转子平衡检测：核心检测项目详解

一、检测项目的分类与目的

1. 静态平衡检测

• 适用对象：轴向长度较小（直径比≥5）、低转速的刚性转子（如飞轮、砂轮）。
• 核心项目：
  • 不平衡量测量：检测转子静止时重力方向的质量偏心，常用水平导轨或静平衡机。
  • 校正平面选择：确定单平面配重位置，通过去重或加重实现平衡。
• 标准参考：ISO 1940-1中G级平衡等级（低精度场景）。

2. 动态平衡检测

• 适用对象：长轴类柔性转子（如涡轮机、电机转子），需在旋转状态下检测。
• 核心项目：
  • 双平面不平衡量检测：测量两个校正平面的不平衡幅值及相位角，使用动平衡机与振动传感器。
  • 临界转速分析：识别转子共振点，避免在临界转速附近运行。
  • 热态平衡验证：针对高速转子，模拟工作温度下的热变形影响（如航空发动机转子）。

二、关键检测项目详解

1. • 目的：定位不平衡主导的振动频率（通常为1倍转速频率）。
   • 方法：使用频谱分析仪采集振动数据，排除不对中或轴承故障干扰。
2. • 设备：激光动平衡仪或便携式振动分析仪。
   • 步骤：
     1. 安装转速传感器与光电相位标记。
     2. 采集旋转时的振动信号，计算不平衡质量的大小与方位角。
     3. 通过矢量分解确定两个校正平面的配重量。
3. • 试重法：添加试验配重后重新测量，验证平衡效果。
   • 影响系数法：通过数学模型计算校正质量，适用于复杂转子系统。
4. • 适用场景：大型设备无法拆卸（如风力发电机叶片）。
   • 特殊要求：考虑基础刚度、联轴器对中及环境振动干扰。

三、检测标准与精度要求

• 平衡等级标准：ISO 1940-1根据转子类型定义G值（如G2.5用于泵转子，G0.4用于精密机床主轴）。
• 行业特定标准：
  • API 610：石油化工离心泵要求残余不平衡量≤4W/N（W为转子重量，N为转速）。
  • ISO 21940：柔性转子平衡的相位修正与多速平衡方法。

四、检测流程优化建议

1. 预处理：清洁转子表面，检查裂纹或变形。
2. 设备标定：定期校准动平衡机传感器，确保测量精度。
3. 数据记录：保存历史数据用于趋势分析，预测下次维护周期。
4. 安全验证：高速转子需进行超速试验（如110%额定转速），验证平衡稳定性。

五、常见问题与解决策略

• 问题1：校正后振动仍超标。
  • 对策：检查轴承磨损或转子弯曲，排除机械故障。
• 问题2：相位角漂移。
  • 对策：使用高精度相位锁存装置，减少转速波动影响。

六、