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一、转子平衡概念 1. 转子不平衡 质量不平衡一般定义为：转子的质量相对旋转中心线分布不均匀，或者按照国际标准化组织（ISO）定义：“…以离心力的形式作用于转子轴承上的激振力或运动”。 调整转子质量分布，使其质心偏移回转中心的距离减小，这个过程称为平衡。 2. 高点 高点是指转子产生最大振动位移时的角位置。具体为，当转子和振动探头之间的距离最近时，转子上与振动探头所对应的那一点任一时刻的角位置；也就是当振动探头产生正的振动峰值信号时，转子与振动探头对应点的位置。高点会随转子动力特性的变化而移动。 3. 重点 重点是指在某一断面处转子不平衡向量的角位置。重点实际上就是转子质心的角位置。重点与转子的质量分布有关，当有异物附着在转子上以及转子上有物件脱落或滑移时，重点会发生改变；但是，重点不随转速变化。 4. 机械滞后角 重点和高点之间的夹角称为机械滞后角。对应于不同的转速，会有不同的机械滞后角。在刚性转子上高点和重点基本是重合的。临界转速时滞后角等于90°；远高于第一临界转速时，滞后角接近180°。 5. 振动影响系数 在转速一定情况下，在转子的某一加重平面加上单位重量，引起某轴承的某个方向振动的变化，称为在该转速时这一平面加重对这一轴承这一方向的振动影响系数。影响系数反映了转子的不平衡灵敏度。 6. 低速动平衡与高速动平衡 低速动平衡一般在平衡台上完成，通常平衡转速为50～400r/min；在工作转速下的平衡，称为高速动平衡。在现场平衡工作中的阐述略有不同，对于临界转速以下的平衡泛指低速平衡，而高于临界转速的平衡为高速平衡。 7. 转子振型 对刚性转子，两端轴承振动相位同相为圆柱形振动，反相为圆锥形振动。对挠性转子，两端轴承振动相位同相为一阶振型、三阶振型、…，反相为二阶振型、四阶振型、…。 二、不平衡量单位 1. 不平衡量表示方法 不平衡导致的振动可以用振动位移、速度或加速度的单位来度量，实际的不平衡量单位通常用不平衡质量乘以它距离转轴中心线的距离或半径。例如，在半径20厘米位置上有个6克的不平衡质量，不平衡量就是120 克·厘米（6g×20cm=120g·cm）。 2. 不平衡振动表示方法 便携式振动分析仪并不直接显示不平衡大小，而是用振动位移（μm）、速度（mm/s）或加速度的单位（m/s2）来度量不平衡振幅。因为不平衡量与不平衡振动幅值成正比，所以用振幅就可以表示不平衡量大小。 现场设备动平衡时，测量不平衡引起的振幅，一般低速下用位移，高速下使用速度或加速度。因为当支撑动刚度一定的时候，转子位移是转子不平衡力的单值函数，所以采用位移振幅效果最佳。 3. 不平衡力 不平衡可以产生破坏性的力和振动。不平衡产生的力大小取决于不平衡量和设备旋转速度（RPM）。 从计算公式中可以看出，不平衡力与转速平方成正比，转速变为原来的2倍，产生的不平衡力就变为原来的4 倍。说明有时很小的不平衡质量，有时也会产生巨大的、甚至具有破坏性的力。 三、确定加重位置 1. 单轴系刚性转子加重平面确定 当转速<1800转/分、长径比(L/D)≤0.5，或转速<900转/分时，离心惯性力偶很小，可认为转子处于静不平衡状态。因此只需一个平衡平面即可满足平衡要求。 当转速>900转/分、长径比(L/D)>0.5，或转速>1800转/分时，必须在转动状态下、在两个平衡平面上进行校正处理。事实上相对较窄的转子在较高转速下，如3000转/分，进行单面平衡依然可取的较好的平衡效果。
