加工方法在不断改进，设计人员和制造商的经验也日益丰富。既然旋转组件零部件的装配方法建立在前人经验的基础之上，为什么不平衡量问题以及转子振动的最小化问题依然没有消失？
原因之一在于：
a) ISO 21940-11 针对刚性状态转子的工艺与公差（PN 93/N-01359 刚性转子动平衡；许用剩余不平衡量的确定）规定了不同用途转子的许用剩余不平衡量数值
b) 随着机械类商品市场竞争日趋激烈，对零部件及其子部件的质量要求——包括剩余不平衡量的数值——也在不断提高
c) 转子向更高转速旋转的总体趋势仍在持续，这凸显了将其不平衡量降至最低的重要性
本研究旨在说明，需要进行动平衡的原因在于制造转子的质量所具有的某种特定属性。我们还想说明所谓“实际旋转轴线”的重要性。
惯性力与离心力
一般而言，在分析任何与任意质量物体运动变化相关的物理现象时，可以说质量在受到加速时会表现出一种强烈的抵抗作用。这种抵抗作用称为惯性力。
构成转子的任何质量单元，只要偏离实际旋转轴线，在旋转过程中就会产生加速度。若旋转运动的速度恒定，该加速度含有一个指向圆心的向心分量。由于这一加速度的存在，会产生离心惯性力。如果这些力得不到补偿，沿转子长度方向，各个合力便会发生振荡。未被补偿的惯性力随未被补偿的旋转质量一起随转子旋转。由于转子支承结构具有一定的刚度，这些位置便具备了产生振动的条件。如果旋转机械并非设计为借助振动来做功，振动就是一种干扰，并会缩短其使用寿命等。因此，技术人员将振动与未被补偿的质量分布联系起来，并将其定义为不平衡量。Ascential Technologies 制造用于测量并最大限度减小这种不平衡量的机器。
惯性主中心轴
首先应当提出这样一个问题：如果质量体（即任意形状的转子）在空间中仅受纯扭矩作用而没有支承（即所谓的自由运动），它会倾向于绕哪条轴线旋转？
答案是，自由运动将围绕主中心惯性轴进行。这条轴线穿过转子的质心，其方向使得单位质量在所有垂直于该轴线的平面内处于平衡。这意味着，在该方向上，转子的质量分布沿其整个长度呈圆周对称。在实际中，当所谓低速和高速转子的有效动平衡接近完成时，就会接近这种状态。如果转子是刚性的，问题便简化为求合力。这就是说，要实现圆周对称，低速动平衡即已足够，此时只需在两个平面上施加校正质量，以抵消转子整个长度上的不对称。
示例：炮弹
炮弹的飞行过程恰当地说明了这种情形。飞行可分为两个阶段：第一阶段在其离开炮管时结束，第二阶段在其撞击障碍物时结束。在第一阶段，炮管内表面对弹丸形成约束，迫使其旋转时与几何轴线对齐。如果其质量沿整个长度呈非同轴分布，这些约束会使弹丸无法绕其主中心惯性轴旋转。因此，旋转的弹丸会以离心力冲击炮管。离开炮管之后（并且在其自身绕垂直于弹道的轴线的振动衰减之后），弹丸继续绕其主中心惯性轴飞行。其前端锥体在空间中划出一条螺旋线。这两条轴线（即实际的几何轴线与主中心惯性轴）之间的相对倾角是可以计算的。
几何轴线与实际旋转轴线
在一个完全笔直、圆周对称的圆柱体中，若轴颈端面与轴线垂直，则主中心惯性轴与几何轴线重合。如果将其安放在动平衡机的滚动轴承上，实际旋转轴线将与几何轴线重合。如果在转子制造过程中，我们在这根轴的端部铣出键槽，随后在其上安装时产生偏心距和角度误差，那么组件中的其他部件（例如组件的主中心惯性轴）就不会与其几何轴线重合。该组件的自由旋转运动将围绕合成得到的另一条中心主惯性轴进行。这是因为它与圆周对称的笔直轴的轴线并不重合。
质量在旋转但没有支承时，不会出现不平衡量。当作为整个组件连接件的滚动轴承安装到轴上后，组件总质量的旋转运动将被轴承约束在另一条旋转轴线上，这条轴线称为实际轴线。
至此，定义和测量不平衡量的条件已经具备。
装配系统中的不平衡量
可以说，以旋转运动相互配合的机械系统，其对称轴线在装配之后通常也应当重合。由于加工形状和装配错误的影响，系统实际的公共旋转轴线往往与任何一个组成零件的轴线都不重合。
因此，旋转系统所有组成部分的共同重心并不位于实际旋转轴线上。某些部件还可能被倾斜安装，即存在角度误差。由此，整个转子的主质量惯性轴相对于实际旋转轴线呈倾斜状态。两条轴线（主中心惯性轴与实际旋转轴线）之间的这种相对位置，是转子支承点处产生运动激励和附加力的根源。这种激励的特点在于，力的幅值随刚性转子转速的升高而增大，并且相对于转子的方向保持不变。
计算示例：电机轴与离合器片
为说明由加工正确的零部件装配而成的组件也可能引入不平衡量，我们来看下面这个实际例子。
图 1 显示了电机轴与离合器盘的连接。电机轴端存在径向跳动 W。
离合器盘可以任意固定在转子上，但须在其间隙范围内，而该间隙可在垂直于旋转轴线的平面内的任意角度上被消除。依据规则，我们按最不利的情况考虑：轴的跳动与孔加工的最大偏差沿同一方向叠加。转子在安装轴承的平面内，绕实际旋转轴线 1 转动。转子轴端的几何轴线为轴线 3。联轴盘的主中心惯性轴线连同其重心 c2 为轴线 2。
输入数据：
d1=34,984 mm（转子轴直径），D2=35H7 mm（离合器盘上所加工孔的直径），W=24 μm（转子轴上测得的径向跳动）。
在这样的装配体中，不平衡量就可能已经产生。测量过程中，转子在其轴承中运转。
小结
- 刚性转子旋转时，离心惯性力作用于转子的每个质点，并随转速增大。由于转子呈圆周对称，一侧的力会被反方向作用的力抵消。在任何转子中，都可以确定这样一条轴线：相对于它，所有这些力两两相互抵消。这就是主中心惯性轴。若转子绕该轴线旋转，转子支承处不会产生反作用力。
- 例如，在任意旋转组件的轴上安装滚动轴承后，转子便绕着按轴承结构所形成的轴线作旋转运动。无论转子如何设计，轴承都会在空间中约束其旋转运动，具体运动取决于轴承的结构。由此便形成所谓的实际旋转轴线。
- 轴承是转子的约束。如果实际旋转轴线与主中心轴线不重合，就会产生不平衡量。该不平衡量的大小和方向取决于实际旋转轴线与主中心惯性轴线在空间中的相互位置。
