（一）试验原理

对于小型转轮，宜采用卧式静平衡试验方法，如图6-32所示。将转轮与平衡轴装配好后，吊放于平衡导轨上。

图6-32　图解法求转轮实际所需配重

1—平台；2—支架；3—平衡导轨；4—平衡轴；5—转轮

如图6-33所示，转轮重心M点不在平衡轴心O上，则在图示位置，转轮必逆时针旋转。如在M点对称方向的N点加平衡配重块P，使其所产生的离心力F2与因转轮重心偏心所产生的离心力F1相等，此时转轮达到随意平衡状态。

图6-33　卧式静平衡力矩

1—转轮；2—平衡轴

如转轮以ω转速旋转，则离心力为：

当F1=F2时，则：

式中　G——平衡体总重，包括平衡轴的质量，kg；

e——平衡物体偏心距，cm；

P——平衡加重块质量，kg；

R——加重块与轴心距离，cm。

平衡导轨上刀刃的宽度，可按下式求出：

式中　b——刀刃宽度，cm；

G——参加平衡物体的质量，包括转轮与平衡轴，kg；

E——刀刃材料的弹性模数，E=2.1×104MPa；

d——平衡轴直径，cm。

对小型水轮机转轮，平衡导轨上刀刃的宽度一般取b=6～8mm。平衡导轨上刀刃的长度，一般取L=1.25～1.5m，也可按平衡轴直径d选取。

L=(1.5～2.0)πd(www.daowen.com)

平衡轴与平衡导轨的刀刃，均应进行淬火处理，其HRC=55～57，淬火后，表面作磨光处理。表面粗糙度Ra值为1.6μm，其直线度每米应小于0.03mm。两根导轨应在同一水平面上，其平行度误差小于1mm/m，高度差限于0～1mm。

平衡轴与转轮孔的配合一般选用。

（二）卧式静平衡试验方法

在作卧式静平衡试验时，调整平衡导轨水平值在0.03mm/m以内，两导轨的平行度应不大于1mm/m。

将转轮与平衡轴组装后吊放于平衡导轨上，并使平衡轴的轴线与平衡导轨垂直。轻轻推一下转轮，使转轮沿平衡导轨转动。多次转动转轮，如每次停下来，总是某一点在下部位置，则说明转轮静不平衡。待转轮静止下来后，在转轮上方划一条通过轴心的垂直线。再在这条垂直线上的适当点加上平衡配重块（先用磁铁或橡皮泥，后换算成铁块重或铅块重）。再滚动转轮，调整配重块大小或距离，此距离应考虑便于加焊配重块，直到整个平衡系统出现随意平衡为止，即所划垂直线不论在何方向，经过多次试验，转轮均能在任何位置停下来，则说明转轮已达到静平衡要求。这时配重P及其放置处距轴心的距离R，即为所需的配重块重量和配重块的放置距离。

对转轮的静不平衡处理有两种方法，首先量出磁铁或橡皮泥所处方位和半径R，再取下称出质量m′。

1.焊板配重法

如图6-34（a）所示，在转轮上冠平面，与橡皮泥同方位半径为r的地方施焊一块质量为m的铁板。焊接的配重块不得影响转轮上冠水流通向，其外形一般呈椭圆形，不得有尖角，且过渡圆滑，以免引起转轮水力不平衡从而引起轴向水推力过大或机组振动。

式中　m——施焊铁板和焊肉质量，kg；

m′——橡皮泥质量，kg；

R——橡皮泥所处半径，mm；

r——施焊铁板所处半径，mm。

图6-34　转轮静平衡配重

（a）钻孔配重；（b）焊铁板配重

2.钻孔配重法

如图6-33（b）所示，当橡皮泥质量m′较小时可采用这种方法。在橡皮泥方位的反方向，即图A点所在方位，半径为r的地方钻孔，钻孔切削金属质量m与施焊铁板重量计算方法一样。

其允许残余不平衡重量的大小，如无规定，可按转轮的名义直径，其允许残余不平衡重量所产生的离心力，以不超过转轮净重的2%来校核。

式中　[g]——允许残余不平衡重量，kg；

G——参加静平衡系统的质量，kg；

np——转轮飞逸转速，r/min；

D1——转轮名义直径，m。