2. 多轴系单转子平衡适用范围 2.1相邻两转子临界转速有明显的间隔 2.2轴系中只有1个或2个转子存在明显不平衡 2.3相邻转子质量差别比较大 2.4两个不平衡转子中间有一个平衡良好的转子相隔。 3. 多轴系加重平面依据 3.1联轴器加重：相邻两轴承效应应相同 3.2在转子外伸端加重：在一阶临界转速附近，振动响应不大，但在工作转速下可以产生较大效应，主跨转子两轴承应效应相同。 3.3在转子主跨内加重：当轴承座自振频率小于工作频率，加一阶平衡重量，在一阶临界和工作转速（此时为三阶）下，支撑转子两轴承效应是同相；加二阶重量，工作转速下支撑转子两轴承振动效应反向 3.4若一阶平衡良好，工作转速下两轴承反相，则在转子两个端面加二阶平衡重量；若工作转速下两轴承同相，应考虑转子外伸端不平衡或三阶不平衡。 3.5加重后主要振动点（最大振幅处）大幅度下降说明平面选择正确；若反应不灵敏及与其它轴承交叉反应矛盾突出则试重面不合理。 4. 多轴系不平衡位置 4.1当转子在相应临界转速出现显著振动时，即可断定该转子存在显著的相应阶不平衡。 4.2工作转速下振动变化不大，第一临界转速下振动变化十分显著。平衡变化是发生在转子中部，或沿转子长度均布。 4.3工作转速和第一临界转速下振动变化均较大。当平衡变化发生在转子一端，或两端不对称，转子外伸端平衡变化是由转子挠曲增大引起的，外伸端转轴碰磨，也会产生这种振动特征。 4.4工作转速下振动变化很显著，第一临界转速下振动变化不大。平衡变化发生在转子外伸端，从有关测点振动变化量值大小，可直接判明平衡变化是发生在转子外伸的哪一端。 4.5如果主跨转子工作转速（空负荷、带负荷）下和第二临界转速下振动变化不大，第一临界转速下振动变化十分显著；外伸转子工作转速和第一临界转速下振动变化较大。平衡变化发生在主跨转子中部，或沿转子长度均布。 4.6如果主跨转子工作转速、第一、第二临界转速下振动变化较大；外伸转子工作转速和第一临界转速下振动变化也大。平衡变化发生在主跨转子一端，或两端不对称。 4.7主跨转子工作转速、第二临界转速下，振动变化十分显著，但第一临界转速下振动变化不大；外伸转子工作转速下和第一临界转速下振动变化也十分显著。则平衡变化发生在外伸转子上。 四、转子平衡试加重量 试加重的目的是改变原始不平衡状态，根据试加重造成的变化量，计算校正原始不平衡的加重量和位置。如果重量轻了，原始振动变化不明显；如果试加重太重，试加重产生的不平衡力可能会严重损坏设备。试加重应该使原始振动幅值改变30％或相位改变30％，这会保证得到满意的结果，但不可能取得单次加准。下面几个试重公式在相位正确情况下基本可以起到单次加准的效果。 1. 转子平衡试重一 一般确定试加重量的方法是，试加重量产生的不平衡力等于转子轴承承受载荷力的10％。例如，两轴承支撑的转子质量是2000 公斤，每个轴承的载荷则是1000 公斤，因此，转子两端配重面的试加重量产生的不平衡 力应该为100公斤（10％×1000公斤）。 式中：F～试加重质量产生的力（公斤力）；W～试加重量（克）；R～加重半径（cm）；RPM～平衡转速 知道试加重产生的不平衡力后，还需要知道试加重半径和转子转速。假设试加重半径为100cm，转子转速1500RPM，则试加重量应为：
这个例子说明，对于2000公斤的转子，100cm加重半径处试加重量44克，转速1500RPM时产生的离心力为100公斤力。但现场经验表明该公式计算试加重量偏小，应进行修正。
该试计算结果，由多类风机现场平衡试验所得，若相位正确，幅可下降70%以上，但如果相位加反则可引起较大振动，因此适用于现场平衡经验较丰富的技术人员。 2. 转子平衡试重二 下述现场平衡试重公式在50MW以下汽轮发电机组、一般电机、风机等设备上相对准确，而对于大型发电机组可对照表4-1-2选取
式中: W－转子某一侧端面上试加重量，kg； A0－转子某一侧轴承的原始振幅，µm；r—加重半径，m；ω－平衡时转子角速度，rad/s； G－转子质量，kg；g-重力加速度，m/s²； S－灵敏系数。 表1 灵敏度系数S
表2 汽轮发电机组转子试加重量
中给出的转子重量、容量和加重半径的对应关系，是对发电机转子而言的，汽轮机转子试加重量可按表中转子重量来选；试加重量位置在转子端部。试加重量的范围根据支撑动刚度选取；加重数值为各个平面上加重的总和，当支承转子的两个轴承座动特性相近、转子轴向对称时，平衡一、二、三阶振动，则要将表中相应阶试加重量除以2，同时加到两个端面上 |
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