由于膨胀机的转速很高，转子有微小的不平衡也会引起很大的振动。因此，每个转子都应经过平衡试验。要保证整个转子有较好的平衡，首先应使转子上的每个零件，如工作轮、风机轮、轴等本身有良好的平衡。
平衡包括“静平衡”和“动平衡”两种。静平衡是检查转子重心是否通过旋转轴中心。如果二者重合，它能在任意位置保持平衡；不重合时，它会产生旋转，只有在某一位置才能静止不动。通过静平衡试验，找出不平衡质量，可以在其对称位置刮掉相应的质量，以保持静平衡。
经过静平衡试验的转子，在旋转时仍可能产生不平衡。因为每个零件的不平衡质量不是在一个平面内。当转子旋转时，它们会产生一个力矩，使轴线发生挠曲，从而产生振动，因此，转子还需要做动平衡试验。动平衡试验就是在动平衡机上使转子高速旋转，检查其不平衡情况，并设法消除其不平衡力矩的影响。
由于透平膨胀机在低温下高速旋转，而且转动零件之间的动间隙也比较小，因此对动平衡的要求也比较高，属于精密级的要求。我国对全低压空分设备用透平膨胀机转子的动平衡试验，对转子重心允许偏移值的要求如表31所示。
表31透平膨胀机转子重心允许偏移值
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转速n/r·min-1
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5000～10000
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≤20000
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≤30000
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≤40000
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≤50000
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允许偏移值p/μm
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1.2
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1.0
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0.8
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0.3
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0.2
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