平衡机的历史
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机发展迄今已经有一百多年的历史。1866年，德国西门子公司发明了发电机。4年后，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。1907年，Franz Lawaczek博士把改良的平衡技术提供给了德国的Carl Schenck先生，后者在1915年制作了第一台双面平衡机。直到上世纪末40年代，所有的平衡工序都是在采用纯机械的平衡设备上进行的。转子的平衡转速通常取振动系统的共
振转速，以使振幅最大。在这种方式下测量转子平衡，测量误差较大，也不安全。
随着电子技术的发展和刚性转子平衡理论的普及，五十年代后大部分平衡设备都采用了电子测量技术。平面分离电路技术的平衡机有效的消除了平衡工件左右面的相互影响。直到七十年代，硬支承平衡机的出现可以认为是平衡机发展史上的一次飞跃。它采用静态下的平衡尺寸设定，消除了传统软支承平衡机需频繁的动态调整的不便，形成了永久定标的平衡机。八十年代，压电传感器技术又给平衡机的发展带来
一次革命。采用这种技术的平衡机在不需要非常高速的平衡领域基本取代了软支承平衡机 。 目前，随着微机技术的运用，将平衡机又带入一个崭新的时代，平衡机在性能、精度、可操作性方面均有了显著的提高。平衡机已经集光、电、 机各方面的技术于一身。并且在电动工具、机械制造、风机、
电机、造纸、纺织、家用电器、冶金等领域得到越来越广泛的应用。 平衡机（动平衡设备、动平衡试验机）的作用
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
一个不平衡的转子在其旋转过程中对其支承结构和转子本身产生一个压力，并导致振动。因此，对转子的 动平衡是十分必须的。平衡机就是对转子在旋转状态下进行动平衡校验，动平衡的作用是：
● 提高转子及其构成的产品质量
● 减小噪声
● 减小振动
● 提高支承部件（轴承）的试用寿命
● 降低使用者的不舒适感
● 降低产品的功耗
平衡机的分类
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机从原理方面可以分为硬支承平衡机、软支承平衡机、半硬支承平衡机。
硬支承平衡机是平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。平衡校验时，支承摆架相对处于“硬”状态，因此转子可以在接近实际轴承条件下进行平衡校正。具有操作简便、安全性能好的特点。
平衡校验时，支承摆架相对处于“软”状态， 软支承平衡机是平衡转速大于参振系统共振频率的平衡机。
因此转子校验平衡时。支承条件与实际轴承工作条件不同。具有测量精度高的特点。
半硬支承平衡机是平衡转速在0.3～0.5倍参振系统共振频率之间的平衡机。同时具有有硬支承平衡机支承刚度高的特点，又有软支承平衡机精度高的优点。
平衡机从应用方面分可分为立式平衡机和卧式平衡机；专用平衡机和通用平衡机。
卧式平衡机是被平衡转子的旋转轴在平衡机上呈水平状态的平衡机。适用于有转轴或可装配工艺轴
的转子，如机床主轴、滚筒、风机、增压器、电机转子、汽轮机等等。
立式平衡机是被平衡转子的旋转轴在平衡机上呈垂直状态下的平衡机。适用于转子本身不具转轴的盘状工件如离合器、齿轮、风扇、压盘及其总成、制动盘、风叶、水泵叶轮、汽车飞轮、刹车毂、皮带轮、
砂轮等盘类零件。
通用平衡机是指能对形状和支承形式比较规则的转子进行动平衡的平衡机。通用平衡机操作简单，效
率也较高。
专用平衡机是能对支承形式和外观与一般转子不同的转子进行平衡的平衡机，例如特别针对发动机的
曲轴，汽车的传动轴进行设计的平衡机。功能专一。 动平衡加工的方法
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
在平衡机的转子进行动平衡测量后，可根据需要对转子进行加重法和去重法的对转子进行平衡加工： 加重法：
即在不平衡的相反方向配上校正重块。常用的方式有焊接、锡焊、铆接、拧螺钉、配加重块等。 去重法：
即在不平衡方向去处一定的重量。常用的方式有：镗削、钻孔、凿削、铣削、磨削等。 平衡精度等级
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
考虑到技术的先进性和经济上的合理性，国际标准化组织(ISO)于1940年制定了世界公认的ISO1940平衡等级，它将转子平衡等级分为11个级别，每个级别间以2.5倍为增量，从要求最高的G0.4到要求最低的G4000。单位为公克×毫米/公斤(gmm/kg)，代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。如下表所示： G4000 具有单数个气缸的刚性安装的低速船用柴油机的曲轴驱动件
G1600 刚性安装的大型二冲程发动机的曲轴驱动件
刚性安装的大型四冲程发动机的曲轴驱动件
弹性安装的船用柴油机的曲轴驱动件
刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件 G630 G250
G100 六缸和多缸高速柴油机的曲轴传动件；汽车、货车和机车用的发动机整机
汽车车轮、轮毂、车轮整体、传动轴，弹性安装的六缸和多缸高速四冲程发动机的
曲轴驱动件
特殊要求的驱动轴（螺旋桨、万向节传动轴）；粉碎机的零件；农业机械的零件；
汽车发动机的个别零件；特殊要求的六缸和多缸发动机的曲轴驱动件
商船、海轮的主涡轮机的齿轮；高速分离机的鼓轮；风扇；航空燃气涡轮机的转子G40 G16
G6.3 部件；泵的叶轮；机床及一般机器零件；普通电机转子；特殊要求的发动机的个别
零件
G2.5 燃气和蒸汽涡轮；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子；小电机转子；涡
轮泵
磁带录音机及电唱机、CD 、DVD 的驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢 G1
G0.4 精密磨床的主轴；电机转子；陀螺仪
在您选择平衡机之前，应该先确定转子的平衡等级。
动平衡机应用范围概述
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
动平衡机的用途广泛，具体可分为十大类：
1. 重工业：涡轮子, 大型发电机，水车，大形变速齿轮 、大型马达离心机，搅拌机，垃圾处理机。
2. 汽车工业：轮胎、曲轴、驱动轴、离合器、剎车鼓、飞轮汽车用各类马达、冷却扇、增压器。
3. 家电电机：吸尘机用马达、果汁机用马达、风扇、中型马达、磁鼓、空调用各类零件、计算机磁盘。
4. 送风机：一般送风机(工业用)
5. 农机具：引擎零件(曲轴、飞轮等) 刀具，链锯等用零件。
6. 小型马达：家电用小型马达转子，汽车用马达转子，录音机用马达转子。
7. 机械部品:制纸滚轮、泵叶片、各种齿轮、扭力转换器、纺织机零件、电梯零件。
8. 航空：陀螺仪，航空用引擎，螺旋浆叶，飞机用轮胎，时钟，手表等零件。
9. 工作机械：砂轮机、刀具、各式主轴、齿轮。
10. 其它：捻线机, 磨擦轮等等。
小型水轮发电机组运行中的振动分析
水轮发电机组振动是水电站存在的一个普遍问题，有设计、制造、安装、检修、运行等方面的原因。运行中的机组不同程度都存在著振动，电站规定振动值在某一允许范围内，当振动超过规定的允许值时，便会影响机组的安全运行和机组的寿命，需及时找出原因并采取措施消除。同时，水轮发电机组的振动是
一个复杂的问题，但从振动的原因来看，一般有机械、水力及电磁等方面的原因。笔者结合实践谈谈水轮发电机组运行中的振动问题。
机械振动由于机组机械部分的惯性力、摩擦力及其他力的干扰造成的振动叫做机械振动。引起机械振动的因素有：转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等。
转子质量不平衡。由于转子质量不平衡，转子重心与轴心产生一个偏心距。当主轴旋转时，由于失衡质量离心惯性力的作用，主轴将产生弯曲变形。轴变形越大，振动也越严重。在制造时，要进行转子的静平衡、动平衡试验，使不平衡重量尽可能小，从根本上消除这种振动的原因。
轴线不正。机组轴线不正会引起两种形式的振动：弓状回旋。由于转子、转轮几何中心偏离旋转中心，运行中会产生横向及纵向振动，直接形成回旋对推力轴承、导轴承均构成威胁，还能增大离心惯性力，两者都使振幅增大。从运行角度分析，一般出现在投运年限较长，各导轴承间隙大，没能及时修复，或者检修质量不良等情况下。另外一种是摆振。在动水压力下，推力轴承处发生摆振。为此，在安装和检修时必须找正轴线，调整各导轴承的间隙在允许范围内。对新投产的机组，一般不会由于轴线不正而引起剧烈振动，但对于运行一段时间后的机组，由于某种原因使轴线改变，如推力头与轴配合不严密、卡环不均匀压缩、推力头与镜板间的垫变形或破坏等，都会引起机组振动。
导轴承缺陷。当导轴承松动、刚性不足、运行不稳而润滑不良时，会发生摩擦，引起反向弓状回旋，即横向振动力。导轴承间隙过小，会把转轴的振动传给支座和基础，导轴承间隙过大，转轴振动大。适当的导轴承间隙，才有可能同时保证转轴与支座的振动均在允许范围内。
水力振动由水轮机水力部分的动水压力的干扰造成的振动叫水力振动。引起水力振动的因素有：水力不平衡、尾水管中的水力不稳定、涡列等。
水力不平衡。当流入转轮的水流失去轴对称时，出现不平衡的横向力，于是造成转轮振动。水流失去轴对称的主要原因是过流通道不对称，如：蜗壳形状不正确；导叶开度不均，引起转轮压力分布不均；在流道中塞有外物；转轮止漏环偏心等。
尾水管中水力不稳定。尾水管中水力不稳定现象，主要指尾水管中的水压周期性的变化，压力脉动作用于机组和基础上，就引起振动、噪音和出力波动，同时它对尾水管有相当大的破坏作用。这种情况一般发生在非设计工况下，水流在尾水管进口有一个圆周分量，形成旋流。当此分量达一定值时，便在尾水管中出现涡带，使尾水管的水流发生周期性的变化，引起水压脉动和管壁振动。当水轮机的自振频率与压力脉动频率相同时，便发生共振，威胁水轮机组的运行。
涡列。当水流绕流叶片，由出口边流出时，便会在出口边处产生涡列，从叶片的正面和背面交替出现，形成对叶片交替的冲击。当叶片自振频率与冲击频率相同，便产生共振。由涡列所引起的振动只在一定水头和开度时才会发生，它能使叶片的根部或轮缘产生裂纹，有时还伴随著一定的声响。
在偏离设计工况下运行，机组一般都存在著一个振动区。这个振动区主要是由水力方面引起的，如尾水管中水力不稳定、涡列等。在没有解决振动问题之前，为了机组的安全与稳定，值班人员应尽可能地避开这些区域运行。磁振动由发电机电磁部分的电磁力的干扰造成的振动叫做电磁振动。引起电磁振动的因素有：发电机二相不对称运行、发电机突然短路等。
发电机三相不对称运行
发电机运行时，会发生三相不平衡负载，引起三相电流不平衡。三相不平衡电流会在三相绕组中产生一个正序旋转磁场和一个负序旋转磁场。当负序磁场对著水力发电机转子纵轴附近时，因气隙小，磁阻小，磁力线就多，转子和定子间的作用力就大。当负序磁场对著转子横轴附近时，因气隙大，磁阻大，磁力线就少，转子与定子间的作用力就小。这样，负序磁场和转子之间的作用力时大时小，就使力矩变成两倍于周波数的频率而脉动，造成转子及定子机座的振动。
发电机突然短路发电机突然短路会使定子绕组的端部受到很大的电磁力的作用。这些力包括定子绕组端部相互间的作用、定子绕组端部与转子绕组端部相互间的作用力以及定子绕组端部与铁芯之间的作用力。另外，发电机突然短路还使转子轴受到很大的电磁力矩作用，所受力矩分为两种：一种是短路电流中使定子、转子绕组产生电阻损耗的有功电流分量所产生的阻力矩，另一种是突然短路过度过程中才出现的冲击
交变力矩。这些电磁力及电磁力矩能使发电机组受到剧烈的振动，并给发电机部件带来危害。发电机转子两点接地当发电机在运行中出现转子两点接地时，部分线匝短路，电阻降低，有较大的短路电流流过短路点，励磁电流不正常的增大，发电机进相多，引起磁场不平衡，造成发电机组强烈的振动。
此外，非同期并列、系统故障、雷击也会使发电机组产生电磁振动。 平衡机的一般工作条件
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
1. 室内温度在5～35℃范围内；
2. 相对湿度不超过85％；
3. 电源电压的波动量不应超过名义值的±10％；
4. 安装紧固在稳固的基础上，安装水平度在0.2/1000以内；
5. 平衡机周围无振动源干扰、无电磁辐射、无腐蚀性介质的车间场地。 允许不平衡量的计算
（上海申超动平衡机械制造有限公司版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com） 允许不平衡量的计算公式为：
式中m per 为允许不平衡量
M 代表转子的自身重量，单位是kg ；
G 代表转子的平衡精度等级 ，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 。
举例如下：
如一个电机转子的平衡精度要求为G6.3级，转子的重量为0.2kg ，转子的转速为1000rpm ，校正半径20mm ，
则该转子的允许不平衡量为：
因电机转子一般都是双面校正平衡，故分配到每面的允许不平衡量为0.3g 。
在选择平衡机之前，应先考虑转子所要求的平衡精度。 小汽车跑偏的故障排除析
目前，小汽车的前轮多采用独立悬挂设计，而这种设计比较紧凑，底盘位置相对较低，越野性能相对较弱。但我国道路状况比较复杂，车辆行驶过程中常会遇到高台障碍或凹凸不平的路面。前悬挂部件极易
出现同障碍物发生碰撞，和来自路面对车辆冲击过大的现象。
当这种碰撞冲击产生的力量足够使前悬挂部件发生变形时，前悬挂各部件安装位置就会产生变化。这种变化会改变前悬挂各部件安装位置之间的几何形状、角度和几何直线距离。从而直接影响到轮胎外倾角度，主销后倾角度，前轮前束和左右转向角的数值。所以前横梁下摆
臂减振器应当是车辆跑偏故障的重点检查的部件。
影响车辆四轮定位的因素有很多，以下是在做四轮定位前需要检
查的项目：
各部位胶套、胶垫老化程度和磨损状况；
减振器的外观有无变形，减振性能如何；
个球头、支撑拉杆外观状况和性能；
轮胎磨损状况，轮胎动平衡和轮胎胎压是否符合标准，轮胎钢圈有
无变形；
前悬挂下摆臂，前横梁有无损伤；
轮芯轴承有无松旷；
车身，尤其是减振器上座的固定部位有无因撞车而造成的错位现
象。
前悬挂部件的检查是四轮定位的基础，在排除行车跑偏的故障
时，正确的施工次序是：
检查轮胎和轮胎钢圈，检查轮胎动平衡及轮胎气压是否符合标准。 检查前悬挂各部件拉杆、球头、下摆臂、左右减振器、轮芯轴承
及前横梁等部件是否正常。如发现异常必须立即排除。
检查左右两侧轴距是否符合标准。
在检查1-3项检查合格后，方可进行四轮定位。
轮胎定位后，必须进行侧滑和道路行车实验，以检查调整后的效
果。
经过以上五个步骤的检查维修和调整，维修人员就可以及早发现
故障点，加快维修进度，减少返工次数。 不平衡力从测量平面到校正平面上的换算
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
在硬支承平衡机中，轴承支架的刚度较高。由于不平衡量所产生的离心力，不能使轴承支架产生摆动。因而工件与轴承支架几乎不产生振
