动平衡试验仪（Dynamic Balancing Tester）是一种用于检测和校正旋转机械部件（如转子、叶轮、飞轮、电机轴等）动平衡的专用设备。其核心功能是通过测量旋转部件在高速运转时的不平衡量（即质量分布不均导致的离心力），并指导操作者调整质量分布，从而减少振动、噪音和设备损耗，提升机械运行的稳定性和寿命。

一、工作原理

1. 动平衡概念
   动平衡是指旋转体在运动状态下因质量分布不均产生的惯性力（离心力）相互抵消的状态。与静平衡（仅考虑静止状态下的重心位置）不同，动平衡需确保旋转时不同平面上的离心力合力为零。
2. 测量原理
   
   • 传感器检测：通过振动传感器和转速传感器采集旋转体的振动信号及转速相位信号。
   • 信号分析：利用傅里叶变换等算法，将振动信号分解为幅值和相位信息，定位不平衡量的位置（角度）和大小（质量）。
   • 校正计算：根据测得的不平衡量，计算需添加或去除的质量（配重）及其安装位置。

二、主要组成部分

1. 驱动系统：驱动被测旋转体达到设定转速（如电机、皮带轮等）。
2. 支撑系统：固定被测件的支架，通常配有高灵敏度轴承以减少外部振动干扰。
3. 传感器：
   
   • 振动传感器：检测旋转时的振动幅值。
   • 光电转速传感器（或编码器）：获取转速和相位基准信号。
4. 数据采集与分析模块：将传感器信号转换为数字信号，通过软件分析不平衡量。
5. 校正装置：部分自动化设备可自动添加/去除配重（如钻孔去重、激光熔覆增重等）。

三、应用领域

• 工业制造：电机转子、涡轮机叶片、泵轴、风机叶轮等。
• 汽车行业：轮胎动平衡校正（如汽车车轮平衡机）。
• 航空航天：发动机转子、螺旋桨、燃气轮机部件。
• 家用电器：洗衣机滚筒、空调压缩机、吸尘器电机。
• 能源设备：发电机转子、风力发电机组主轴。

四、操作步骤（以典型设备为例）

1. 安装被测件：将旋转体固定在试验仪支撑架上，确保轴向对中。
2. 设定参数：输入转速、平衡精度等级、校正半径等参数。
3. 首次运行测试：启动设备至额定转速，采集初始振动数据。
4. 数据分析：仪器显示不平衡量的大小（单位：g·mm或g·cm）及相位角（如120°）。
5. 校正实施：
   
   • 增重法：在指定相位位置添加配重块。
     
   • 去重法：在反相位位置钻孔或切削去除材料。
6. 复测验证：重新运行设备，确认剩余不平衡量是否符合标准（如ISO 1940平衡等级G6.3）。

五、注意事项

1. 安全操作：确保旋转体固定牢靠，防止高速旋转时脱落；佩戴防护装备。
2. 环境要求：避免强电磁干扰、温度剧烈变化或地基振动影响测量精度。
3. 校准维护：定期校准传感器和仪器，清洁支撑轴承以保持灵敏度。
4. 校正策略：若多次校正后仍不达标，需检查旋转体是否变形、材料是否均匀或装配是否存在问题。

六、技术发展

现代动平衡试验仪趋向智能化和自动化，例如：

• 全自动平衡机：结合机器人自动装卸工件和校正。
  
• 激光动平衡：通过激光熔覆技术非接触式增重，适用于精密部件。
  
• 在线动平衡系统：实时监测并校正运行中的设备，应用于大型工业机械。 通过精确的动平衡校正，可显著降低设备故障率，延长使用寿命，并符合环保降噪要求。