电机转子回转体的平衡 

    一、

 

回转体的平衡原理

    任何一个回转体在旋转，可以看作其体内的无数个微小质点在绕轴心作旋转运动，并
因此产生离心惯性力，这些离心惯性力组成一个惯性力系，作用在回转体上，使之产生
弯曲变形。弯曲变形改变了质点到旋转轴心的距离，使离心惯性力大小发生变化，又使回
转体产生新的弯曲变形，如此反复，直到抵抗弯曲变形的弹性恢复力与离心惯性力平衡
为止。在工程中，若回转体在离心惯性力的作用下，只产生微小的弯曲变形，则称之为刚

 

性回转体，反之，则称之为柔性回转体。

    假设一个任意形状的刚性回转体，以等角速度 ω 绕一固定 z 轴旋转，取 z 轴上任意一
点为坐标原点，记为点 o，按照理论力学原理可知，刚性回转体上的无数个质点产生的
离心惯性力向点 o 简化的结果，将得到此惯性力系的主矢 Ro 及主矩 Mo，用矢量表示式

 

中
    mi：第 i

 

个微小质点的质量 （Kg  

）

    ri：第 i 个微小质点到 z

 

轴的距离矢量 （m  

）

    Fi：第 i

 

个微小质点产生的离心惯性力 （N  

）

    M

 

：刚性回转体的总质量 （Kg  

）

    rc：刚性回转体的质心 C 点到 Z

 

轴的距离矢量 （m  

）

    ρi：第 i 个微小质点到原点 o

 

的距离矢量 （m  

）

    Jyz：刚性回转体对 x

 

轴的离心惯性积 （Kg·m2  

）

    Jzx：刚性回转体对 y

 

轴的离心惯性积 （Kg·m2）

图 1 刚性回转体的惯性力系简图

    主矢 Ro 的大小与原点 o 的位置选择无关，而主矩 Mo 的大小却与原点 o 的位置选择有
关。刚性回转体在旋转时，主矢 Ro 和主矩 Mo 会随同发生旋转性变化，因此对支承轴产
生交变的动压力，从而刚性回转体平衡的必要与充分条件是该惯性力系向任一点简化得
到的主矢 Ro 和主矩 Mo 都为零，由 Ro=o 可以推出 rc=o，即 z 轴必须经过质心 Co，由
Mo=o 或|Mo|=o 可以推出 Jyz=o 和 Jzx=o，即 z 轴必须是刚性回转体的某一条惯性主轴。满
足条件 Ro=o 和 Mo=o 的轴，就称为中心惯性主轴。为了使一个不平衡的刚性回转体成为
平衡的回转体，就需要重新调整其质量分布，使其新的中心惯性主轴与旋转轴重合，这

 

个过程就是回转体的平衡。