动偏移，这样“不平衡力”就可以被认为是作用在筒支梁上的“静
力”，因此就能用单纯静力学原理来分析工件的平衡条件。 根据刚性转子的平衡原理，一个动不平衡量的刚性转子。总可以在与旋转重心相重合的二个校正面上减去或加上适当的质量来达到动平衡。转子旋转时，支架上的轴承受到“不平衡”的交变动压力，它包
含着“不平衡”的大小和相位的讯息。
为了精确、方便、迅速地测量转子的动不平衡，通常把这一非电量检测转换成电量检测。可选用压电传感器作为机电换能器。由于压电传感器是装在支承轴承处，故测量平面位于支承平面上。但转子的二个校正平面根据各种转子的工艺要求（如形状、校正手段等）。一般选择在轴承以外的各个不同位置上。所以有必要把支承处测量到的不平衡力讯号换算到二个校正平面上，这可以利用上述静力学原理来实现。 平衡机的吊运和安装
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
起吊设备的吊运载量重应大于平衡机的重量。在吊运时应注意起吊的钢丝绳不能碰到支承架上的滚轮架，以免支承架受到损伤影响使用。在靠近钢丝绳处应垫上木块或毡类物品，以防止擦伤油漆表面。还要做到起吊平衡。
平衡机应放在适当的工作环境中。安装时应用水平仪校正在纵横二个方向上的水平度。一般在0.2/1000。机座与水泥地面的结合面应用地脚螺栓固定。平衡机在安装时要仔细检查床身底面和水泥基础间不准有任何杂物，如小垫圈、小螺钉、小木块等垫入，以免影响机器的性能。
安装平衡机后，应进行定标量值误差检查，如有较大出入，应校准后方可使用。
安装结束后，根据平衡机注明的电源电压要求，在接通电源的同时，应将车间保护地线与平衡机的专用保护接地牢固地接好不可松动，以保障人身安全。同时将电测箱电源、传感器、光电头等各插头与插座一一对应连接，并仔细检查切勿插错。 平衡机概述
平衡机是测量旋转物体(转子) 不平衡量大小和位置的机器。
任何转子在围绕其轴线旋转时，由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中，都需要经过平衡才能平稳正常地运转。
根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正，可改善转子相对于轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此，平衡机是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。
通常，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，而不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备，或用手工方法完成。有些平衡机已将校正装置做成为平衡机的一个部分。
重力式平衡机和离心力式平衡机是两类典型的平衡机。重力式平衡机一般称为静平衡机。它是依赖转子自身的重力作用来测量静不平衡的。
置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量，则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动，直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。
被平衡的转子放在用静压轴承支承的支座上，在支座的下面嵌装一片反射镜。当转子不存在不平衡量时，由光源射出的光束经此反射镜反射后，投射在不平衡量指示器的极坐标原点。如果转子存在不平衡
量，则转子支座在不平衡量的重力矩作用下发生倾斜，支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光束偏转，这样光束投在极坐标指示器上的光点便离开原点。根据这个光点偏转的坐标位置，可以得到不平衡量的大小和位置。
重力式平衡机仅适用于某些平衡要求不高的盘状零件。对于平衡要求高的转子，一般采用离心式单面或双面平衡机。
离心式平衡机是在转子旋转的状态下，根据转子不平衡引起的支承振动，或作用于支承的振动力来测量不平衡。其按校正平面数量的不同，可分为单面平衡机和双面平衡机。单面平衡机只能测量一个平面上的不平衡(静不平衡) ，它虽然是在转子旋转时进行测量，但仍属于静平衡机。双面平衡机能测量动不平衡，也能分别测量静不平衡和偶不平衡，一般称为动平衡机。
离心力式平衡机按支承特性不同，又可分为软支承平衡机和硬支承平衡机。平衡转速高于转子一支承系统固有频率的称为软支承平衡机。这种平衡机的支承刚度小，传感器检测出的信号与支承的振动位移成正比。平衡转速低於转子一支承系统固有频率的称为硬支承平衡机，这种平衡机的支承刚度大，传感器检测出的信号与支承的振动力成正比。
平衡机的主要性能用最小可达剩余不平衡量，和不平衡量减少率两项综合指标表示。前者是平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，它是衡量平衡机最高平衡能力的指标；后者是经过一次校正后所减少的不平衡量与初始不平衡量之比，它是衡量平衡效率的指标，一般用百分数表示。
在现代机械中，由于挠性转子的广泛应用，人们研制出了挠性转子平衡机。这类平衡机必须在转子工作转速范围内进行无级调速；除能测量支承的振动或振动力外，还能测量转子的挠曲变形。挠性转子平衡机有时安装在真空防护室内，以适合汽轮机之类转子的平衡，它配备有抽真空系统、润滑系统、润滑油除气系统和数据处理用计算机系统等庞大的辅助设备。
根据大批量生产的需要，对特定的转子能自动完成平衡测量和平衡校正的自动平衡机，以及平衡自动线，现代已大量的装备在汽车制造、电机制造等工业部门。
平衡机的维护保养
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
必须经常保持平衡机清洁，导轨面上应保持清洁，并经常涂油防锈。
支承块或滚轮表面应保持清洁，不准粘附铁屑、灰尘杂物，每次工作前应揩净支承块或滚轮和转子轴颈，加上少许润滑油。移动支承架时应同时将转子转动或将左右支承架同时同速移动，以免轴颈和滚轮表面划痕磨损，不允许将转子放在滚轮架上进行敲打或撞击。
电测箱是平衡机的关键部件，必须防止振动和受潮，应妥善保管。工作完毕后应关掉电测箱开关。 电测箱如较长时期不使用，则应定期通电预热几小时。
电测箱面板上所有旋钮和开关不得随意拨动，以免损坏元器件和带来测量误差。
光电头的镜头玻璃应经常用擦镜纸或擦镜布揩清透镜的外表面，使之保持清洁，切忌用带油污的纱头或脏布揩拭镜面。
平衡机是精密的检测设备，应有专人负责保管与操作。 平衡机的故障原因及排除（一）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
引起平衡机不能正常工作或达不到平衡精度的因素很多，这些因素中有的是被平衡工件的原因，也有的是机器本身或电测系统的原因。因此只要某一个环节不正常就必然会影响工件的平衡，如能针对性地分析这些现象，才能有助于我们正确区分并判定出现的各种情况的原因，进而采取有效措施来减少或消除这些不利因素对工件平衡的影响。
1. 工件的影响
校正工件不平衡要求超过了平衡机本身最小可达剩余不平衡量的能力，也就是平衡机的平衡精度不能满足工件平衡的要求。
工件本身支承处轴颈的圆度不好，表面粗糙度太低。
工件本身的刚度不佳，在高速旋转时产生变形造成质量偏移，或工件本身有未固定的零件在旋转状态下移动或松动。
经过平衡的转子在实际使用中会出现明显的振动，这并非转子自身不平衡所引起的，而是由于转子支承轴颈成椭圆或转子结构上存在着刚度的差异引起而产生的高次谐波，电磁激励引起的振动，带叶片转子在旋转过程中产生气涡流的影响，系统的谐振等而引起的。
由于电网相连的其他设备频繁启动造成电源波动和噪声的影响或由于支承架滚轮与转子轴颈两者直径相近而产生的拍频干扰。滚轮直径与 工件轴颈尺寸间的差异应大于20%。
由于校验无轴颈的转子而使用的工艺芯轴本身的不平衡或芯轴安装与支承处的同轴度误差，以及芯轴与转子配合的间隙误差而造成平衡 后的转子在重复装校时或使用时又产生较大的不平衡。
工件转子的实际工作状态和平衡校验时的状态不一致。
校正工件转子的不平衡量时，其加重或去重的质心位置与平衡机测量显示的校正位置偏离。 平衡机的故障原因及排除（二）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机的影响
1. 左右支承处有高低，使转子左右窜动或轴颈平面与支承处相擦。
2. 支承块严重磨损或滚轮跳动增大。
3. 支承处有污物，未加润滑油。
4. 安装平衡机的地基不符要求，底部结合面未垫实，地脚螺栓未紧固，或放在楼面上，引起共振。
5. 传感器的输出讯号不正常。
6. 支承架上能移动的零部件处的紧固螺钉未固紧。
7. 传动带不符要求，有明显的接缝。
8. 平衡机光电头未对正反光纸，光电头镜面模糊，光电头位置偏斜引起角度偏移。 平衡机常用术语解释（一）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
1.不平衡量
转子某平面上不平衡量的量值大小，不涉及不平衡的角度位置。它等于不平衡质量和其质心至转子 轴线的乘积，不平衡量单位
是gmm 或者gcm ，俗称“重径积”。
2. 不平衡相位
转子某平面上的不平衡质量相对于给定极坐标的角度值。
3. 不平衡度
转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm 。
4. 初始不平衡量。
平衡前转子上存在的不平衡量。
5. 许用不平衡量
为保证旋转机械正常工作所允许的转子剩余不平衡量。该指标用不平衡度表示时，称为许用不平衡度（亦称许用不平衡率）。 平衡机常用术语解释（二）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
6.剩余不平衡量
平衡校正后转子上的剩余不平衡量。
7. 校正半径
校正平面上校正质量的质心到转子轴线的距离，一般用mm 表示。
8. 校正平面的干扰（相互影响）
在给定转子某一校正面上不平衡量的变化引起另一校正平面上平衡机指示值的改变（有时称为平面分离影响）
9. 转子平衡品质
衡量转子平衡优劣程度的指标。
G=eper ω/1000
式中G －转子平衡品质，单位mm/s。从G0.4-G4000分11级。
e per －转子允许的不平衡率gmm/kg或转子质量偏心距μm
ω－相应于转子最高工作转速的角速度＝2πn/60≈n/10，n 为转子的工作转速r/min
10. 转子单位质量的允许不平衡度（率）
e per ＝G×1000/n/10 单位：gmm/kg或μm
高中压合缸300MW 汽轮机弯曲转子动平衡
袁立平， 李力， 谭士森
(河南电力试验研究所，河南 郑州 450052)
【摘要】根据测量汽轮机转子弯曲状态和结构特点，进行弯曲轴不平衡量的估算分析与校正配重的试验，提供一个有助于抑制设备振动的工程实例。
【关键词】汽轮机 弯轴 动平衡 轴振动
1 引言
某台国产300MW 汽轮发电机组，投运两年之后，在冷态启动时连续发生轴振动幅值超标现象。测量显示，汽轮机高压转子的№1轴振动额定转速时可达0.22～0.26mm ，临界转速下振幅超过0.30mm 。
虽然对应的№1轴承振动幅值不超过0.03mm ，由于在定速运行时多次听到该轴承箱内有明显异音。进行轴系振动状态测量试验分析诊断和外部检查，难以排除汽缸内部叶片或围带脱落、动静局部摩擦、大轴弯曲等重大设备隐患，确定进行汽缸解体检查。
2 转子弯轴情况
该机组型号N300—16.6(170)/537/537，为亚临界中间再热、高中压合缸、单轴双排汽凝汽式汽轮机组，临界转速高中压转子1680r/min，低压转子1750r/min，高中压转子结构尺寸见附图(a)。
高压与中压转子大轴是整体合金钢锻件，高压部分有11级动叶片，中压部分有6级动叶片。在高压与中压之间轴段是“城墙式”汽封槽，简称“过桥汽封”。在转子两支撑跨度(L=5961mm)内沿轴向长度排放8个百分表，检测出弯曲变形最大的部位是转轴中部的“过桥”处，依照联轴器对轮12个螺孔等分圆，是对应#3～#9螺孔直径方向。最大弯曲值0.12～0.135mm ，如附图(b)所示。
附图(b) 国产300MW 高-中压汽轮机转子弯曲示意图
按照设计制造要求，该转轴弯曲量工艺标准应小于0.05mm ，当转轴表面金属温度降至室内环境温度的48小时之后，高压—中压联合转子的弓形弯轴值是0.13mm 。
3 弯轴转子的不平衡量计算分析
该转子质量重达20t ，最小直径Φ630mm(过桥汽封处) ，总长度7351mm ，两支承跨度约6000mm 。制造厂难以保证直轴校正达到0.05mm 的标准，国内许多熟悉直轴工艺的技术人员也没有一次加压校正的把握，而电厂方面迫切希望尽快使机组问题得到解决投产运行，满足发电任务需求。
依据对转体不对中与不平衡的转子动力学的理论分析，结合轴系动平衡的工程应用实践经验，降低机组的振动可以从减小转轴挠曲或不平衡量予以控制。这种高压—中压联合转子工作转速介于Ⅰ阶与Ⅱ阶振型临界转速之间，可以把转轴“过桥汽封”这一段视为刚性体，便于简化定量计算弯轴产生的不平衡量。 取过桥轴段长度L=750mm
半径r=310mm
转子中心孔半径r 0=60mm合金钢比重γ=7.8
高压段调速级平衡槽半径R 0=360mm
中压段P 11 级平衡槽半径R 11 =460mm
过桥段弯曲值δ=0.13mm
过桥段总质量M=π (r-r 0) 2•L•γ=1148kg
平衡校正等效半径R=R 0+R 11 /2=410mm
平衡校正配重m=M•δ/R=364g
如考虑与过桥相邻高压和中压叶轮叶片质量，转轴弓形弯曲效应比例因素，等效平衡校正配重
Q=Σji=1k im
比例因子k i 1，该转子k i 取3～5为宜。
由于转轴弯曲高点在#9螺孔方向，速度级和中压P 11 级两平面应在#3螺孔方向同相对重1000g 以上。
4 平衡配重
众所周知，在转轴摩擦形成塑性弯曲的机理分析中，弯轴高点多是发生在转子摩擦部位的反向位置。如果该转轴是受一阶振型弹性挠度大形成动静摩擦导致弯轴，在转子中部集中加重不当，有低转速时有可能使过桥汽封处产生摩擦，机组难以启动冲转到额定转速。现场条件限制平衡校正配重试验只允许一次完成。 对弯轴进行配重的实施方案经有关的专家与领导反复论证，公认在技术上是完全可能的，但是在国产
300MW 高压—中压合缸汽轮机组上尚无先例，出于技术的探索和设备生产运行的需要，有必要进行一次试验。
首先对与高中压转子相连的主油泵小轴在试验台上进行了单体高速动平衡。然后在对应#3螺孔(弯曲凹点) 方向调速级加重237g ，中压P 11 级加重195g ，合计配重432g 。
5 结束语
冷态启动机组，测量汽轮机№1轴振动幅值，中速1200r/min暖机没有明显增加与变化，临界转速时
0.20mm ，定速3000r/min时0.24mm ，并网带负荷200MW 时0.18mm ，300MW 时0.15mm 。连续运行两个月考核，在额定转速的不同负荷工况下，转子轴振幅值变化幅度正常，最大值降低0.07～0.10mm ，机组轴系振动趋于稳定，应用平衡工艺控制减振取得明显成效。该机组连续运行301天，创华中电网300MW 机组运行时间最长记录。 平衡机常用术语解释（三）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
