摘 要：旋转机械是核电站设备的一个重要的组成部分，其安全稳定运行关系着整个核电站的安全运行，本文结合核电站的具体设备，主要介绍了旋转机械动平衡的试验原理及验收标准。

　　关键词：核电站；旋转机械；动平衡；泵

　　旋转机械设备产生的振动会加速轴承的疲劳和磨损，降低机械设备的精度和可靠性，产生噪声，严重时则会发生机械事故。对核电站而言，主泵，主给水泵，汽轮机等均为大型旋转机械，特别是像汽动辅助给水泵等为高速旋转机械，动平衡对其安全稳定运行尤为重要，当然核电站还有风机，压缩机等旋转机械，其动平衡的方法与水泵相似。

　　1.动平衡试验原理

　　1.1.概述

　　如果转子刚体是均匀对称的，绕对称中心轴转动，则各点离心力相互抵消。由于转子本身组织不均匀，或是加工误差，装配等造成质量偏心等都会引起旋转轴线的偏移，从而导致不平衡。

　　例如一个薄圆盘，若是质量分布不均，不能相互抵消平衡，就可以产生不平衡力，总效果是相当于某一个方向上多出一个当量的不平衡质量。对于长轴物体，如水泵转子可看成多个不平衡圆盘的组合，不平衡质量的分布呈空间曲线形式。

　　平衡可以分为静平衡和动平衡，动平衡又可以分为刚性转子平衡和挠性转子平衡。

　　静平衡是在转子一个校正面上进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在静态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此静平衡又称为单面平衡。

　　动平衡则是在两个校正面上同时进行校正平衡，校正后的剩余不平衡量，以保证转子在动态时是在许用不平衡量的规定范围内，因此动平衡又称为双面平衡（特殊情况下也可以使用多个校正面进行平衡）。

　　通常水泵转子，汽轮机转子都属于刚性转子，动平衡是在工厂的动平衡机上进行，现场平衡一般是在工作条件下进行，特别是现场维修时更为方便。

　　1.2.动平衡原理

　　动平衡的目的是平衡不平衡力和力矩，由于转子上的平衡是分布式的，在转子上存在多个不平衡力，可以分别向任选的两个面简化，这两个面即通常我们所说的校正面。通常不平衡量可以由矢量来表示，符号为U，单位通常为g·mm。如图1所示，转子不平衡量在两个校正面上分别为U1和U2。

　　根据上述转化，只需要在两个校正面上加上两个校正量W1，W2来平衡不平衡量U1和U2，即可实现平衡。

　　即：W1+U1=0，W2+U2=0。

　　校正量可以是正的也可以是负的，据此校正方式基本上分去重和加重两种，目前对于水泵的转子动平衡去重方式使用较多，而对于汽轮机则使用加重方式较多，如平衡槽式和平衡螺钉式等。

　　图1：转子不平衡量的简化图

　　2.动平衡验收标准

　　2.1.动平衡的试验转速

　　刚性转子动平衡只要试验系统的灵敏度足够，可以取用较低的转速（相对于工作转速而言）。平衡转速通常只取用一个，在此转速下转子的弯曲变形显然很小，不会影响其不平衡量的大小和分布，平衡过程中只是把力和力偶不平衡量降低到许可的范围内。

　　例如水泵，对高速旋转的转子，一般转子动平衡速度在700-1000转左右，如上充泵转子动平衡试验转速为830rpm，而对于速度较低，直径较大的转子，转子动平衡在200-400转左右，如主泵转子动平衡试验转速为300rpm，海水循环泵叶轮动平衡试验转速为250rpm。

　　2.2.动平衡的精度等级

　　一个转子的总不平衡量，工程上都是使用两个平面上不平衡量的模之和来表示：

　　为了排除转子质量的因素，工程上也用不平衡量除以转子质量后来表示：

　　， 称为不平衡度，又称为不平衡偏心距，单位通常用 。

　　国际标准ISO 1940使用了 值作为动平衡品质的衡量尺度，我国国标也是使用 作为衡量尺度，命名为不平衡烈度，单位通常为mm/s。

　　在ISO 1940 和国标中均以Su值大小来划分动平衡品级，并冠以符号G为等级。

　　动平衡等级G（mm/s）=（e/1000）×ω=（e/1000）（2πn/60）

　　如图2中，是以转速（n转/分，即rpm）为横坐标，以偏心距e（μm，微米）为纵坐标，以动平衡等级G（mm/s）为参数的斜线族（该斜线左高右低，即同一个G值，低转速设备所允许的偏心量大，高转速设备所允许的偏心量小）。斜线族中包括G0.4，G1，G2.5，G6.3，G16，G40，G100，G250，G630等各级。

　　如果转速为4800 rpm，选取G=2.5；则查阅动平衡斜线，可以找到对应的纵坐标读数约5μm。这就是由动平衡等级（2.5）确定的对转子动平衡精度的要求，当然也可以直接通过计算确定转子的动平衡质量要求：

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