由于轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻以及制造和裝配的誤差，轉(zhuǎn)動部件的相對移動可能使轉(zhuǎn)子的質(zhì)心偏離旋轉(zhuǎn)軸線。這種質(zhì)量偏心將產(chǎn)生慣性力，從而使機(jī)器產(chǎn)生振動。從理論分析可知，不平衡的存在將使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率(轉(zhuǎn)頻、工頻、基頻)的能量增大。機(jī)械加工設(shè)備存在不平衡時(shí)，在某種程度上會增加產(chǎn)品的不合格率;同時(shí)對機(jī)床本身如軸承也有較大的損害。

　　動平衡就是在轉(zhuǎn)子上選定適當(dāng)?shù)男Ｕ矫?，在其上增加或減少適當(dāng)?shù)男Ｕ|(zhì)量，使轉(zhuǎn)子的振動減少到某個(gè)允許值以下。一般來說，工作轉(zhuǎn)速低于其一階臨界轉(zhuǎn)速0.5倍的轉(zhuǎn)子可視為剛性轉(zhuǎn)子，否則為柔性轉(zhuǎn)子處理。

　　我們現(xiàn)在針對剛性進(jìn)行分析，設(shè)任意回轉(zhuǎn)體以等角速度ω繞Z軸旋轉(zhuǎn)，取Z軸上任意一點(diǎn)0，由理論力學(xué)可知，剛性回轉(zhuǎn)體上無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生離心的慣性力向0點(diǎn)簡化的結(jié)果，慣性的離心力系的主矢R0及主矩M0如下：R0=ΣFj=Σmjω2rj = Mω2rc;│R0│=Mω2│rc│;M0=Σρ×F;│M0│=ω2 (Jyz2+Jzx2)1/2。其中，Mj為第j個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量(kg)，Rj為第j個(gè)質(zhì)點(diǎn)到Z軸的矢量(m)，F(xiàn)j為第j個(gè)質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的離心力(N)，Jyz為回轉(zhuǎn)體對x軸的離心慣性積(kg·m2)，Jzx為回轉(zhuǎn)體對y軸的離心慣性積(kg·m2)，M為剛體的總質(zhì)量，Rc為剛體回轉(zhuǎn)體質(zhì)心C到Z軸的矢量(m)，Ρj為第j個(gè)質(zhì)點(diǎn)到0點(diǎn)的矢量(m)。而R點(diǎn)的模與原點(diǎn)的位置無關(guān)，但是M0(主矩)的模卻和原點(diǎn)位置選擇有關(guān)。

　　由上可知，剛體回轉(zhuǎn)平衡的充要條件為慣性力系向任一點(diǎn)簡化得到的主矢矩都為零。R0=0，即質(zhì)點(diǎn)通過Z軸;M0=0，即Z軸必須是剛體回轉(zhuǎn)體的一條慣性主軸。只要這兩點(diǎn)滿足就可以稱為中心慣性主軸，要想達(dá)到平衡，就必須調(diào)整質(zhì)量的分布，常用的校正不平衡的方法有減質(zhì)量、增加質(zhì)量和調(diào)整質(zhì)量。在此以增加質(zhì)量為例進(jìn)行動平衡校正。

　　在已知該校正平面上算出不平衡量的大小和方向后，有意在其相反方向上給定一個(gè)大小相等、方向相反的值，這樣一來就可以實(shí)現(xiàn)動平衡校正。

　　1、單面平衡案例

　　以德***產(chǎn)MT85/LS無心磨床為例，n=1500r/min，P=15kW。據(jù)現(xiàn)場反映，該磨床生產(chǎn)的滾子的圓度變化較大，不合格率較***。從現(xiàn)場測試的頻譜分析可知，其1倍頻(工頻)的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它的頻率能量。初步判斷，磨床轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡是由于砂輪的磨耗不均勻引起的。

　　我們采用現(xiàn)場動平衡儀來進(jìn)行動平衡校正。

　　(1)先在法蘭盤上粘貼反光條，把光速傳感器、振動傳感器安裝好，得到工頻Vrms0=2.52mm/s，相角Ф0=140°。

　　(2)加試重m=40g，再測得工頻Vrms1=1.14mm/s，相角Ф1=152°。

　　(3)自動動平衡解算得：在Ф2=10°加質(zhì)量71g。由于其質(zhì)量塊是標(biāo)準(zhǔn)的40g，利用矢量分解得到在Ф=37°和Ф=343°各加質(zhì)量40g。

　　(4)再次測量其基頻殘余振動為0.19mm/s，剩余不平衡質(zhì)量為5.35g，相角Ф=142°。

　　也就是說，基頻振動從2.52mm/s降低到了0.19mm/s，一次去除了92.5%的不平衡量，剩余不平衡質(zhì)量和初始不平衡質(zhì)量的關(guān)系也反映出92.5%的不平衡量被去除。

　　2、雙面平衡案例

　　我們有一臺非***標(biāo)的攪拌器，轉(zhuǎn)速780r/min，長8000mm，直徑265mm，其總質(zhì)量為200kg的底座在開機(jī)后振動特別嚴(yán)重，根據(jù)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)結(jié)合實(shí)際分析可得出以下結(jié)論：轉(zhuǎn)子存在嚴(yán)重的不平衡。由于轉(zhuǎn)子較長，我們于是采用雙面現(xiàn)場動平衡，得到如下數(shù)據(jù)。

　　主動面A：fn/2=6Hz，V=0.48mm/s;1fn=13Hz，V=7.84mm/s;2fn=26 Hz，V=1.21mm/s;3fn= 40Hz， V=

　　1.08mm/s。從動面B：fn/2=6Hz，V=

　　0.46mm/s;fn=13Hz，V=7.91mm/s;2fn=26 Hz，V=1.08mm/s;3fn=40Hz，V=1.25m/s。

　　從振動頻譜分析，工頻處的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它頻率分量的能量，基本可以確定是不平衡(或軸彎曲)導(dǎo)致了設(shè)備振動超標(biāo)。

　　在轉(zhuǎn)子端面A加上m=1000g，在轉(zhuǎn)子端面B加上m=850g的試重質(zhì)量塊，解算得到配重質(zhì)量為：在轉(zhuǎn)子端面A加m=2950g，角度Ф=241°;轉(zhuǎn)子端面B加m=2870g，角度Ф=302°。再次測量得出剩余振動的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)子端面A：1fn =13Hz，V=1.21mm/s;轉(zhuǎn)子端面B：1fn =13Hz，V=1.10mm/s。從現(xiàn)場來看振動已明顯地降了下來。

　　二次平衡得到第二次配重質(zhì)量：在轉(zhuǎn)子A端面Ф=210°處加m=275g;在轉(zhuǎn)子B端面Ф=172°處加m=153g。

　　總之，通過以上兩個(gè)實(shí)例可以看出，利用現(xiàn)場動平衡技術(shù)可以在很短的時(shí)間內(nèi)解決設(shè)備轉(zhuǎn)子不平衡的問題，并且效果很好，時(shí)間短、見效快，是一種值得推廣的實(shí)用技術(shù)。