11.最小可达剩余不平衡量（Umar ）
最小可达剩余不平衡量（Umar ）。单位是gmm 。其意义是指平衡机能使转子达到的剩余不平衡量
的最小值。是衡量平衡机
最高平衡能力的性能指标。当该指标用不平衡度表示时，称为最小可达剩余不平衡度。（单位gmm/kg）
12. 不平衡量减少率（URR ）
经过一次平衡校正所减少的不平衡量与初始不平衡量之比值。它是衡量平衡机效率的性能指标，以百分数表示：
URR （％）＝（U1－U2）/U1＝（1－U2/U1）×100
式中：U1－初始不平衡量
U2－一次平衡校正后的剩余不平衡量
13. 不平衡力偶干扰比
单面平衡机抑止不平衡力偶影响的性能指标。
转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm 。
14.校验转子
为校验平衡机性能而设计的刚性转子。其质量、大小、尺寸均有规定，分立式和卧式两种。立式转子质量为1.1、3.5、
11、35、110 kg。卧式转子质量为0.5、1.6、5。16、50、160、500kg 。 柴油机曲轴烧蚀的原因浅析
江苏徐州工程兵指挥学院 鞠进军 侯宪春
曲轴滑动轴承烧蚀，俗称“烧瓦”。造成这一故障的主要原因是柴油机的机械负荷和热 负荷过大、机油供给不足的情况下曲轴轴颈与轴瓦之间未能 形成有效润滑油膜，导致曲轴轴颈与轴瓦直接摩擦。 1 曲轴烧蚀的具体原因
1.1 机油品质差
1) 机油品质低劣。选用的机油质量等级和粘度等级较低，或不同牌号机油进行掺兑 使用，造成机油的使用性能达不到要求; 机油长时间使用过 程中混入了大量灰尘，以及因柴油机工作温度过高等使机油 氧化变质。
2) 机油里混有水。水套裂缝或水套有砂眼气孔，使冷却 水渗入机油里。
3) 机油变稀。由于部分柴油机喷油泵润滑采用压力润滑 方式，一旦喷油泵与润滑油道密封失效，柴油进入润滑油道 使柴油机润滑油稀释变质。
1.2 机油容量不够、机油压力较低
1) 机油容量不够。未按规定容量加足机油，使柴油机润 滑机油流量不足，不能保证润滑油膜的形成。
2) 机油压力较低。由于机油压力较低，曲轴轴颈与轴瓦 之间未形成润滑油膜。
3) 由于机油的清洁度较差，使润滑油道或油孔堵塞、曲轴轴颈与轴瓦之间缺机油或 机油不足。
1.3 曲轴轴颈与轴瓦间隙太大或太小
1) 曲轴轴颈与轴瓦间隙太大。因间隙太大，致使机油压 力较低，无法形成足够润滑油膜。
2) 曲轴轴颈与轴瓦间隙太小。因间隙太小，曲轴轴颈与 轴瓦之间油膜厚度不够或无润滑油膜。
3) 轴瓦(凸轮轴衬套) 轴向窜位移动。由于轴瓦(凸轮轴衬套) 轴向窜位移动，破坏了 机油压力腔的形成，无法产生机油压力、不能形成润滑油膜。
1.4 曲轴或缸体的几何尺寸超差
1) 曲轴径向跳动超差(曲轴弯曲) 较大，使轴颈与轴瓦间隙小或无间隙，润滑油膜厚 度不够或无润滑油膜。
2) 曲轴连杆轴颈夹角不均，多缸柴油机曲轴连杆轴颈夹角不均，使连杆轴颈与轴瓦 间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。
3) 缸体主轴承孔同轴度超差，致使主轴颈与轴瓦间隙太 小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。
4) 汽缸孔与主轴承孔垂直度超差，致使连杆轴颈、主轴 颈间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑
油膜。
1.5 曲轴主轴颈、连杆轴颈形状尺寸超差
曲轴主轴颈、连杆轴颈或缸体主轴承孔、连杆大头孔圆 柱度或锥度差较大，均会使轴颈与轴瓦间隙断续(间断) 或呈 锥形，不能保证形成较好的润滑油膜。
1.6 曲轴主轴颈(连杆轴颈) 表面粗糙度超差
由于粗糙度差，在轴颈表面上存在许多金属棱峰，这些 金属棱峰破坏了轴颈与轴瓦之间的润滑油膜的完整性和连续性，金属棱峰直接与轴瓦摩擦，造成曲轴烧蚀。
1.7 曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差
动平衡精度超差时曲轴高速旋转产生很大的惯性力，使曲轴轴颈与轴瓦配合间隙受到破坏，严重者使轴颈与轴瓦直 接摩擦而造成曲轴烧蚀。
1.8 维护保养不当
柴油机运行一段时间后，若不及时进行合理的维护与保 养，将造成机油泵限压阀、机油泵等零件会发生磨损、失效 变形。机油滤清器滤芯会被油污、油泥堵塞，使机油压力降 低，引起曲轴烧蚀。
2 曲轴轴瓦烧蚀原因分析与判断
一般情况下，柴油机发生曲轴烧蚀时会冒白烟，发出金 属撞击异响声，严重时曲轴与轴瓦烧蚀(抱死) 在一起而无法 转动。
2.1 机油变稀
可检查柴油机上部零件(缸盖上平面、气阀机构、缸盖罩壳) 是否有水蒸气或水珠; 若 发现使用中机油容量增加，粘度降低并有生油味，则机油中 已混入柴油。
2.2 机油变质
经较长时间使用或柴油机处于长时间高温工作，造成机 油氧化变质，呈黑色、无光泽，浓度增大，手指捻机油时感觉 机油里有粉尘、杂质等。
2.3 曲轴轴颈与轴瓦间隙过大或过小
间隙过大一般发生在柴油机投入使用时间较长之时，柴 油机运行时机油压力较低; 间隙过小一般发生在柴油机投入 使用时间较短时，柴油机运行时机油压力较高。
出现间隙过大或过小时，可用千分尺、量缸表检查轴颈、轴承孔、轴瓦尺寸，计算 其配合间隙。
2.4 曲轴或缸体的几何尺寸超差
此故障多发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶5000km 之内) 。使用时用手摇 把摇转柴油机至旋转力矩较大(旋转费力) ，可采用逐缸松卸 主轴承盖和连杆盖后转动曲轴，视其旋转曲轴力矩大小、变化差异来确定几何尺寸超差 部位(但确定超差值的大小，则需解体柴油机，用专用检具 测定) 。
2.5 曲轴尺寸超差
故障一般发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶2500km 之内) ，若被测轴颈烧 蚀，可测相邻相应轴颈(因常规下相邻相应轴颈采用同一设 备、同一刃具加工，从而可代表烧蚀轴颈的尺寸误差) 。
2.6 曲轴轴颈的表面粗糙度超差
故障常发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶2500km 之内) ，若被测轴颈烧 蚀，可用粗糙度检测仪测量相邻相应轴颈(因一般情况下， 相邻相应轴颈采用同一设备、同一刃具加工，从而所测粗糙度可代表其烧蚀轴颈粗糙度) 。
2.7 曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差
此故障一般发生在机械行驶10000km 以后，曲轴烧蚀后可清除轴颈上残留的杂物，重 新校检动平衡，其不平衡量基本上可表示其烧蚀轴颈动平衡 超差量。
3 曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤(拉瓦) 的区别
曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤是本质不同的两种故障，前者 是因曲轴高速旋转中曲轴轴颈与轴瓦相互摩擦而烧蚀，后者 是因润滑油中存在的棱峰形杂质或轴颈表面上的金属棱峰拉 伤轴颈和轴瓦所致。
曲轴轴瓦烧蚀后的现象为:在曲轴高速旋转时，只要轴颈与轴瓦表面有摩擦，在极 短时间就可形成高温，
从而使曲轴轴颈与轴瓦表面烧蚀，轴 颈或轴瓦表面发蓝、发黑或合金烧蚀粘附在轴颈上。机油里 附有大量的块状或粗粒状合金。
曲轴拉伤后的现象为:轴颈和轴瓦表面形成圆轴形沟槽纹状，机油里附有一定数量的 粉状合金和其他种类金属和非金属杂物。
曲轴轴瓦烧蚀的原因很多、涉及面广，分析烧蚀原因时应根据曲轴轴瓦烧蚀的状 况，先从简单方面着手，逐一进行检查，筛选出引起曲轴轴 瓦烧蚀的真正原因，对症解决处理。
柔性转子全息现场动平衡技术及其应用
来源：国家自然科学基金委员会工程与材料科学部
柔性转子全息现场动平衡技术是涉及旋转机械振动与控制领域的现场动平衡技术。它适用于对电力、石化、化工等行业中大型回转设备的失衡问题进行识别、平衡和平衡过程模拟。
大型回转机械是工业生产中的重大关键设备，其事故停车将造成重大经济损失。柔性转子动平衡历来是电力、石化、化工等国民经济支柱产业中的一项关键技术。大量统计数据表明：近50%的事故停车是由于转子失衡引起。转子的不平衡通常是引起回转机械振动的主要原因，不平衡会引起转子的挠曲和内应力，使机器振动加剧，加速轴承和轴封等零件的磨损，降低机器的工作效率，严重时会引起各种事故。不平衡不仅是旋转机械主要的激振源，也是多种自激振动的诱发因素，一旦平衡状况得以改善，一些故障现象也随之消失。因此，转子动平衡技术一直是现代工业中的关键技术。自20世纪50年代以来，国内外发展了一系列动平衡技术和设备，为保障大型回转机械的稳定运行起到了积极作用。近年来，随着大型回转机械向高速、高效方向发展，对转子动平衡技术也提出了更高要求。
目前，大型高速转子，特别是大型离心式压缩机，通常是在制造厂家的动平衡机上平衡，与现场工况差异较大，平衡精度往往不易得到保证。现代工业中的大型回转机械整个机组由多个转子组成。对于多个挠性转子组成的轴系，即使各个转子在制造后经过高速动平衡，在装配成轴系或大修后，其平衡状态也会
发生变化。而且离线动平衡的周期相当长，为了进行高速动平衡，不得不将转子取出，长途运输到生产厂家。现场的实际工况与动平衡机上存在较大差异，无论是支承状况的变化、外来的激励、机组热变形和内应力的变化都是动平衡机所无法全面考虑到的，而这些因素恰恰影响着转子的不平衡响应。因此，用现场动平衡代替离线平衡已是一个明确的发展方向。近年，国外生产的离心压缩机，在透平与低压缸的半联轴节附近设计有专用的平衡面，在结构上提供了不揭盖，在现场进行单面动平衡的便利。所以，研究可以实现精确平衡的现场动平衡技术，提高现场动平衡效率，具有重大经济效益，是当代工业提出的新要求。 课题组于1988年提出和公开了用于回转机械振动诊断的全息谱原理和技术。它有效集成了转子的幅频相信息，提高了对回转机械故障的识别能力。1993年后，又在此基础上，将该理论与转子现场动平衡技术相结合，形成全息动平衡理论和技术。它将当代的前沿信息和计算机技术引入到大型转子动平衡中，在转子振动信息的收集、信息的集成融合以及综合利用方面具有独特优势。全息动平衡理论和技术旨在确诊机组的各类转频故障，降低对专家的经验要求，提高动平衡精度，减少动平衡的起车次数。这一技术的应用将提高电力、石化、化工等行业大型回转设备的利用率，缩短动平衡时间。
全息谱理论和技术为全息动平衡技术的建立奠定了理论基础。全息谱方法将多传感器信息进行集成与融合成多维信息，使各单独传感器信息之间的内在联系被充分利用，不平衡振动信息的特征更为突出、明显。从而能够从更深层次揭示转子振动的全貌，提高平衡的效率和精度。
该项目基于课题组独创的全息谱理论，用全息谱集成和融合转子或轴系的全部振动信息，准确判断机组的主导故障，评定转子失衡的状态和失重的影响，确定平衡配重的大小和方位。其本质是将信息融合技术与柔性转子动平衡技术充分结合，简化平衡操作，提高平衡精度和效率，从理论和实践的结合上，实现柔性转子现场动平衡技术的新突破。该项目从全息谱理论、全息动平衡原理，到全息动平衡技术皆为课题组独创，具有自主知识产权。
其主要内容如下：
1．基于全息谱理论，首次阐明了转子平衡过程在全息谱上的表现：转频椭圆上初相点的行为和作用；
提出了移相椭圆的概念和利用移相椭圆预测平衡效果的技术，获得了“转子全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL97108694.X ）。
2．对非对称转子的全息动平衡，提出了测点模态比的概念和四种确定方法。进而可在任意非临界转速下求解转子的平衡配重，以一次试重起车实现转子两阶模态的平衡。获得了“非对称转子的全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL00113755.7）。
3．发明了多转子、多支承轴系的全息动平衡技术。包括用N 个平衡面平衡N ＋1个支承处振动的策略；计算机模拟和微调代替常规多次起停车；以及用遗传算法优化配重；设计了全息现场动平衡的虚拟仪器。获得了“柔性转子轴系全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL02114673.X ）。
该项目的创新要点如下：
1．首创用全息谱技术识别和诊断机组的故障，确诊失衡是主导故障，消除现有平衡操作的盲目性。
2．用二维、三维全息谱集成和融合双向传感器提供的振动信息，消除了转子支承系统刚度不对称性的影响和用单向传感器进行现场动平衡所带来的相位误差。
3．首次阐明了转子平衡过程在全息谱上的表现：转频椭圆上初相点的行为和作用，它与转子失衡质量分布间的对应关系；提出了移相椭圆的概念和利用移相椭圆预测平衡效果的技术。
4．发明三维全息谱分解技术，将原始振动分解为静力失衡与力偶失衡两种响应，达到在一次试重起车中两个平衡面同时加重，在任意非临界转速下实现两阶模态的平衡。
5．提出测点模态比的概念及其四种确定方法。利用测点模态比和全息谱分解技术，以一次试重起车，在任意非临界转速下，实现非对称转子（如悬臂转子）两阶模态的平衡。
6．发明了多转子、多支承轴系平衡新技术。包括：①平衡支承的对偶性；②原始振动椭圆与配重椭圆的初相点互成镜面对称的平衡原则；③用遗传算法逐次优化配重的大小和方位。
7．在现场动平衡领域中采用计算机动态模拟、微调技术，直观显示平衡效果，以获得最佳可行的平衡方案，代替了现场多次起停车操作。采用虚拟仪器的形式，研制和开发了商品化的全息现场动平衡仪器。
该项目采用上述技术，在计算机上准确确定配重质量及方位，最大限度地减少现场机组起停车次数，缩短动平衡停车时间，提高转子或轴系的平衡质量。与现有的离线动平衡技术相比，全息现场动平衡技术动平衡过程时间短，能源消耗少，价格低廉，平衡精度高。
从1991年开始，该项目在10余年研究过程中，先后在中石化长岭炼油厂、贵州赤天化有限公司、云天化集团有限公司、中原油田炼油化工总厂、上海高桥石化公司上海炼油厂、新疆克拉玛依炼油厂、渭河化肥厂、渭河发电厂、陕西省蒲城电厂、河南电力试验研究所等单位应用及现场试验验证。应用过程中正确识别判断机组不平衡故障，准确提供不平衡数据，取得了巨大的经济效益。并逐步在全国石化、电力、核能、化工等行业推广，受到国内外同行的高度重视。
全息动平衡原理和技术将当代前沿技术，特别是信息技术和计算机技术引入大型高速转子动平衡领域中，以全新角度构造转子动平衡技术，建立了柔性转子全息动平衡理论，实现了动平衡理论方法的新突破。从工程实用角度出发，将信息融合技术与柔性转子动平衡技术充分结合，研究出一种新的动平衡技术，简化了平衡操作，提高了平衡的精度和效率，推动了传统的机械动平衡技术的进步。
现场为离心风机做动平衡的方法
郑大鹏，张百利，王玉霞
（山东鲁碧建材有限公司，山东莱芜市２７１１０３）
