在旋转机械的运行过程中，部件的不平衡是导致振动、噪音和机械损耗的主要原因之一。平衡机作为检测和校正不平衡量的专业设备，其补偿过程需要遵循严格的工艺流程。以下将从工作原理、补偿方法和操作要点三个方面进行详细阐述。
现代平衡机采用非接触式测量技术，通过高精度传感器实时采集旋转部件的振动信号。当被测转子以工作转速旋转时，不平衡量产生的离心力会使转子产生特定频率的振动。平衡机的测量系统会捕捉这些振动信号，经过FFT变换后***计算出不平衡量的大小和相位位置。
值得注意的是，平衡精度与转速选择密切相关。对于刚性转子，通常选择低于***临界转速的60%作为平衡转速；而对柔性转子，则需要采用多平面、多转速的平衡方式。目前主流平衡机的测量精度可达0.1g·mm/kg，相位误差不超过±3°。
1. 配重补偿法
在转子轻点对侧添加平衡块是最常用的补偿方式。操作时需注意：
- 配重材料密度应与转子材质接近
- 固定方式需确保在高速旋转时不松动
- 多次添加时应遵循矢量合成原则
2. 去重补偿法
通过钻孔、铣削等方式去除重点部位材料。适用于：
- 不允许添加配重的精密转子
- 工作环境存在配块脱落风险的场合
需特别注意去重深度不超过壁厚的1/3，且去重区域应做倒角处理。
3. 自动补偿系统
高端平衡机配备自动补偿装置，通过伺服电机驱动补偿质量块实现动态平衡。这种系统可实现：
- 在线实时补偿
- 补偿精度达±0.05g
- 适用于批量生产的自动化产线
4. 组合补偿法
对于特殊结构转子，可采用配重与去重相结合的方式。典型应用包括：
- 叶轮类部件的叶片修整与轮毂配重
- 曲轴类部件的钻孔去重与平衡块调整
1. 初始不平衡量控制
建议在粗平衡阶段将初始不平衡量控制在许用值的5倍以内。过大的初始不平衡可能导致：
- 测量系统饱和失真
- 安全保护装置误动作
- 支撑轴承异常磨损
2. 补偿量计算规范
采用矢量分解法计算补偿量时应注意：
- 必须考虑补偿半径的影响（M=U×R）
- 多平面平衡时应建立影响系数矩阵
- 对于非对称转子需进行动平衡计算
3. 验证测试要求
补偿后必须进行验证运行：
- ***少持续运转3分钟以上
- 振动值应稳定在ISO1940标准规定的G级以内
- 对于精密机床主轴等部件，建议进行热态平衡验证
对于大型转子（如发电机转子），应采用低速平衡与高速平衡相结合的方式。当工作转速超过3000rpm时，还需考虑：
- 补偿材料的离心变形
- 转子热膨胀对平衡状态的影响
- 轴承油膜刚度的转速特性
现场动平衡作业时，建议采用影响系数法。该方法通过试重实验建立系统响应模型，能有效克服：
- 支撑刚度不对称
- 传感器安装位置偏差
- 背景振动干扰等问题
通过规范化的补偿操作和精细化的过程控制，可使旋转部件的残余不平衡量降低***许可范围的30%以下，显著延长设备使用寿命。需要强调的是，平衡补偿不是一次性工作，对于重要设备应建立定期平衡检测制度，确保设备始终处于***运行状态。
