双面平衡校正,所以分配到每面的允许不平衡量为0.3g。对于做单面静平衡的盘状工件,通过上式计算的结果就是该工件的允许不平衡量。在选择动平衡机之前,应该优先考虑转子所需求的平衡精度,根据转子平衡精度要求以及计算出的许用不平衡量,综合考量动平衡机是否可以达到转子需要达到的平衡要求。
04平衡机的性能评定

基于转子允许不平衡量的现实需求,平衡机作为转子不平衡量的检测仪器,我们引申出评判其性能的重要指标--最小可达剩余不平衡量(Umar),即平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值。不平衡减少率(URR)是平衡机性能的另一评判指标,指的是经过一次不平衡校正减少的不平衡量与初始不平衡量的比值。随着近年旋转体应用增加,平衡机的应用以及市场规模也在扩大。平衡机设备机器出现包括立式平衡机、卧式平衡机、主动式平衡机、被动式平衡机等类型。但是无论何种平衡机,都可以用最小可达剩余不平衡量以及不平衡减少率来进行评判。

卓茂仪器深耕行业18年,专注于转子平衡方向,在平衡机领域具有丰富的行业经验。旗下平衡机产品包括主动式平衡机、被动式平衡机、卧式平衡机以及自动减重平衡机,机型种类齐全,为风扇扇叶、电机转子的平衡修正提供全方位的自动化解决方案。卓茂平衡机支持检测转子不平衡量并对平衡修补方向做出提示,全自动平衡机系列可对转子不平衡量进行检测并进行修正。产品平衡效果显著,不平衡减少率最高可达到95%,最小可达剩余不平衡量0.2g.mm/kg,兼容单面平衡、双面平衡以及三面平衡,显著降低产品振动频率,满足不同客户需求。

卓茂平衡机适用于业界各类风扇、扇叶、马达整机等产品的动平衡测试,通过降低转子不平衡量,使产品低振动、低噪音运转,是生产制造、提升产品质量值得信赖的选择。