新型干法生产线中, 各种型号的离心风机装机容量占生产线总功率的30%～40%之间, 加强对在线离心风机的维护和保养, 显得十分重要｡特别是风机叶轮的严重磨损, 造成风机转子不平衡, 从而导致整个风机振幅加大, 严重影响生产的正常运行｡因此, 如何在施工现场为风机做动平衡并清除不平衡因素, 在多年的风机维护管理工作中, 笔者总结出了一套行之有效的简易作图法｡即用作图法找出叶轮轻点位置, 并在轻点位置处加配重, 以清除风机的不平衡｡
1 方法介绍
给风机转子做动平衡, 关键是找出叶轮轻点位置, 并确定所加平衡块质量｡用作图法找平衡(见图1), 具体步骤如下:
(1) 开启风机, 稳定运行后, 在最能反映风机振动情况的M 点(如轴承座等), 用测振仪测其振幅A0, 记录后停机｡
(2) 将叶轮前盘(或后盘) 圆周3等分, 分别记作1点,2点,3点｡
(3) 在1点处夹上预先制作好的夹块P(根据风机叶轮大小确定其质量, 一般为mp=150 g～300 g),重复步骤1, 测M 点振幅A1｡
(4) 更换夹块P 的位置到2点和3点, 重复步骤3, 依次测得M 点振幅A2,A3｡
(5) 作图｡以A0为半径作圆, 圆心为O, 将该圆3等分, 分别记作O1点,O2点,O3点; 以O1为圆心,A1为半径作弧; 以O2为圆心,A2为半径作弧; 以O3为圆心,A3为半径作弧｡上述3条弧线分别交于B,C,D 三点｡
(6)作BCD 的型心O4,O4 点即为轻点, 连接OO4并延长交圆O 于O5点,O5点即为加配重铁块的点｡侧得OO4的长度为L, 则O5点配重质量为 m 配=mp×A0 /2L｡
(7) 在风机叶轮前盘(或后盘) 圆周上找出实际O5点位置, 将配重为m 配铁块焊牢｡至此, 风机作动平衡完成｡
2 实例说明
山东鲁碧建材有限公司1000 t/d水泥熟料生产线上的篦冷机配有1台余风风机, 该风机技术指标见表1｡ 该余风风机的基础结构见图2所示｡风机轴承为双列球面滚动轴承, 基础为混凝土基础, 转子为刚性转子｡该风机由于安装急促, 安装前只是粗略地做了动平衡实验, 再加上工作介质中含尘量过大, 造成叶轮磨损严重, 导致其振幅一直较大｡2002年5月, 因风机振动幅度加大, 运行危险, 为此现场针 对1,2,3,4四个测点(见图
2) 进行了测试, 测试 结果见表2｡
在重新加固了风机基础, 排除了不对中､机械松动､轴承故障等因素之后, 确定造成振动的主要原因为转子不平衡, 对此决定现场为风机做动平衡｡
(1) 测点选择｡#4测点紧靠叶轮, 其振动值变化能直接反映叶轮不平衡量的大小, 所以选#4测点作为测点M, 测得振幅A0=210 μm ｡
(2) 根据风机结构尺寸及振动情况, 以及运行维修经验, 决定试加配重mp=180 g｡
(3) 将叶轮在前盘圆周上平衡分成3等份, 分别记作1点,2点,3点, 并依次测其M 点的振幅A1=226 μm;A2=208 μm;A3=256 μm ｡
(4) 如前所述作图｡O4即为轻点位置,O5为配重施加点(见图3), 测得OO4长L=25 μm, 故实际配重块质量m 配=mp×A0/2L=180×210/(2×25)=756 g｡
(5) 在前盘O5处焊上756 g配重, 开机后测得M 点振动值为60 μm ｡现场为离心风机做动平衡后各测点振幅测试结果见表2｡
3 结语
(1) 用作图法为离心风机做动平衡, 方法简单, 所需仪器价格低廉｡文中提到的测振仪为GZ-4B 型袖珍测振仪, 价格仅900元左右｡
(2) 该方法测得的数据为风机正常运转时发生的数据, 最贴近风机工作状况, 比一般动平衡机(转速远低于风机正常转速, 一般为300～500 r/min)平衡精度高, 在一般工业企业有较大的推广价值｡笔者曾用测相式动平衡仪与本文介绍的作图法所得结果进行比较, 误差在2%以内｡
(3) 该方法不需拆卸叶轮, 在风机工作现场即可进行, 节省了大量的人力和停机时间｡熟练掌握后, 做一次动平衡仅需1 h时左右, 特别适用于叶轮现场修复后找不平衡点, 更换新叶轮后标验转子平衡情况等｡
(4) 该方法仅适用于离心风机, 不适用轴流风机和容积式风机｡
吸油烟机动平衡问题的讨论
《家电科技》 王毓慧
摘要：本文着重讨论了吸油烟机叶轮的动平衡特征，对影响叶轮动平衡的各个相关因素进行了简要分析、并提出了一些相应的改进措施。
关键词：吸油烟机 叶轮 动平衡
1 前言
如果就其工作特点而言，吸油烟机与电风扇、排气扇等都同属于风机类家电产品，都存在着一个叶轮的动平衡问题。但是，由于吸油烟机所处的特殊工作环境，吸油烟机叶轮的动平衡特性是否可以长期保持，对于保证吸油烟机的使用效果来说是至关重要的。而吸油烟机叶轮的动平衡问题，实际上涉及到吸油烟机叶轮的制造与检测工艺、叶轮与蜗壳的组装过程、消费者在使用过程中对吸油烟机的维护清洗等一系列的因素在内。目前在公开发表的吸油烟机技术文献中，对吸油烟机叶轮动平衡进行讨论的论文是比较少的，因此笔者希望本文的内容能够对吸油烟机叶轮制造厂、吸油烟机整机制造厂以及吸油烟机的售后服务商有所参考。
2 吸油烟机叶轮动平衡的类型
笔者认为，吸油烟机、电风扇、排气扇、浴室暖风机甚至空调都属于风机类家电产品，这些家电产品都要依靠叶轮的高速旋转驱动空气快速流动才能够实现工作目的的。
根据风机叶轮的直径与叶轮盘面宽度的比值也就是“长径比”可以把叶轮划分为“单面平衡型”叶轮和“双面平衡型”叶轮。
2.1 当叶轮的直径比叶轮的宽度（即叶轮侧面投影厚度）大7~10倍即长径比大于l/10~1/7时，属于单面平衡型叶轮。毫无疑问，电风扇、排气扇等都属于此种类型，在这种情况下，如果发现叶轮存在动不平衡现象，只需要在叶轮质心所处直径的反向任意位置上安装一个同等力矩的校正质量，就可以使偏离轴心的叶轮质心恢复到轴心位置，使叶轮处于平衡状态（参见图1）。
2.2 对于长径比小于1/10~1/7的叶轮，采用以上方式就不适用了，长径比小于1/10~1/7的叶轮属于“双面平衡型”叶轮。在双面平衡型叶轮上，当叶轮处于无动力驱动状态时，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时叶轮质心并不表现出偏离叶轮转动轴线问题，叶轮实际上处于一种“静平衡”的状态下；但是如果叶轮一旦进入高速旋转状态时，这两块质量各自产生的离心力就构成一个力偶，叶轮的惯性轴和转动轴就不再重合，于是导致叶轮的轴承受到强烈振动；或者两块质量也不对称，并且惯性轴和转动轴相倾斜，于是叶轮质心偏离轴线，叶轮转动时的振动明显增大。这是在双面平衡型叶轮中最为普遍存在的动不平衡状态。要想消除叶轮的这种动不平衡状态，至少需要在两个平面上安装校正质量才可以实现（参见图2）。
除此之外，风机类家电产品的叶轮普遍还是一种“悬臂式”转子结构，即只是在叶轮与电动机主轴连接的一端有支承，叶 轮是处于悬空状态的，可以看作是结构力学上的“悬臂梁”结构，这一点在进行吸油烟机动平衡的状态分析时是不能忽视的（参见图2）。
在了解了叶轮的动平衡类型的划分方法之后，就可以对吸油烟机叶轮所属的动平衡类型做出判定吸油烟机
叶轮属于悬臂式双面平衡型叶轮。在吸油烟机的设计、制造、安装、使用、 维护的一系列过程中，清楚地认识到吸油烟机叶轮动平衡的类型特点是十分重要的。
2.3 根据笔者目前所收集的吸油烟机叶轮的资料，认为在现有的吸油烟机产品中，所采用的叶轮基本上应当都属于悬臂式双面平衡型叶轮。从笔者所拆解、测量过的各种吸油烟机叶轮来看，目前吸油烟机叶轮的直径一般都在200mm 左右（直径略小一些的为190mm ，直径略大一些的为220mm ），按照“单面平衡型”叶轮和“双面平衡型”叶轮的划分方法，如果以叶轮的直径210mm 计算，则叶轮的宽度（由于目前在吸油烟机上普遍采用的是离心式 叶轮，从侧面看其宽度状态是十分明显的）应当在21~30mm之间；就是说当吸油烟机的叶轮宽度不大于30mm 时，直径为210mm 的叶轮才可以采用单面平衡方式对叶轮进行质心配平，才能保证吸油烟机在高速运转时不会因叶轮的动平衡状态出现非正常的振动现象。笔者对吸油烟机叶轮的动平衡问题一直给予认真注意。在拆解、测量各种吸油烟机的结构时，就特别注意吸油烟机叶轮的构造特点，并且在对浙江、江苏、广东等吸油烟机生产厂进行考察时，就有意专门了解各厂家对叶轮动平衡问题的控制程度，于是观察到有一些厂家实际上是在采用处理单面平衡型叶轮动平衡的方式来处理双面平衡型叶轮的动平衡问题。
实际上这个问题是很容易发现的：如果确定叶轮属于双面平衡类型，那么在叶轮上应当观察到至少两个配平片；如果叶轮属于双面平衡类型，而只观察到一个配平片的话，则可以认为其对叶轮的动平衡处理方式是不得当的。
3 叶轮在制造、周转过程中对动平衡问题的措施
目前， 由于吸油烟机的生产制造过程已经实现了专业分工，吸油烟机的生产制造过程分别由零部件供应商和整机制造商来完成，在一般情况下吸油烟机的整机制造商已经不再自行制造叶轮，从供应链关系看吸油烟机的整机制造商所采购的叶轮动平衡指标应当是符合设计标准的，所以本文不准备对叶轮在制造过程中的动平衡问题进行讨论，只是打算指出一点：如果叶轮的生产厂在叶轮出厂时已经对叶轮的动平衡特性进行了严格测试与配平，那么就应该在叶轮的运输、周转过程中采取有效措施来保证叶轮的动平衡状态保持
良好。但是笔者注意到目前这个问题并没有引起应有的注意，无论是叶轮的包装箱还是运输、周转过程中，并没有采取什么有效措施来保证叶轮不会受到意外的损伤：叶轮的外包装箱的强度不高；在包装箱内叶轮和叶轮之间、叶轮和包装箱之间都没有采取有效的防碰撞措施；叶轮包装箱的堆放也未给予特别的关注。这对于保持叶轮的动平衡状态是十分不利的，叶轮在出厂时具备的动平衡状态完全有可能因为叶轮在运输、周转过程中的意外因素而受到破坏：比如由于叶轮在运输、装卸、堆放时产生变形，其质心的变化肯定会影响到叶轮的动平衡状态的。
4 叶轮在组装过程中的动平衡问题
我们在从理论上讨论叶轮的动平衡状态时，是在制造叶轮的材料（材质是均匀的、连续的、各向同质也就是不含杂质的）、工艺（冲压、喷涂、铆接、装配）、形位公差（电动机的轴、叶轮的孔、叶轮叶片的加工尺寸）等等情况都处于理想状态下时进行的；但是在实际情况下这是不可能做到的，叶轮的实际状态与理想状态之间是存在一定误差的；例如笔者就曾经观察到一些处理工艺较差的叶轮叶片表面的涂料出现流淌现象，这对于叶轮的动平衡状态应当是有一定影响的。
在为吸油烟机安装叶轮的过程中，叶轮的动平衡特性是否能够得到保持，要受到以下几个因素的影响：
4.1 检测因素
叶轮动平衡的检测设备比较昂贵，检测方法也比较复杂，在许多的吸油烟机整机制造厂中是不具备对叶轮进行严格检测的技术手段的，一般只能采用一些相对简单的方法进行检测，如利用百分表来进行检测（参见图3）。
可以看出，采用百分表来检测叶轮的动平衡状态，只能得到一个大概的印象，因为采用这种方法只能对叶轮的径向跳动和轴向（端面）跳动获得一个近似值，不可能得到比较准确的数据，因此只能对叶轮的动平衡漂移有一个大致的了解；而且这种检测方式实际上是一种静平衡方式而并非动平衡方式，所获得的数据对在高速旋转状态下叶轮质心的位置只具有参考意义。
4.2 检测基准因素
在采用百分表方法检测叶轮时，采用的是普通的电动机的轴而不是采用专用样轴作为检测基准的，由于普通电动机的轴的公差没有进行过检测，这样对叶轮的检测结果与设计意图之间就可能形成一个较大的误差，如此一来叶轮动平衡特性的检测值与叶轮的设计意图之间就有了一个本来不应该存在的误差由此可见这种看起来貌似可靠的检测方法，其实并不可靠。
4.3 安装公差因素
在安装叶轮的过程中，并不考虑电动机的轴与叶轮的孔之间的公差分布状态，不是把预先经过检测与组合、具有较小公差误差的电动机和叶轮安装在一起，而是随意地进行电动机和叶轮的组装工作：一这样就难以避免出现电动机的轴和叶轮的孔都有较大的公差时，就会在电动机的轴与叶轮的结合部位出现较大的间隙，叶轮的动平衡状态同样也会受到影响（参见图4）。
5 叶轮在使用、维护过程中的动平衡问题
吸油烟机与其它的风机类家电产品最大的区别就是吸油烟机的工作环境十分恶劣，叶轮的动平衡特性在使用过程中的变化很大，其主要原因就是凝油对叶轮正常工作状态的影响。
吸油烟机是专门用来清除厨房内油烟的家用电器，吸油烟机的叶轮在驱动油烟运动的过程中，叶轮会由于与油烟的密切接触而在叶片表面上形成大量的凝油，这些凝油不仅会在吸油烟机的运转过程中形成强烈的气流噪声，并且会给吸油烟机叶轮的动平衡状态带来严重的不良影响。
5.1 叶轮上的凝油改变了叶轮原来的质量分布状态
叶轮在出厂时其质量分布状态可以看作是均匀分布的；但是不能忘记只要吸油烟机一旦投入使用，在叶片的表面上很快就会形成凝油。凝油具有流动性和凝固性，凝油在叶片上的流动与凝结是随机分布的、不均匀的（比如当吸油烟机停止运转时，凝结在叶片表面的凝油会在重力作用下向下流动形成凝油层，其质量分布就会集中在叶片的某些部位；当吸油烟机再次停机时，这一部分由于质量较大就可能仍然停留在与上次接近的位置，就有机会凝结更多数量的凝油，这样长此以往叶轮上的质量分布就会明显地出现改变），而且增加了叶轮的实际质量，叶轮的转动惯量也随之有了较大的变化，这些都会导致叶轮的动平衡状态产生较大的变化。于是吸油烟机电动机的负荷实际上是增加了；这种分布不均匀的凝油层所形成的附加质量，改变了叶轮的质量分布，并且可能使叶轮的惯性轴严重偏离电动机的转动轴，从而导致叶轮在旋转过程中产生比较剧烈的振动，这对于吸油烟机的安全使用是极为不利的。
5.2 清洗叶轮凝油也会破坏叶轮的动平衡特性
为了保持叶轮的正常工作，人们不得不经常性的拆卸、清洗叶轮，在拆卸、清洗叶轮的过程中，经常会严重地破坏叶轮的动平衡状态，这是由于在由非专业人员清洗叶轮的过程中，为了把被凝油粘得很紧的叶轮拆卸下来、并把黏附在叶轮上的凝油清洗干净，往往会采取一些野蛮作业方式，其结果往往是造成叶轮的
严重受损，如叶片变形、电动机轴歪斜等等，都会使吸油烟机叶轮的动平衡状态受到严重的不利影响。 6 对吸油烟机叶轮动平衡特性保障措施的改进建
目前，我国吸油烟机的市场份额仍然在逐年增加，吸油烟机的市场竞争也十分激烈，但是各个吸油烟机厂家大都不约而同地把对吸油烟机的创新点集中在容易实现又能够被顾客直接看到的外观造型、表面结构等方面，对吸油烟机的内部结构、内部构件如叶轮的改进方面，投入的力度并不大。笔者认为，还是应当加大对吸油烟机具有变革性创新的力度，如本文所讨论的叶轮动平衡问题。
笔者认为，对吸油烟机叶轮的动平衡特性保障措施可以从以下几个方面进行：
① 建议吸油烟机的叶轮制造厂重新设计吸油烟机叶轮的包装箱，最好是设计成为可以周转使用的刚性专用包装箱，这样不仅可以保证叶轮不会在运输、装卸、堆放过程中受到损坏，而且可以降低包装箱的使用成本。
② 吸油烟机的整机制造厂家在目前不具备双面平衡检测条件时，可以采取以下方式尽量提高叶轮平衡性能的检测精度：
a 吸油烟机的整机制造厂在进行电动机和叶轮的组装以前、对电动机的轴公差和叶轮的孔公差进行测量和记录，按照检测结果对电动机和叶轮进行组配，以减少制造公差对叶轮动平衡特性的影响；
b 在装配过程中不再采用电动机的轴作为检测基准，改为使用经过严格检定的样轴作为检测叶轮时的基准，以减少制造公差对装配精度的影响；
c 建议为吸油烟机配套电动机的制造厂家和叶轮的制造厂家对电动机的轴和叶轮的孔进行磨削加工，以减少电动机的轴和叶轮之间的装配间隙，提高装配精度，可以有效地降低制造公差对叶轮动平衡特性的不良影响。
