Ротор электродвигателя имеет сложную конструкцию, состоящую из нескольких элементов. Разная плотность этих элементов, различные микродефекты и отклонения могут стать причиной того, что ось инерции ротора перестаёт совпадать с осью вращения. Данное явление, называемое дисбалансом, проявляется в виде появления посторонних шумов и повышенной вибрации при работе электродвигателя. Решением проблемы в таком случае становится балансировка ротора, осуществляемая на специальном станке, конструктивно представляющем собой выполненную из профильной стали опорную конструкцию, оснащённую трапециевидными призмами.
Существует два способа балансировки: статический и динамический. Поскольку вызываемые дисбалансом инерционные моменты, также как и инерционные силы, находятся в прямой зависимости от угловой скорости, для тихоходных двигателей имеет смысл применять статическую балансировку, для быстроходных – динамическую.
Статическая балансировка.
Статический метод балансировки ротора подразумевает уравновешивание агрегата в состоянии покоя. Балансировка ротора в данном режиме начинается с укладки агрегата шейками вала на призмы балансировочного станка. При этом, перемещаясь (перекатываясь) по рабочей поверхности призм, вал принимает положение, в котором его более тяжёлая часть находится внизу. Точка окружности, в которую устанавливается груз для балансировки, определяется следующим образом:
- ротор перекатывают 5 раз;
- во время каждой остановки нижняя «тяжёлая» точка отмечается мелом или цветным карандашом;
- точка, расположенная точно по центру между двумя самыми крайними отметками, будет точкой расположения уравновешивающего груза.
Добавлять груз необходимо с таким расчётом, чтобы момент его равнялся моменту неуравновешенной массы. При соблюдении этого условие равновесие ротора будет достигаться в любом его положении, поскольку центр тяжести элемента будет находиться на оси вращения. Помимо использования уравновешивающего груза, довольно часто баланс достигается путём спиливания, высверловки или фрезерования металла с тяжёлой стороны ротора.
Динамическая балансировка
Динамический метод незаменим для балансировки агрегатов с высокой мощностью и большой скоростью вращения. Поскольку при вращении ротора с высокой частотой каждый из его торцов имеет самостоятельное биение, вызываемое несбалансированностью масс, уравновешивающий груз в данном случае устанавливается на торцах агрегата. Принцип динамической балансировки основан на линейности системы, что подразумевает пропорциональность амплитуды колебаний дисбалансу и независимость от него фаз. Балансировка может производиться в одной или нескольких плоскостях, при этом в первом случае корректирующие массы рассчитываются последовательно для каждой из плоскостей, во втором – одновременно для всех плоскостей. Как и при статической балансировке, равновесие ротора может быть также достигнуто путём удаления части металла с тяжёлой стороны агрегата.
