旋转机械动平衡是消除或减小旋转部件（如转子、叶轮、飞轮等）因质量分布不均引起的振动和噪声的关键技术。以下是关于旋转机械动平衡的详细说明：

一、动平衡的基本原理

1. 不平衡来源
   
   • 材料不均匀（铸造/加工缺陷）。
   • 装配误差（如键槽、螺栓分布不均）。
   • 运行中部件变形或磨损。
2. 离心力效应
   不平衡质量在旋转时产生离心力 ( F = m cdot r cdot omega^2 )，导致振动和轴承磨损。
3. 动平衡目标
   通过校正质量分布，使转子在旋转时的惯性力合力为零，即 力和力矩均平衡。

二、动平衡的分类

1. 静平衡（单面平衡）
   
   • 适用于薄盘类转子（直径远大于厚度，如砂轮）。
   • 仅需在一个平面内调整质量分布。
2. 动平衡（双面平衡）
   
   • 适用于长轴类转子（如电机转子、涡轮机转子）。
   • 需在两个或多个平面内调整，消除力偶不平衡。

三、动平衡的步骤

1. 振动测量
   
   • 使用加速度传感器、相位计等设备测量转子的振动幅值和相位。
   • 确定不平衡量的大小和角度位置。
2. 试重法校正
   
   • 在转子特定位置添加试重，记录振动变化。
   • 通过矢量计算确定实际所需校正质量。
3. 校正方法
   
   • 配重法：添加平衡块（如螺钉、焊接配重）。
   • 去重法：钻孔、磨削去除材料。
4. 验证
   
   • 重新运行设备，确认振动值符合标准（如ISO 1940平衡等级）。

四、动平衡标准与等级

1. ISO 1940平衡等级
   
   • 根据转子类型和转速划分等级（如G2.5适用于泵、风机；G0.4用于精密机床主轴）。
   • 公式：( e = (G cdot 9549) / N )（( e )为残余不平衡量，单位g·mm/kg；( N )为转速，rpm）。
2. 允许残余不平衡量
   
   • 例如：转速3000 rpm、G2.5等级的转子，允许残余不平衡量 ( e = 2.5 imes 9549 / 3000 ≈ 8 , ext{g·mm/kg} )。

五、现场动平衡技术

1. 应用场景
   
   • 大型设备无法拆卸（如风力发电机、汽轮机）。
   • 使用便携式动平衡仪，直接在工作转速下进行校正。
2. 步骤
   
   • 测量初始振动数据。
   • 添加试重并重新测量，通过软件计算校正质量位置。
   • 调整后验证效果。

六、常见问题与解决

1. 校正后仍振动过大
   
   • 可能原因：轴弯曲、对中不良、轴承磨损、共振。
   • 需排查其他机械故障。
2. 动平衡与静平衡的选择
   
   • 长径比 ( L/D > ¹⁄₆ ) 的转子需动平衡，否则静平衡即可。
3. 高速转子的特殊要求
   
   • 需考虑离心力导致的材料变形（如涡轮增压器转子需在真空舱内平衡）。

七、技术发展趋势

• 智能化：AI算法自动计算最优配重。
• 在线监测：实时监控振动并自动调整。
• 激光动平衡：非接触式高精度校正。

总结：旋转机械动平衡是保障设备稳定运行的核心技术，需结合理论计算、精密测量和实际经验。实际应用中需注意区分动平衡与静平衡，并遵循国际标准进行操作。