⑦ 设法改善吸油烟机叶轮的设计结构。尽量减少凝油在叶轮上的凝聚量，以尽量减少拆卸叶轮的次数。 ④ 在吸油烟机的使用说明书中间应当详细地告知用户，在清洗叶轮的时候应当注意保护叶轮的动平衡状态，不能采用野蛮生硬的方式拆卸叶轮；如果在清洗后发现叶轮损坏比较严重，一定要及时更换新的叶轮。
7 对吸油烟机叶轮进行创新设计是解决问题的最好方法
对于如何能够比较彻底地克服吸油烟机叶轮在动平衡问题上的不足，笔者认为最理想的方法就是对吸油烟机叶轮的结构、形状、材料、加工工艺、安装工艺等等方面进行全新的设计，以符合双面平衡型叶轮在动平衡特性方面的要求，才是解决吸油烟机叶轮目前所存在的动平衡问题的根本方式。
平衡机的历史
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机发展迄今已经有一百多年的历史。1866年，德国西门子公司发明了发电机。4年后，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。1907年，Franz Lawaczek博士把改良的平衡技术提供给了德国的Carl Schenck先生，后者在1915年制作了第一台双面平衡机。直到上世纪末40年代，所有的平衡工序都是在采用纯机械的平衡设备上进行的。转子的平衡转速通常取振动系统的共
振转速，以使振幅最大。在这种方式下测量转子平衡，测量误差较大，也不安全。
随着电子技术的发展和刚性转子平衡理论的普及，五十年代后大部分平衡设备都采用了电子测量技术。平面分离电路技术的平衡机有效的消除了平衡工件左右面的相互影响。直到七十年代，硬支承平衡机的出现可以认为是平衡机发展史上的一次飞跃。它采用静态下的平衡尺寸设定，消除了传统软支承平衡机需频繁的动态调整的不便，形成了永久定标的平衡机。八十年代，压电传感器技术又给平衡机的发展带来
一次革命。采用这种技术的平衡机在不需要非常高速的平衡领域基本取代了软支承平衡机 。 目前，随着微机技术的运用，将平衡机又带入一个崭新的时代，平衡机在性能、精度、可操作性方面均有了显著的提高。平衡机已经集光、电、 机各方面的技术于一身。并且在电动工具、机械制造、风机、
电机、造纸、纺织、家用电器、冶金等领域得到越来越广泛的应用。 平衡机（动平衡设备、动平衡试验机）的作用
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
一个不平衡的转子在其旋转过程中对其支承结构和转子本身产生一个压力，并导致振动。因此，对转子的 动平衡是十分必须的。平衡机就是对转子在旋转状态下进行动平衡校验，动平衡的作用是：
● 提高转子及其构成的产品质量
● 减小噪声
● 减小振动
● 提高支承部件（轴承）的试用寿命
● 降低使用者的不舒适感
● 降低产品的功耗
平衡机的分类
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机从原理方面可以分为硬支承平衡机、软支承平衡机、半硬支承平衡机。
硬支承平衡机是平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。平衡校验时，支承摆架相对处于“硬”状态，因此转子可以在接近实际轴承条件下进行平衡校正。具有操作简便、安全性能好的特点。
平衡校验时，支承摆架相对处于“软”状态， 软支承平衡机是平衡转速大于参振系统共振频率的平衡机。
因此转子校验平衡时。支承条件与实际轴承工作条件不同。具有测量精度高的特点。
半硬支承平衡机是平衡转速在0.3～0.5倍参振系统共振频率之间的平衡机。同时具有有硬支承平衡机支承刚度高的特点，又有软支承平衡机精度高的优点。
平衡机从应用方面分可分为立式平衡机和卧式平衡机；专用平衡机和通用平衡机。
卧式平衡机是被平衡转子的旋转轴在平衡机上呈水平状态的平衡机。适用于有转轴或可装配工艺轴
的转子，如机床主轴、滚筒、风机、增压器、电机转子、汽轮机等等。
立式平衡机是被平衡转子的旋转轴在平衡机上呈垂直状态下的平衡机。适用于转子本身不具转轴的盘状工件如离合器、齿轮、风扇、压盘及其总成、制动盘、风叶、水泵叶轮、汽车飞轮、刹车毂、皮带轮、
砂轮等盘类零件。
通用平衡机是指能对形状和支承形式比较规则的转子进行动平衡的平衡机。通用平衡机操作简单，效
率也较高。
专用平衡机是能对支承形式和外观与一般转子不同的转子进行平衡的平衡机，例如特别针对发动机的
曲轴，汽车的传动轴进行设计的平衡机。功能专一。 动平衡加工的方法
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
在平衡机的转子进行动平衡测量后，可根据需要对转子进行加重法和去重法的对转子进行平衡加工： 加重法：
即在不平衡的相反方向配上校正重块。常用的方式有焊接、锡焊、铆接、拧螺钉、配加重块等。 去重法：
即在不平衡方向去处一定的重量。常用的方式有：镗削、钻孔、凿削、铣削、磨削等。 平衡精度等级
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
考虑到技术的先进性和经济上的合理性，国际标准化组织(ISO)于1940年制定了世界公认的ISO1940平衡等级，它将转子平衡等级分为11个级别，每个级别间以2.5倍为增量，从要求最高的G0.4到要求最低的G4000。单位为公克×毫米/公斤(gmm/kg)，代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。如下表所示： G4000 具有单数个气缸的刚性安装的低速船用柴油机的曲轴驱动件
G1600 刚性安装的大型二冲程发动机的曲轴驱动件
刚性安装的大型四冲程发动机的曲轴驱动件
弹性安装的船用柴油机的曲轴驱动件
刚性安装的高速四缸柴油机的曲轴驱动件 G630 G250
G100 六缸和多缸高速柴油机的曲轴传动件；汽车、货车和机车用的发动机整机
汽车车轮、轮毂、车轮整体、传动轴，弹性安装的六缸和多缸高速四冲程发动机的
曲轴驱动件
特殊要求的驱动轴（螺旋桨、万向节传动轴）；粉碎机的零件；农业机械的零件；
汽车发动机的个别零件；特殊要求的六缸和多缸发动机的曲轴驱动件
商船、海轮的主涡轮机的齿轮；高速分离机的鼓轮；风扇；航空燃气涡轮机的转子G40 G16
G6.3 部件；泵的叶轮；机床及一般机器零件；普通电机转子；特殊要求的发动机的个别
零件
G2.5 燃气和蒸汽涡轮；机床驱动件；特殊要求的中型和大型电机转子；小电机转子；涡
轮泵
磁带录音机及电唱机、CD 、DVD 的驱动件；磨床驱动件；特殊要求的小型电枢 G1
G0.4 精密磨床的主轴；电机转子；陀螺仪
在您选择平衡机之前，应该先确定转子的平衡等级。
动平衡机应用范围概述
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
动平衡机的用途广泛，具体可分为十大类：
1. 重工业：涡轮子, 大型发电机，水车，大形变速齿轮 、大型马达离心机，搅拌机，垃圾处理机。
2. 汽车工业：轮胎、曲轴、驱动轴、离合器、剎车鼓、飞轮汽车用各类马达、冷却扇、增压器。
3. 家电电机：吸尘机用马达、果汁机用马达、风扇、中型马达、磁鼓、空调用各类零件、计算机磁盘。
4. 送风机：一般送风机(工业用)
5. 农机具：引擎零件(曲轴、飞轮等) 刀具，链锯等用零件。
6. 小型马达：家电用小型马达转子，汽车用马达转子，录音机用马达转子。
7. 机械部品:制纸滚轮、泵叶片、各种齿轮、扭力转换器、纺织机零件、电梯零件。
8. 航空：陀螺仪，航空用引擎，螺旋浆叶，飞机用轮胎，时钟，手表等零件。
9. 工作机械：砂轮机、刀具、各式主轴、齿轮。
10. 其它：捻线机, 磨擦轮等等。
小型水轮发电机组运行中的振动分析
水轮发电机组振动是水电站存在的一个普遍问题，有设计、制造、安装、检修、运行等方面的原因。运行中的机组不同程度都存在著振动，电站规定振动值在某一允许范围内，当振动超过规定的允许值时，便会影响机组的安全运行和机组的寿命，需及时找出原因并采取措施消除。同时，水轮发电机组的振动是
一个复杂的问题，但从振动的原因来看，一般有机械、水力及电磁等方面的原因。笔者结合实践谈谈水轮发电机组运行中的振动问题。
机械振动由于机组机械部分的惯性力、摩擦力及其他力的干扰造成的振动叫做机械振动。引起机械振动的因素有：转子质量不平衡、机组轴线不正、导轴承缺陷等。
转子质量不平衡。由于转子质量不平衡，转子重心与轴心产生一个偏心距。当主轴旋转时，由于失衡质量离心惯性力的作用，主轴将产生弯曲变形。轴变形越大，振动也越严重。在制造时，要进行转子的静平衡、动平衡试验，使不平衡重量尽可能小，从根本上消除这种振动的原因。
轴线不正。机组轴线不正会引起两种形式的振动：弓状回旋。由于转子、转轮几何中心偏离旋转中心，运行中会产生横向及纵向振动，直接形成回旋对推力轴承、导轴承均构成威胁，还能增大离心惯性力，两者都使振幅增大。从运行角度分析，一般出现在投运年限较长，各导轴承间隙大，没能及时修复，或者检修质量不良等情况下。另外一种是摆振。在动水压力下，推力轴承处发生摆振。为此，在安装和检修时必须找正轴线，调整各导轴承的间隙在允许范围内。对新投产的机组，一般不会由于轴线不正而引起剧烈振动，但对于运行一段时间后的机组，由于某种原因使轴线改变，如推力头与轴配合不严密、卡环不均匀压缩、推力头与镜板间的垫变形或破坏等，都会引起机组振动。
导轴承缺陷。当导轴承松动、刚性不足、运行不稳而润滑不良时，会发生摩擦，引起反向弓状回旋，即横向振动力。导轴承间隙过小，会把转轴的振动传给支座和基础，导轴承间隙过大，转轴振动大。适当的导轴承间隙，才有可能同时保证转轴与支座的振动均在允许范围内。
水力振动由水轮机水力部分的动水压力的干扰造成的振动叫水力振动。引起水力振动的因素有：水力不平衡、尾水管中的水力不稳定、涡列等。
水力不平衡。当流入转轮的水流失去轴对称时，出现不平衡的横向力，于是造成转轮振动。水流失去轴对称的主要原因是过流通道不对称，如：蜗壳形状不正确；导叶开度不均，引起转轮压力分布不均；在流道中塞有外物；转轮止漏环偏心等。
尾水管中水力不稳定。尾水管中水力不稳定现象，主要指尾水管中的水压周期性的变化，压力脉动作用于机组和基础上，就引起振动、噪音和出力波动，同时它对尾水管有相当大的破坏作用。这种情况一般发生在非设计工况下，水流在尾水管进口有一个圆周分量，形成旋流。当此分量达一定值时，便在尾水管中出现涡带，使尾水管的水流发生周期性的变化，引起水压脉动和管壁振动。当水轮机的自振频率与压力脉动频率相同时，便发生共振，威胁水轮机组的运行。
涡列。当水流绕流叶片，由出口边流出时，便会在出口边处产生涡列，从叶片的正面和背面交替出现，形成对叶片交替的冲击。当叶片自振频率与冲击频率相同，便产生共振。由涡列所引起的振动只在一定水头和开度时才会发生，它能使叶片的根部或轮缘产生裂纹，有时还伴随著一定的声响。
在偏离设计工况下运行，机组一般都存在著一个振动区。这个振动区主要是由水力方面引起的，如尾水管中水力不稳定、涡列等。在没有解决振动问题之前，为了机组的安全与稳定，值班人员应尽可能地避开这些区域运行。磁振动由发电机电磁部分的电磁力的干扰造成的振动叫做电磁振动。引起电磁振动的因素有：发电机二相不对称运行、发电机突然短路等。
发电机三相不对称运行
发电机运行时，会发生三相不平衡负载，引起三相电流不平衡。三相不平衡电流会在三相绕组中产生一个正序旋转磁场和一个负序旋转磁场。当负序磁场对著水力发电机转子纵轴附近时，因气隙小，磁阻小，磁力线就多，转子和定子间的作用力就大。当负序磁场对著转子横轴附近时，因气隙大，磁阻大，磁力线就少，转子与定子间的作用力就小。这样，负序磁场和转子之间的作用力时大时小，就使力矩变成两倍于周波数的频率而脉动，造成转子及定子机座的振动。
发电机突然短路发电机突然短路会使定子绕组的端部受到很大的电磁力的作用。这些力包括定子绕组端部相互间的作用、定子绕组端部与转子绕组端部相互间的作用力以及定子绕组端部与铁芯之间的作用力。另外，发电机突然短路还使转子轴受到很大的电磁力矩作用，所受力矩分为两种：一种是短路电流中使定子、转子绕组产生电阻损耗的有功电流分量所产生的阻力矩，另一种是突然短路过度过程中才出现的冲击
交变力矩。这些电磁力及电磁力矩能使发电机组受到剧烈的振动，并给发电机部件带来危害。发电机转子两点接地当发电机在运行中出现转子两点接地时，部分线匝短路，电阻降低，有较大的短路电流流过短路点，励磁电流不正常的增大，发电机进相多，引起磁场不平衡，造成发电机组强烈的振动。
此外，非同期并列、系统故障、雷击也会使发电机组产生电磁振动。 平衡机的一般工作条件
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
1. 室内温度在5～35℃范围内；
2. 相对湿度不超过85％；
3. 电源电压的波动量不应超过名义值的±10％；
4. 安装紧固在稳固的基础上，安装水平度在0.2/1000以内；
5. 平衡机周围无振动源干扰、无电磁辐射、无腐蚀性介质的车间场地。 允许不平衡量的计算
（上海申超动平衡机械制造有限公司版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com） 允许不平衡量的计算公式为：
式中m per 为允许不平衡量
M 代表转子的自身重量，单位是kg ；
G 代表转子的平衡精度等级 ，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 。
举例如下：
如一个电机转子的平衡精度要求为G6.3级，转子的重量为0.2kg ，转子的转速为1000rpm ，校正半径20mm ，
则该转子的允许不平衡量为：
因电机转子一般都是双面校正平衡，故分配到每面的允许不平衡量为0.3g 。
在选择平衡机之前，应先考虑转子所要求的平衡精度。 小汽车跑偏的故障排除析
目前，小汽车的前轮多采用独立悬挂设计，而这种设计比较紧凑，底盘位置相对较低，越野性能相对较弱。但我国道路状况比较复杂，车辆行驶过程中常会遇到高台障碍或凹凸不平的路面。前悬挂部件极易
出现同障碍物发生碰撞，和来自路面对车辆冲击过大的现象。
当这种碰撞冲击产生的力量足够使前悬挂部件发生变形时，前悬挂各部件安装位置就会产生变化。这种变化会改变前悬挂各部件安装位置之间的几何形状、角度和几何直线距离。从而直接影响到轮胎外倾角度，主销后倾角度，前轮前束和左右转向角的数值。所以前横梁下摆
臂减振器应当是车辆跑偏故障的重点检查的部件。
影响车辆四轮定位的因素有很多，以下是在做四轮定位前需要检
查的项目：
各部位胶套、胶垫老化程度和磨损状况；
减振器的外观有无变形，减振性能如何；
个球头、支撑拉杆外观状况和性能；
轮胎磨损状况，轮胎动平衡和轮胎胎压是否符合标准，轮胎钢圈有
无变形；
前悬挂下摆臂，前横梁有无损伤；
轮芯轴承有无松旷；
车身，尤其是减振器上座的固定部位有无因撞车而造成的错位现
象。
前悬挂部件的检查是四轮定位的基础，在排除行车跑偏的故障
时，正确的施工次序是：
检查轮胎和轮胎钢圈，检查轮胎动平衡及轮胎气压是否符合标准。 检查前悬挂各部件拉杆、球头、下摆臂、左右减振器、轮芯轴承
及前横梁等部件是否正常。如发现异常必须立即排除。
检查左右两侧轴距是否符合标准。
在检查1-3项检查合格后，方可进行四轮定位。
轮胎定位后，必须进行侧滑和道路行车实验，以检查调整后的效
果。
经过以上五个步骤的检查维修和调整，维修人员就可以及早发现
故障点，加快维修进度，减少返工次数。 不平衡力从测量平面到校正平面上的换算
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
在硬支承平衡机中，轴承支架的刚度较高。由于不平衡量所产生的离心力，不能使轴承支架产生摆动。因而工件与轴承支架几乎不产生振
动偏移，这样“不平衡力”就可以被认为是作用在筒支梁上的“静
力”，因此就能用单纯静力学原理来分析工件的平衡条件。 根据刚性转子的平衡原理，一个动不平衡量的刚性转子。总可以在与旋转重心相重合的二个校正面上减去或加上适当的质量来达到动平衡。转子旋转时，支架上的轴承受到“不平衡”的交变动压力，它包
含着“不平衡”的大小和相位的讯息。
为了精确、方便、迅速地测量转子的动不平衡，通常把这一非电量检测转换成电量检测。可选用压电传感器作为机电换能器。由于压电传感器是装在支承轴承处，故测量平面位于支承平面上。但转子的二个校正平面根据各种转子的工艺要求（如形状、校正手段等）。一般选择在轴承以外的各个不同位置上。所以有必要把支承处测量到的不平衡力讯号换算到二个校正平面上，这可以利用上述静力学原理来实现。 平衡机的吊运和安装
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
起吊设备的吊运载量重应大于平衡机的重量。在吊运时应注意起吊的钢丝绳不能碰到支承架上的滚轮架，以免支承架受到损伤影响使用。在靠近钢丝绳处应垫上木块或毡类物品，以防止擦伤油漆表面。还要做到起吊平衡。
平衡机应放在适当的工作环境中。安装时应用水平仪校正在纵横二个方向上的水平度。一般在0.2/1000。机座与水泥地面的结合面应用地脚螺栓固定。平衡机在安装时要仔细检查床身底面和水泥基础间不准有任何杂物，如小垫圈、小螺钉、小木块等垫入，以免影响机器的性能。
安装平衡机后，应进行定标量值误差检查，如有较大出入，应校准后方可使用。
安装结束后，根据平衡机注明的电源电压要求，在接通电源的同时，应将车间保护地线与平衡机的专用保护接地牢固地接好不可松动，以保障人身安全。同时将电测箱电源、传感器、光电头等各插头与插座一一对应连接，并仔细检查切勿插错。 平衡机概述
平衡机是测量旋转物体(转子) 不平衡量大小和位置的机器。
任何转子在围绕其轴线旋转时，由于相对于轴线的质量分布不均匀而产生离心力。这种不平衡离心力作用在转子轴承上会引起振动，产生噪声和加速轴承磨损，以致严重影响产品的性能和寿命。电机转子、机床主轴、内燃机曲轴、汽轮机转子、陀螺转子和钟表摆轮等旋转零部件在制造过程中，都需要经过平衡才能平稳正常地运转。
根据平衡机测出的数据对转子的不平衡量进行校正，可改善转子相对于轴线的质量分布，使转子旋转时产生的振动或作用于轴承上的振动力减少到允许的范围之内。因此，平衡机是减小振动、改善性能和提高质量的必不可少的设备。
通常，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，而不平衡量的校正则往往借助于钻床、铣床和点焊机等其他辅助设备，或用手工方法完成。有些平衡机已将校正装置做成为平衡机的一个部分。
重力式平衡机和离心力式平衡机是两类典型的平衡机。重力式平衡机一般称为静平衡机。它是依赖转子自身的重力作用来测量静不平衡的。
置于两根水平导轨上的转子如有不平衡量，则它对轴线的重力矩使转子在导轨上滚动，直至这个不平衡量处于最低位置时才静止。
被平衡的转子放在用静压轴承支承的支座上，在支座的下面嵌装一片反射镜。当转子不存在不平衡量时，由光源射出的光束经此反射镜反射后，投射在不平衡量指示器的极坐标原点。如果转子存在不平衡
量，则转子支座在不平衡量的重力矩作用下发生倾斜，支座下的反射镜也随之倾斜并使反射出的光束偏转，这样光束投在极坐标指示器上的光点便离开原点。根据这个光点偏转的坐标位置，可以得到不平衡量的大小和位置。
重力式平衡机仅适用于某些平衡要求不高的盘状零件。对于平衡要求高的转子，一般采用离心式单面或双面平衡机。
离心式平衡机是在转子旋转的状态下，根据转子不平衡引起的支承振动，或作用于支承的振动力来测量不平衡。其按校正平面数量的不同，可分为单面平衡机和双面平衡机。单面平衡机只能测量一个平面上的不平衡(静不平衡) ，它虽然是在转子旋转时进行测量，但仍属于静平衡机。双面平衡机能测量动不平衡，也能分别测量静不平衡和偶不平衡，一般称为动平衡机。
离心力式平衡机按支承特性不同，又可分为软支承平衡机和硬支承平衡机。平衡转速高于转子一支承系统固有频率的称为软支承平衡机。这种平衡机的支承刚度小，传感器检测出的信号与支承的振动位移成正比。平衡转速低於转子一支承系统固有频率的称为硬支承平衡机，这种平衡机的支承刚度大，传感器检测出的信号与支承的振动力成正比。
平衡机的主要性能用最小可达剩余不平衡量，和不平衡量减少率两项综合指标表示。前者是平衡机能使转子达到的剩余不平衡量的最小值，它是衡量平衡机最高平衡能力的指标；后者是经过一次校正后所减少的不平衡量与初始不平衡量之比，它是衡量平衡效率的指标，一般用百分数表示。
在现代机械中，由于挠性转子的广泛应用，人们研制出了挠性转子平衡机。这类平衡机必须在转子工作转速范围内进行无级调速；除能测量支承的振动或振动力外，还能测量转子的挠曲变形。挠性转子平衡机有时安装在真空防护室内，以适合汽轮机之类转子的平衡，它配备有抽真空系统、润滑系统、润滑油除气系统和数据处理用计算机系统等庞大的辅助设备。
根据大批量生产的需要，对特定的转子能自动完成平衡测量和平衡校正的自动平衡机，以及平衡自动线，现代已大量的装备在汽车制造、电机制造等工业部门。
平衡机的维护保养
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
必须经常保持平衡机清洁，导轨面上应保持清洁，并经常涂油防锈。
支承块或滚轮表面应保持清洁，不准粘附铁屑、灰尘杂物，每次工作前应揩净支承块或滚轮和转子轴颈，加上少许润滑油。移动支承架时应同时将转子转动或将左右支承架同时同速移动，以免轴颈和滚轮表面划痕磨损，不允许将转子放在滚轮架上进行敲打或撞击。
电测箱是平衡机的关键部件，必须防止振动和受潮，应妥善保管。工作完毕后应关掉电测箱开关。 电测箱如较长时期不使用，则应定期通电预热几小时。
电测箱面板上所有旋钮和开关不得随意拨动，以免损坏元器件和带来测量误差。
光电头的镜头玻璃应经常用擦镜纸或擦镜布揩清透镜的外表面，使之保持清洁，切忌用带油污的纱头或脏布揩拭镜面。
平衡机是精密的检测设备，应有专人负责保管与操作。 平衡机的故障原因及排除（一）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
引起平衡机不能正常工作或达不到平衡精度的因素很多，这些因素中有的是被平衡工件的原因，也有的是机器本身或电测系统的原因。因此只要某一个环节不正常就必然会影响工件的平衡，如能针对性地分析这些现象，才能有助于我们正确区分并判定出现的各种情况的原因，进而采取有效措施来减少或消除这些不利因素对工件平衡的影响。
1. 工件的影响
校正工件不平衡要求超过了平衡机本身最小可达剩余不平衡量的能力，也就是平衡机的平衡精度不能满足工件平衡的要求。
工件本身支承处轴颈的圆度不好，表面粗糙度太低。
工件本身的刚度不佳，在高速旋转时产生变形造成质量偏移，或工件本身有未固定的零件在旋转状态下移动或松动。
经过平衡的转子在实际使用中会出现明显的振动，这并非转子自身不平衡所引起的，而是由于转子支承轴颈成椭圆或转子结构上存在着刚度的差异引起而产生的高次谐波，电磁激励引起的振动，带叶片转子在旋转过程中产生气涡流的影响，系统的谐振等而引起的。
由于电网相连的其他设备频繁启动造成电源波动和噪声的影响或由于支承架滚轮与转子轴颈两者直径相近而产生的拍频干扰。滚轮直径与 工件轴颈尺寸间的差异应大于20%。
由于校验无轴颈的转子而使用的工艺芯轴本身的不平衡或芯轴安装与支承处的同轴度误差，以及芯轴与转子配合的间隙误差而造成平衡 后的转子在重复装校时或使用时又产生较大的不平衡。
工件转子的实际工作状态和平衡校验时的状态不一致。
校正工件转子的不平衡量时，其加重或去重的质心位置与平衡机测量显示的校正位置偏离。 平衡机的故障原因及排除（二）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
平衡机的影响
1. 左右支承处有高低，使转子左右窜动或轴颈平面与支承处相擦。
2. 支承块严重磨损或滚轮跳动增大。
3. 支承处有污物，未加润滑油。
4. 安装平衡机的地基不符要求，底部结合面未垫实，地脚螺栓未紧固，或放在楼面上，引起共振。
5. 传感器的输出讯号不正常。
6. 支承架上能移动的零部件处的紧固螺钉未固紧。
7. 传动带不符要求，有明显的接缝。
8. 平衡机光电头未对正反光纸，光电头镜面模糊，光电头位置偏斜引起角度偏移。 平衡机常用术语解释（一）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
1.不平衡量
转子某平面上不平衡量的量值大小，不涉及不平衡的角度位置。它等于不平衡质量和其质心至转子 轴线的乘积，不平衡量单位
是gmm 或者gcm ，俗称“重径积”。
2. 不平衡相位
转子某平面上的不平衡质量相对于给定极坐标的角度值。
3. 不平衡度
转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm 。
4. 初始不平衡量。
平衡前转子上存在的不平衡量。
5. 许用不平衡量
为保证旋转机械正常工作所允许的转子剩余不平衡量。该指标用不平衡度表示时，称为许用不平衡度（亦称许用不平衡率）。 平衡机常用术语解释（二）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
6.剩余不平衡量
平衡校正后转子上的剩余不平衡量。
7. 校正半径
校正平面上校正质量的质心到转子轴线的距离，一般用mm 表示。
8. 校正平面的干扰（相互影响）
在给定转子某一校正面上不平衡量的变化引起另一校正平面上平衡机指示值的改变（有时称为平面分离影响）
9. 转子平衡品质
衡量转子平衡优劣程度的指标。
G=eper ω/1000
式中G －转子平衡品质，单位mm/s。从G0.4-G4000分11级。
e per －转子允许的不平衡率gmm/kg或转子质量偏心距μm
ω－相应于转子最高工作转速的角速度＝2πn/60≈n/10，n 为转子的工作转速r/min
10. 转子单位质量的允许不平衡度（率）
e per ＝G×1000/n/10 单位：gmm/kg或μm
高中压合缸300MW 汽轮机弯曲转子动平衡
袁立平， 李力， 谭士森
(河南电力试验研究所，河南 郑州 450052)
【摘要】根据测量汽轮机转子弯曲状态和结构特点，进行弯曲轴不平衡量的估算分析与校正配重的试验，提供一个有助于抑制设备振动的工程实例。
【关键词】汽轮机 弯轴 动平衡 轴振动
1 引言
某台国产300MW 汽轮发电机组，投运两年之后，在冷态启动时连续发生轴振动幅值超标现象。测量显示，汽轮机高压转子的№1轴振动额定转速时可达0.22～0.26mm ，临界转速下振幅超过0.30mm 。
虽然对应的№1轴承振动幅值不超过0.03mm ，由于在定速运行时多次听到该轴承箱内有明显异音。进行轴系振动状态测量试验分析诊断和外部检查，难以排除汽缸内部叶片或围带脱落、动静局部摩擦、大轴弯曲等重大设备隐患，确定进行汽缸解体检查。
2 转子弯轴情况
该机组型号N300—16.6(170)/537/537，为亚临界中间再热、高中压合缸、单轴双排汽凝汽式汽轮机组，临界转速高中压转子1680r/min，低压转子1750r/min，高中压转子结构尺寸见附图(a)。
高压与中压转子大轴是整体合金钢锻件，高压部分有11级动叶片，中压部分有6级动叶片。在高压与中压之间轴段是“城墙式”汽封槽，简称“过桥汽封”。在转子两支撑跨度(L=5961mm)内沿轴向长度排放8个百分表，检测出弯曲变形最大的部位是转轴中部的“过桥”处，依照联轴器对轮12个螺孔等分圆，是对应#3～#9螺孔直径方向。最大弯曲值0.12～0.135mm ，如附图(b)所示。
附图(b) 国产300MW 高-中压汽轮机转子弯曲示意图
按照设计制造要求，该转轴弯曲量工艺标准应小于0.05mm ，当转轴表面金属温度降至室内环境温度的48小时之后，高压—中压联合转子的弓形弯轴值是0.13mm 。
3 弯轴转子的不平衡量计算分析
该转子质量重达20t ，最小直径Φ630mm(过桥汽封处) ，总长度7351mm ，两支承跨度约6000mm 。制造厂难以保证直轴校正达到0.05mm 的标准，国内许多熟悉直轴工艺的技术人员也没有一次加压校正的把握，而电厂方面迫切希望尽快使机组问题得到解决投产运行，满足发电任务需求。
依据对转体不对中与不平衡的转子动力学的理论分析，结合轴系动平衡的工程应用实践经验，降低机组的振动可以从减小转轴挠曲或不平衡量予以控制。这种高压—中压联合转子工作转速介于Ⅰ阶与Ⅱ阶振型临界转速之间，可以把转轴“过桥汽封”这一段视为刚性体，便于简化定量计算弯轴产生的不平衡量。 取过桥轴段长度L=750mm
半径r=310mm
转子中心孔半径r 0=60mm合金钢比重γ=7.8
高压段调速级平衡槽半径R 0=360mm
中压段P 11 级平衡槽半径R 11 =460mm
过桥段弯曲值δ=0.13mm
过桥段总质量M=π (r-r 0) 2•L•γ=1148kg
平衡校正等效半径R=R 0+R 11 /2=410mm
平衡校正配重m=M•δ/R=364g
如考虑与过桥相邻高压和中压叶轮叶片质量，转轴弓形弯曲效应比例因素，等效平衡校正配重
Q=Σji=1k im
比例因子k i 1，该转子k i 取3～5为宜。
由于转轴弯曲高点在#9螺孔方向，速度级和中压P 11 级两平面应在#3螺孔方向同相对重1000g 以上。
4 平衡配重
众所周知，在转轴摩擦形成塑性弯曲的机理分析中，弯轴高点多是发生在转子摩擦部位的反向位置。如果该转轴是受一阶振型弹性挠度大形成动静摩擦导致弯轴，在转子中部集中加重不当，有低转速时有可能使过桥汽封处产生摩擦，机组难以启动冲转到额定转速。现场条件限制平衡校正配重试验只允许一次完成。 对弯轴进行配重的实施方案经有关的专家与领导反复论证，公认在技术上是完全可能的，但是在国产
300MW 高压—中压合缸汽轮机组上尚无先例，出于技术的探索和设备生产运行的需要，有必要进行一次试验。
首先对与高中压转子相连的主油泵小轴在试验台上进行了单体高速动平衡。然后在对应#3螺孔(弯曲凹点) 方向调速级加重237g ，中压P 11 级加重195g ，合计配重432g 。
5 结束语
冷态启动机组，测量汽轮机№1轴振动幅值，中速1200r/min暖机没有明显增加与变化，临界转速时
0.20mm ，定速3000r/min时0.24mm ，并网带负荷200MW 时0.18mm ，300MW 时0.15mm 。连续运行两个月考核，在额定转速的不同负荷工况下，转子轴振幅值变化幅度正常，最大值降低0.07～0.10mm ，机组轴系振动趋于稳定，应用平衡工艺控制减振取得明显成效。该机组连续运行301天，创华中电网300MW 机组运行时间最长记录。 平衡机常用术语解释（三）
（版权所有，若需转载，请标明出处http://www.sunchao.com）
11.最小可达剩余不平衡量（Umar ）
最小可达剩余不平衡量（Umar ）。单位是gmm 。其意义是指平衡机能使转子达到的剩余不平衡量
的最小值。是衡量平衡机
最高平衡能力的性能指标。当该指标用不平衡度表示时，称为最小可达剩余不平衡度。（单位gmm/kg）
12. 不平衡量减少率（URR ）
经过一次平衡校正所减少的不平衡量与初始不平衡量之比值。它是衡量平衡机效率的性能指标，以百分数表示：
URR （％）＝（U1－U2）/U1＝（1－U2/U1）×100
式中：U1－初始不平衡量
U2－一次平衡校正后的剩余不平衡量
13. 不平衡力偶干扰比
单面平衡机抑止不平衡力偶影响的性能指标。
转子单位质量的不平衡量，单位是gmm/kg。在静不平衡时相当于转子的质量偏心距，单位为μm 。
14.校验转子
为校验平衡机性能而设计的刚性转子。其质量、大小、尺寸均有规定，分立式和卧式两种。立式转子质量为1.1、3.5、
11、35、110 kg。卧式转子质量为0.5、1.6、5。16、50、160、500kg 。 柴油机曲轴烧蚀的原因浅析
江苏徐州工程兵指挥学院 鞠进军 侯宪春
曲轴滑动轴承烧蚀，俗称“烧瓦”。造成这一故障的主要原因是柴油机的机械负荷和热 负荷过大、机油供给不足的情况下曲轴轴颈与轴瓦之间未能 形成有效润滑油膜，导致曲轴轴颈与轴瓦直接摩擦。 1 曲轴烧蚀的具体原因
1.1 机油品质差
1) 机油品质低劣。选用的机油质量等级和粘度等级较低，或不同牌号机油进行掺兑 使用，造成机油的使用性能达不到要求; 机油长时间使用过 程中混入了大量灰尘，以及因柴油机工作温度过高等使机油 氧化变质。
2) 机油里混有水。水套裂缝或水套有砂眼气孔，使冷却 水渗入机油里。
3) 机油变稀。由于部分柴油机喷油泵润滑采用压力润滑 方式，一旦喷油泵与润滑油道密封失效，柴油进入润滑油道 使柴油机润滑油稀释变质。
1.2 机油容量不够、机油压力较低
1) 机油容量不够。未按规定容量加足机油，使柴油机润 滑机油流量不足，不能保证润滑油膜的形成。
2) 机油压力较低。由于机油压力较低，曲轴轴颈与轴瓦 之间未形成润滑油膜。
3) 由于机油的清洁度较差，使润滑油道或油孔堵塞、曲轴轴颈与轴瓦之间缺机油或 机油不足。
1.3 曲轴轴颈与轴瓦间隙太大或太小
1) 曲轴轴颈与轴瓦间隙太大。因间隙太大，致使机油压 力较低，无法形成足够润滑油膜。
2) 曲轴轴颈与轴瓦间隙太小。因间隙太小，曲轴轴颈与 轴瓦之间油膜厚度不够或无润滑油膜。
3) 轴瓦(凸轮轴衬套) 轴向窜位移动。由于轴瓦(凸轮轴衬套) 轴向窜位移动，破坏了 机油压力腔的形成，无法产生机油压力、不能形成润滑油膜。
1.4 曲轴或缸体的几何尺寸超差
1) 曲轴径向跳动超差(曲轴弯曲) 较大，使轴颈与轴瓦间隙小或无间隙，润滑油膜厚 度不够或无润滑油膜。
2) 曲轴连杆轴颈夹角不均，多缸柴油机曲轴连杆轴颈夹角不均，使连杆轴颈与轴瓦 间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。
3) 缸体主轴承孔同轴度超差，致使主轴颈与轴瓦间隙太 小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。
4) 汽缸孔与主轴承孔垂直度超差，致使连杆轴颈、主轴 颈间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑
油膜。
1.5 曲轴主轴颈、连杆轴颈形状尺寸超差
曲轴主轴颈、连杆轴颈或缸体主轴承孔、连杆大头孔圆 柱度或锥度差较大，均会使轴颈与轴瓦间隙断续(间断) 或呈 锥形，不能保证形成较好的润滑油膜。
1.6 曲轴主轴颈(连杆轴颈) 表面粗糙度超差
由于粗糙度差，在轴颈表面上存在许多金属棱峰，这些 金属棱峰破坏了轴颈与轴瓦之间的润滑油膜的完整性和连续性，金属棱峰直接与轴瓦摩擦，造成曲轴烧蚀。
1.7 曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差
动平衡精度超差时曲轴高速旋转产生很大的惯性力，使曲轴轴颈与轴瓦配合间隙受到破坏，严重者使轴颈与轴瓦直 接摩擦而造成曲轴烧蚀。
1.8 维护保养不当
柴油机运行一段时间后，若不及时进行合理的维护与保 养，将造成机油泵限压阀、机油泵等零件会发生磨损、失效 变形。机油滤清器滤芯会被油污、油泥堵塞，使机油压力降 低，引起曲轴烧蚀。
2 曲轴轴瓦烧蚀原因分析与判断
一般情况下，柴油机发生曲轴烧蚀时会冒白烟，发出金 属撞击异响声，严重时曲轴与轴瓦烧蚀(抱死) 在一起而无法 转动。
2.1 机油变稀
可检查柴油机上部零件(缸盖上平面、气阀机构、缸盖罩壳) 是否有水蒸气或水珠; 若 发现使用中机油容量增加，粘度降低并有生油味，则机油中 已混入柴油。
2.2 机油变质
经较长时间使用或柴油机处于长时间高温工作，造成机 油氧化变质，呈黑色、无光泽，浓度增大，手指捻机油时感觉 机油里有粉尘、杂质等。
2.3 曲轴轴颈与轴瓦间隙过大或过小
间隙过大一般发生在柴油机投入使用时间较长之时，柴 油机运行时机油压力较低; 间隙过小一般发生在柴油机投入 使用时间较短时，柴油机运行时机油压力较高。
出现间隙过大或过小时，可用千分尺、量缸表检查轴颈、轴承孔、轴瓦尺寸，计算 其配合间隙。
2.4 曲轴或缸体的几何尺寸超差
此故障多发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶5000km 之内) 。使用时用手摇 把摇转柴油机至旋转力矩较大(旋转费力) ，可采用逐缸松卸 主轴承盖和连杆盖后转动曲轴，视其旋转曲轴力矩大小、变化差异来确定几何尺寸超差 部位(但确定超差值的大小，则需解体柴油机，用专用检具 测定) 。
2.5 曲轴尺寸超差
故障一般发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶2500km 之内) ，若被测轴颈烧 蚀，可测相邻相应轴颈(因常规下相邻相应轴颈采用同一设 备、同一刃具加工，从而可代表烧蚀轴颈的尺寸误差) 。
2.6 曲轴轴颈的表面粗糙度超差
故障常发生在柴油机投入使用时间不长(机械行驶2500km 之内) ，若被测轴颈烧 蚀，可用粗糙度检测仪测量相邻相应轴颈(因一般情况下， 相邻相应轴颈采用同一设备、同一刃具加工，从而所测粗糙度可代表其烧蚀轴颈粗糙度) 。
2.7 曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差
此故障一般发生在机械行驶10000km 以后，曲轴烧蚀后可清除轴颈上残留的杂物，重 新校检动平衡，其不平衡量基本上可表示其烧蚀轴颈动平衡 超差量。
3 曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤(拉瓦) 的区别
曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤是本质不同的两种故障，前者 是因曲轴高速旋转中曲轴轴颈与轴瓦相互摩擦而烧蚀，后者 是因润滑油中存在的棱峰形杂质或轴颈表面上的金属棱峰拉 伤轴颈和轴瓦所致。
曲轴轴瓦烧蚀后的现象为:在曲轴高速旋转时，只要轴颈与轴瓦表面有摩擦，在极 短时间就可形成高温，
从而使曲轴轴颈与轴瓦表面烧蚀，轴 颈或轴瓦表面发蓝、发黑或合金烧蚀粘附在轴颈上。机油里 附有大量的块状或粗粒状合金。
曲轴拉伤后的现象为:轴颈和轴瓦表面形成圆轴形沟槽纹状，机油里附有一定数量的 粉状合金和其他种类金属和非金属杂物。
曲轴轴瓦烧蚀的原因很多、涉及面广，分析烧蚀原因时应根据曲轴轴瓦烧蚀的状 况，先从简单方面着手，逐一进行检查，筛选出引起曲轴轴 瓦烧蚀的真正原因，对症解决处理。
柔性转子全息现场动平衡技术及其应用
来源：国家自然科学基金委员会工程与材料科学部
柔性转子全息现场动平衡技术是涉及旋转机械振动与控制领域的现场动平衡技术。它适用于对电力、石化、化工等行业中大型回转设备的失衡问题进行识别、平衡和平衡过程模拟。
大型回转机械是工业生产中的重大关键设备，其事故停车将造成重大经济损失。柔性转子动平衡历来是电力、石化、化工等国民经济支柱产业中的一项关键技术。大量统计数据表明：近50%的事故停车是由于转子失衡引起。转子的不平衡通常是引起回转机械振动的主要原因，不平衡会引起转子的挠曲和内应力，使机器振动加剧，加速轴承和轴封等零件的磨损，降低机器的工作效率，严重时会引起各种事故。不平衡不仅是旋转机械主要的激振源，也是多种自激振动的诱发因素，一旦平衡状况得以改善，一些故障现象也随之消失。因此，转子动平衡技术一直是现代工业中的关键技术。自20世纪50年代以来，国内外发展了一系列动平衡技术和设备，为保障大型回转机械的稳定运行起到了积极作用。近年来，随着大型回转机械向高速、高效方向发展，对转子动平衡技术也提出了更高要求。
目前，大型高速转子，特别是大型离心式压缩机，通常是在制造厂家的动平衡机上平衡，与现场工况差异较大，平衡精度往往不易得到保证。现代工业中的大型回转机械整个机组由多个转子组成。对于多个挠性转子组成的轴系，即使各个转子在制造后经过高速动平衡，在装配成轴系或大修后，其平衡状态也会
发生变化。而且离线动平衡的周期相当长，为了进行高速动平衡，不得不将转子取出，长途运输到生产厂家。现场的实际工况与动平衡机上存在较大差异，无论是支承状况的变化、外来的激励、机组热变形和内应力的变化都是动平衡机所无法全面考虑到的，而这些因素恰恰影响着转子的不平衡响应。因此，用现场动平衡代替离线平衡已是一个明确的发展方向。近年，国外生产的离心压缩机，在透平与低压缸的半联轴节附近设计有专用的平衡面，在结构上提供了不揭盖，在现场进行单面动平衡的便利。所以，研究可以实现精确平衡的现场动平衡技术，提高现场动平衡效率，具有重大经济效益，是当代工业提出的新要求。 课题组于1988年提出和公开了用于回转机械振动诊断的全息谱原理和技术。它有效集成了转子的幅频相信息，提高了对回转机械故障的识别能力。1993年后，又在此基础上，将该理论与转子现场动平衡技术相结合，形成全息动平衡理论和技术。它将当代的前沿信息和计算机技术引入到大型转子动平衡中，在转子振动信息的收集、信息的集成融合以及综合利用方面具有独特优势。全息动平衡理论和技术旨在确诊机组的各类转频故障，降低对专家的经验要求，提高动平衡精度，减少动平衡的起车次数。这一技术的应用将提高电力、石化、化工等行业大型回转设备的利用率，缩短动平衡时间。
全息谱理论和技术为全息动平衡技术的建立奠定了理论基础。全息谱方法将多传感器信息进行集成与融合成多维信息，使各单独传感器信息之间的内在联系被充分利用，不平衡振动信息的特征更为突出、明显。从而能够从更深层次揭示转子振动的全貌，提高平衡的效率和精度。
该项目基于课题组独创的全息谱理论，用全息谱集成和融合转子或轴系的全部振动信息，准确判断机组的主导故障，评定转子失衡的状态和失重的影响，确定平衡配重的大小和方位。其本质是将信息融合技术与柔性转子动平衡技术充分结合，简化平衡操作，提高平衡精度和效率，从理论和实践的结合上，实现柔性转子现场动平衡技术的新突破。该项目从全息谱理论、全息动平衡原理，到全息动平衡技术皆为课题组独创，具有自主知识产权。
其主要内容如下：
1．基于全息谱理论，首次阐明了转子平衡过程在全息谱上的表现：转频椭圆上初相点的行为和作用；
提出了移相椭圆的概念和利用移相椭圆预测平衡效果的技术，获得了“转子全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL97108694.X ）。
2．对非对称转子的全息动平衡，提出了测点模态比的概念和四种确定方法。进而可在任意非临界转速下求解转子的平衡配重，以一次试重起车实现转子两阶模态的平衡。获得了“非对称转子的全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL00113755.7）。
3．发明了多转子、多支承轴系的全息动平衡技术。包括用N 个平衡面平衡N ＋1个支承处振动的策略；计算机模拟和微调代替常规多次起停车；以及用遗传算法优化配重；设计了全息现场动平衡的虚拟仪器。获得了“柔性转子轴系全息动平衡方法”的国家发明专利（ZL02114673.X ）。
该项目的创新要点如下：
1．首创用全息谱技术识别和诊断机组的故障，确诊失衡是主导故障，消除现有平衡操作的盲目性。
2．用二维、三维全息谱集成和融合双向传感器提供的振动信息，消除了转子支承系统刚度不对称性的影响和用单向传感器进行现场动平衡所带来的相位误差。
3．首次阐明了转子平衡过程在全息谱上的表现：转频椭圆上初相点的行为和作用，它与转子失衡质量分布间的对应关系；提出了移相椭圆的概念和利用移相椭圆预测平衡效果的技术。
4．发明三维全息谱分解技术，将原始振动分解为静力失衡与力偶失衡两种响应，达到在一次试重起车中两个平衡面同时加重，在任意非临界转速下实现两阶模态的平衡。
5．提出测点模态比的概念及其四种确定方法。利用测点模态比和全息谱分解技术，以一次试重起车，在任意非临界转速下，实现非对称转子（如悬臂转子）两阶模态的平衡。
6．发明了多转子、多支承轴系平衡新技术。包括：①平衡支承的对偶性；②原始振动椭圆与配重椭圆的初相点互成镜面对称的平衡原则；③用遗传算法逐次优化配重的大小和方位。
7．在现场动平衡领域中采用计算机动态模拟、微调技术，直观显示平衡效果，以获得最佳可行的平衡方案，代替了现场多次起停车操作。采用虚拟仪器的形式，研制和开发了商品化的全息现场动平衡仪器。
该项目采用上述技术，在计算机上准确确定配重质量及方位，最大限度地减少现场机组起停车次数，缩短动平衡停车时间，提高转子或轴系的平衡质量。与现有的离线动平衡技术相比，全息现场动平衡技术动平衡过程时间短，能源消耗少，价格低廉，平衡精度高。
从1991年开始，该项目在10余年研究过程中，先后在中石化长岭炼油厂、贵州赤天化有限公司、云天化集团有限公司、中原油田炼油化工总厂、上海高桥石化公司上海炼油厂、新疆克拉玛依炼油厂、渭河化肥厂、渭河发电厂、陕西省蒲城电厂、河南电力试验研究所等单位应用及现场试验验证。应用过程中正确识别判断机组不平衡故障，准确提供不平衡数据，取得了巨大的经济效益。并逐步在全国石化、电力、核能、化工等行业推广，受到国内外同行的高度重视。
全息动平衡原理和技术将当代前沿技术，特别是信息技术和计算机技术引入大型高速转子动平衡领域中，以全新角度构造转子动平衡技术，建立了柔性转子全息动平衡理论，实现了动平衡理论方法的新突破。从工程实用角度出发，将信息融合技术与柔性转子动平衡技术充分结合，研究出一种新的动平衡技术，简化了平衡操作，提高了平衡的精度和效率，推动了传统的机械动平衡技术的进步。
现场为离心风机做动平衡的方法
郑大鹏，张百利，王玉霞
（山东鲁碧建材有限公司，山东莱芜市２７１１０３）
新型干法生产线中, 各种型号的离心风机装机容量占生产线总功率的30%～40%之间, 加强对在线离心风机的维护和保养, 显得十分重要｡特别是风机叶轮的严重磨损, 造成风机转子不平衡, 从而导致整个风机振幅加大, 严重影响生产的正常运行｡因此, 如何在施工现场为风机做动平衡并清除不平衡因素, 在多年的风机维护管理工作中, 笔者总结出了一套行之有效的简易作图法｡即用作图法找出叶轮轻点位置, 并在轻点位置处加配重, 以清除风机的不平衡｡
1 方法介绍
给风机转子做动平衡, 关键是找出叶轮轻点位置, 并确定所加平衡块质量｡用作图法找平衡(见图1), 具体步骤如下:
(1) 开启风机, 稳定运行后, 在最能反映风机振动情况的M 点(如轴承座等), 用测振仪测其振幅A0, 记录后停机｡
(2) 将叶轮前盘(或后盘) 圆周3等分, 分别记作1点,2点,3点｡
(3) 在1点处夹上预先制作好的夹块P(根据风机叶轮大小确定其质量, 一般为mp=150 g～300 g),重复步骤1, 测M 点振幅A1｡
(4) 更换夹块P 的位置到2点和3点, 重复步骤3, 依次测得M 点振幅A2,A3｡
(5) 作图｡以A0为半径作圆, 圆心为O, 将该圆3等分, 分别记作O1点,O2点,O3点; 以O1为圆心,A1为半径作弧; 以O2为圆心,A2为半径作弧; 以O3为圆心,A3为半径作弧｡上述3条弧线分别交于B,C,D 三点｡
(6)作BCD 的型心O4,O4 点即为轻点, 连接OO4并延长交圆O 于O5点,O5点即为加配重铁块的点｡侧得OO4的长度为L, 则O5点配重质量为 m 配=mp×A0 /2L｡
(7) 在风机叶轮前盘(或后盘) 圆周上找出实际O5点位置, 将配重为m 配铁块焊牢｡至此, 风机作动平衡完成｡
2 实例说明
山东鲁碧建材有限公司1000 t/d水泥熟料生产线上的篦冷机配有1台余风风机, 该风机技术指标见表1｡ 该余风风机的基础结构见图2所示｡风机轴承为双列球面滚动轴承, 基础为混凝土基础, 转子为刚性转子｡该风机由于安装急促, 安装前只是粗略地做了动平衡实验, 再加上工作介质中含尘量过大, 造成叶轮磨损严重, 导致其振幅一直较大｡2002年5月, 因风机振动幅度加大, 运行危险, 为此现场针 对1,2,3,4四个测点(见图
2) 进行了测试, 测试 结果见表2｡
在重新加固了风机基础, 排除了不对中､机械松动､轴承故障等因素之后, 确定造成振动的主要原因为转子不平衡, 对此决定现场为风机做动平衡｡
(1) 测点选择｡#4测点紧靠叶轮, 其振动值变化能直接反映叶轮不平衡量的大小, 所以选#4测点作为测点M, 测得振幅A0=210 μm ｡
(2) 根据风机结构尺寸及振动情况, 以及运行维修经验, 决定试加配重mp=180 g｡
(3) 将叶轮在前盘圆周上平衡分成3等份, 分别记作1点,2点,3点, 并依次测其M 点的振幅A1=226 μm;A2=208 μm;A3=256 μm ｡
(4) 如前所述作图｡O4即为轻点位置,O5为配重施加点(见图3), 测得OO4长L=25 μm, 故实际配重块质量m 配=mp×A0/2L=180×210/(2×25)=756 g｡
(5) 在前盘O5处焊上756 g配重, 开机后测得M 点振动值为60 μm ｡现场为离心风机做动平衡后各测点振幅测试结果见表2｡
3 结语
(1) 用作图法为离心风机做动平衡, 方法简单, 所需仪器价格低廉｡文中提到的测振仪为GZ-4B 型袖珍测振仪, 价格仅900元左右｡
(2) 该方法测得的数据为风机正常运转时发生的数据, 最贴近风机工作状况, 比一般动平衡机(转速远低于风机正常转速, 一般为300～500 r/min)平衡精度高, 在一般工业企业有较大的推广价值｡笔者曾用测相式动平衡仪与本文介绍的作图法所得结果进行比较, 误差在2%以内｡
(3) 该方法不需拆卸叶轮, 在风机工作现场即可进行, 节省了大量的人力和停机时间｡熟练掌握后, 做一次动平衡仅需1 h时左右, 特别适用于叶轮现场修复后找不平衡点, 更换新叶轮后标验转子平衡情况等｡
(4) 该方法仅适用于离心风机, 不适用轴流风机和容积式风机｡
吸油烟机动平衡问题的讨论
《家电科技》 王毓慧
摘要：本文着重讨论了吸油烟机叶轮的动平衡特征，对影响叶轮动平衡的各个相关因素进行了简要分析、并提出了一些相应的改进措施。
关键词：吸油烟机 叶轮 动平衡
1 前言
如果就其工作特点而言，吸油烟机与电风扇、排气扇等都同属于风机类家电产品，都存在着一个叶轮的动平衡问题。但是，由于吸油烟机所处的特殊工作环境，吸油烟机叶轮的动平衡特性是否可以长期保持，对于保证吸油烟机的使用效果来说是至关重要的。而吸油烟机叶轮的动平衡问题，实际上涉及到吸油烟机叶轮的制造与检测工艺、叶轮与蜗壳的组装过程、消费者在使用过程中对吸油烟机的维护清洗等一系列的因素在内。目前在公开发表的吸油烟机技术文献中，对吸油烟机叶轮动平衡进行讨论的论文是比较少的，因此笔者希望本文的内容能够对吸油烟机叶轮制造厂、吸油烟机整机制造厂以及吸油烟机的售后服务商有所参考。
2 吸油烟机叶轮动平衡的类型
笔者认为，吸油烟机、电风扇、排气扇、浴室暖风机甚至空调都属于风机类家电产品，这些家电产品都要依靠叶轮的高速旋转驱动空气快速流动才能够实现工作目的的。
根据风机叶轮的直径与叶轮盘面宽度的比值也就是“长径比”可以把叶轮划分为“单面平衡型”叶轮和“双面平衡型”叶轮。
2.1 当叶轮的直径比叶轮的宽度（即叶轮侧面投影厚度）大7~10倍即长径比大于l/10~1/7时，属于单面平衡型叶轮。毫无疑问，电风扇、排气扇等都属于此种类型，在这种情况下，如果发现叶轮存在动不平衡现象，只需要在叶轮质心所处直径的反向任意位置上安装一个同等力矩的校正质量，就可以使偏离轴心的叶轮质心恢复到轴心位置，使叶轮处于平衡状态（参见图1）。
2.2 对于长径比小于1/10~1/7的叶轮，采用以上方式就不适用了，长径比小于1/10~1/7的叶轮属于“双面平衡型”叶轮。在双面平衡型叶轮上，当叶轮处于无动力驱动状态时，若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上，此时叶轮质心并不表现出偏离叶轮转动轴线问题，叶轮实际上处于一种“静平衡”的状态下；但是如果叶轮一旦进入高速旋转状态时，这两块质量各自产生的离心力就构成一个力偶，叶轮的惯性轴和转动轴就不再重合，于是导致叶轮的轴承受到强烈振动；或者两块质量也不对称，并且惯性轴和转动轴相倾斜，于是叶轮质心偏离轴线，叶轮转动时的振动明显增大。这是在双面平衡型叶轮中最为普遍存在的动不平衡状态。要想消除叶轮的这种动不平衡状态，至少需要在两个平面上安装校正质量才可以实现（参见图2）。
除此之外，风机类家电产品的叶轮普遍还是一种“悬臂式”转子结构，即只是在叶轮与电动机主轴连接的一端有支承，叶 轮是处于悬空状态的，可以看作是结构力学上的“悬臂梁”结构，这一点在进行吸油烟机动平衡的状态分析时是不能忽视的（参见图2）。
在了解了叶轮的动平衡类型的划分方法之后，就可以对吸油烟机叶轮所属的动平衡类型做出判定吸油烟机
叶轮属于悬臂式双面平衡型叶轮。在吸油烟机的设计、制造、安装、使用、 维护的一系列过程中，清楚地认识到吸油烟机叶轮动平衡的类型特点是十分重要的。
2.3 根据笔者目前所收集的吸油烟机叶轮的资料，认为在现有的吸油烟机产品中，所采用的叶轮基本上应当都属于悬臂式双面平衡型叶轮。从笔者所拆解、测量过的各种吸油烟机叶轮来看，目前吸油烟机叶轮的直径一般都在200mm 左右（直径略小一些的为190mm ，直径略大一些的为220mm ），按照“单面平衡型”叶轮和“双面平衡型”叶轮的划分方法，如果以叶轮的直径210mm 计算，则叶轮的宽度（由于目前在吸油烟机上普遍采用的是离心式 叶轮，从侧面看其宽度状态是十分明显的）应当在21~30mm之间；就是说当吸油烟机的叶轮宽度不大于30mm 时，直径为210mm 的叶轮才可以采用单面平衡方式对叶轮进行质心配平，才能保证吸油烟机在高速运转时不会因叶轮的动平衡状态出现非正常的振动现象。笔者对吸油烟机叶轮的动平衡问题一直给予认真注意。在拆解、测量各种吸油烟机的结构时，就特别注意吸油烟机叶轮的构造特点，并且在对浙江、江苏、广东等吸油烟机生产厂进行考察时，就有意专门了解各厂家对叶轮动平衡问题的控制程度，于是观察到有一些厂家实际上是在采用处理单面平衡型叶轮动平衡的方式来处理双面平衡型叶轮的动平衡问题。
实际上这个问题是很容易发现的：如果确定叶轮属于双面平衡类型，那么在叶轮上应当观察到至少两个配平片；如果叶轮属于双面平衡类型，而只观察到一个配平片的话，则可以认为其对叶轮的动平衡处理方式是不得当的。
3 叶轮在制造、周转过程中对动平衡问题的措施
目前， 由于吸油烟机的生产制造过程已经实现了专业分工，吸油烟机的生产制造过程分别由零部件供应商和整机制造商来完成，在一般情况下吸油烟机的整机制造商已经不再自行制造叶轮，从供应链关系看吸油烟机的整机制造商所采购的叶轮动平衡指标应当是符合设计标准的，所以本文不准备对叶轮在制造过程中的动平衡问题进行讨论，只是打算指出一点：如果叶轮的生产厂在叶轮出厂时已经对叶轮的动平衡特性进行了严格测试与配平，那么就应该在叶轮的运输、周转过程中采取有效措施来保证叶轮的动平衡状态保持
良好。但是笔者注意到目前这个问题并没有引起应有的注意，无论是叶轮的包装箱还是运输、周转过程中，并没有采取什么有效措施来保证叶轮不会受到意外的损伤：叶轮的外包装箱的强度不高；在包装箱内叶轮和叶轮之间、叶轮和包装箱之间都没有采取有效的防碰撞措施；叶轮包装箱的堆放也未给予特别的关注。这对于保持叶轮的动平衡状态是十分不利的，叶轮在出厂时具备的动平衡状态完全有可能因为叶轮在运输、周转过程中的意外因素而受到破坏：比如由于叶轮在运输、装卸、堆放时产生变形，其质心的变化肯定会影响到叶轮的动平衡状态的。
4 叶轮在组装过程中的动平衡问题
我们在从理论上讨论叶轮的动平衡状态时，是在制造叶轮的材料（材质是均匀的、连续的、各向同质也就是不含杂质的）、工艺（冲压、喷涂、铆接、装配）、形位公差（电动机的轴、叶轮的孔、叶轮叶片的加工尺寸）等等情况都处于理想状态下时进行的；但是在实际情况下这是不可能做到的，叶轮的实际状态与理想状态之间是存在一定误差的；例如笔者就曾经观察到一些处理工艺较差的叶轮叶片表面的涂料出现流淌现象，这对于叶轮的动平衡状态应当是有一定影响的。
在为吸油烟机安装叶轮的过程中，叶轮的动平衡特性是否能够得到保持，要受到以下几个因素的影响：
4.1 检测因素
叶轮动平衡的检测设备比较昂贵，检测方法也比较复杂，在许多的吸油烟机整机制造厂中是不具备对叶轮进行严格检测的技术手段的，一般只能采用一些相对简单的方法进行检测，如利用百分表来进行检测（参见图3）。
可以看出，采用百分表来检测叶轮的动平衡状态，只能得到一个大概的印象，因为采用这种方法只能对叶轮的径向跳动和轴向（端面）跳动获得一个近似值，不可能得到比较准确的数据，因此只能对叶轮的动平衡漂移有一个大致的了解；而且这种检测方式实际上是一种静平衡方式而并非动平衡方式，所获得的数据对在高速旋转状态下叶轮质心的位置只具有参考意义。
4.2 检测基准因素
在采用百分表方法检测叶轮时，采用的是普通的电动机的轴而不是采用专用样轴作为检测基准的，由于普通电动机的轴的公差没有进行过检测，这样对叶轮的检测结果与设计意图之间就可能形成一个较大的误差，如此一来叶轮动平衡特性的检测值与叶轮的设计意图之间就有了一个本来不应该存在的误差由此可见这种看起来貌似可靠的检测方法，其实并不可靠。
4.3 安装公差因素
在安装叶轮的过程中，并不考虑电动机的轴与叶轮的孔之间的公差分布状态，不是把预先经过检测与组合、具有较小公差误差的电动机和叶轮安装在一起，而是随意地进行电动机和叶轮的组装工作：一这样就难以避免出现电动机的轴和叶轮的孔都有较大的公差时，就会在电动机的轴与叶轮的结合部位出现较大的间隙，叶轮的动平衡状态同样也会受到影响（参见图4）。
5 叶轮在使用、维护过程中的动平衡问题
吸油烟机与其它的风机类家电产品最大的区别就是吸油烟机的工作环境十分恶劣，叶轮的动平衡特性在使用过程中的变化很大，其主要原因就是凝油对叶轮正常工作状态的影响。
吸油烟机是专门用来清除厨房内油烟的家用电器，吸油烟机的叶轮在驱动油烟运动的过程中，叶轮会由于与油烟的密切接触而在叶片表面上形成大量的凝油，这些凝油不仅会在吸油烟机的运转过程中形成强烈的气流噪声，并且会给吸油烟机叶轮的动平衡状态带来严重的不良影响。
5.1 叶轮上的凝油改变了叶轮原来的质量分布状态
叶轮在出厂时其质量分布状态可以看作是均匀分布的；但是不能忘记只要吸油烟机一旦投入使用，在叶片的表面上很快就会形成凝油。凝油具有流动性和凝固性，凝油在叶片上的流动与凝结是随机分布的、不均匀的（比如当吸油烟机停止运转时，凝结在叶片表面的凝油会在重力作用下向下流动形成凝油层，其质量分布就会集中在叶片的某些部位；当吸油烟机再次停机时，这一部分由于质量较大就可能仍然停留在与上次接近的位置，就有机会凝结更多数量的凝油，这样长此以往叶轮上的质量分布就会明显地出现改变），而且增加了叶轮的实际质量，叶轮的转动惯量也随之有了较大的变化，这些都会导致叶轮的动平衡状态产生较大的变化。于是吸油烟机电动机的负荷实际上是增加了；这种分布不均匀的凝油层所形成的附加质量，改变了叶轮的质量分布，并且可能使叶轮的惯性轴严重偏离电动机的转动轴，从而导致叶轮在旋转过程中产生比较剧烈的振动，这对于吸油烟机的安全使用是极为不利的。
5.2 清洗叶轮凝油也会破坏叶轮的动平衡特性
为了保持叶轮的正常工作，人们不得不经常性的拆卸、清洗叶轮，在拆卸、清洗叶轮的过程中，经常会严重地破坏叶轮的动平衡状态，这是由于在由非专业人员清洗叶轮的过程中，为了把被凝油粘得很紧的叶轮拆卸下来、并把黏附在叶轮上的凝油清洗干净，往往会采取一些野蛮作业方式，其结果往往是造成叶轮的
严重受损，如叶片变形、电动机轴歪斜等等，都会使吸油烟机叶轮的动平衡状态受到严重的不利影响。 6 对吸油烟机叶轮动平衡特性保障措施的改进建
目前，我国吸油烟机的市场份额仍然在逐年增加，吸油烟机的市场竞争也十分激烈，但是各个吸油烟机厂家大都不约而同地把对吸油烟机的创新点集中在容易实现又能够被顾客直接看到的外观造型、表面结构等方面，对吸油烟机的内部结构、内部构件如叶轮的改进方面，投入的力度并不大。笔者认为，还是应当加大对吸油烟机具有变革性创新的力度，如本文所讨论的叶轮动平衡问题。
笔者认为，对吸油烟机叶轮的动平衡特性保障措施可以从以下几个方面进行：
① 建议吸油烟机的叶轮制造厂重新设计吸油烟机叶轮的包装箱，最好是设计成为可以周转使用的刚性专用包装箱，这样不仅可以保证叶轮不会在运输、装卸、堆放过程中受到损坏，而且可以降低包装箱的使用成本。
② 吸油烟机的整机制造厂家在目前不具备双面平衡检测条件时，可以采取以下方式尽量提高叶轮平衡性能的检测精度：
a 吸油烟机的整机制造厂在进行电动机和叶轮的组装以前、对电动机的轴公差和叶轮的孔公差进行测量和记录，按照检测结果对电动机和叶轮进行组配，以减少制造公差对叶轮动平衡特性的影响；
b 在装配过程中不再采用电动机的轴作为检测基准，改为使用经过严格检定的样轴作为检测叶轮时的基准，以减少制造公差对装配精度的影响；
c 建议为吸油烟机配套电动机的制造厂家和叶轮的制造厂家对电动机的轴和叶轮的孔进行磨削加工，以减少电动机的轴和叶轮之间的装配间隙，提高装配精度，可以有效地降低制造公差对叶轮动平衡特性的不良影响。
⑦ 设法改善吸油烟机叶轮的设计结构。尽量减少凝油在叶轮上的凝聚量，以尽量减少拆卸叶轮的次数。 ④ 在吸油烟机的使用说明书中间应当详细地告知用户，在清洗叶轮的时候应当注意保护叶轮的动平衡状态，不能采用野蛮生硬的方式拆卸叶轮；如果在清洗后发现叶轮损坏比较严重，一定要及时更换新的叶轮。
7 对吸油烟机叶轮进行创新设计是解决问题的最好方法
对于如何能够比较彻底地克服吸油烟机叶轮在动平衡问题上的不足，笔者认为最理想的方法就是对吸油烟机叶轮的结构、形状、材料、加工工艺、安装工艺等等方面进行全新的设计，以符合双面平衡型叶轮在动平衡特性方面的要求，才是解决吸油烟机叶轮目前所存在的动平衡问题的根本方式。