了解單平面動平衡校正
單平面動平衡校正 是一種 動平衡校正 轉子 不平衡 是透過在單一徑向平面（垂直於旋轉軸）內增加或移除質量來校正的。當不平衡主要為 靜態 性質時，這是正確的方法——也就是說，當轉子的質心偏離旋轉軸，但沒有顯著的力偶或力矩試圖讓轉子產生端對端的晃動時。作為最簡單且最具經濟效益的動平衡技術，它只需要單一 校正平面 以及通常單一 試重 運轉即可完成。
1. 定義：什麼是單平面動平衡？
每個轉子都帶有一些不平衡，但不平衡的 幾何形狀 決定了必須如何校正它。當重點可視為位於單一平面內——或者當其微小的軸向分佈未產生有意義的傾斜力矩時——單一校正即可恢復平衡。這是單平面作業的定義條件：不平衡表現為純徑向力，而非力偶。當存在力偶時，轉子會晃動，且單一校正無法同時抵消兩端，這就是區分單平面與 動平衡（雙平面平衡）.
2. 何時使用單平面動平衡
單平面動平衡適用於特定的轉子幾何形狀與運轉條件。
盤型轉子
軸向長度（厚度）相對於直徑較小的轉子是理想對象——常被描述為「窄」或「薄」盤。因為質量本質上集中在單一平面內，力偶發展的空間很小。典型範例包括：
- 研磨輪
- 圓鋸片
- 單級風機或鼓風機葉輪
- 飛輪
- 碟式煞車轉子
- 單槽皮帶輪
低於第一臨界速度的剛性轉子
用於 剛性轉子 遠低於其第一 臨界轉速時，即使轉子具有顯著的軸向長度，單平面動平衡也可能足夠，前提是轉子在運轉期間不會彎曲或變形。關鍵詞是 剛性：軸必須保持其形狀，以便單一校正在全運轉範圍內保持有效。
當已知不平衡為靜態時
如果不平衡源自單一局部來源——材料堆積、風機葉片缺失、偏心安裝——且振動讀數顯示主要為 同相 運動於兩側軸承，則狀況為靜態，單平面校正適當。比較兩端的 相位 是實務測試：同相運動表示靜態不平衡，而同相運動則警告存在力偶。
3. 單平面動平衡程序
該程序遵循一個簡單明瞭、系統化的循環，建立在 影響係數 方法。
步驟 1 — 初始測量
在轉子以正常速度運轉時，測量並記錄初始振動向量——包括 振幅 與相位——於一個或多個軸承位置。這捕捉了由原始不平衡產生的振動，並成為後續所有作業的參考。
步驟 2 — 安裝試重
停止機器並在選定的校正平面上，於方便的角位置（通常為 0°）安裝已知試重。該重量應足夠大以顯著改變振動——一個實用的經驗法則是目標為振動向量改變約 25–50%。首次合理設定重量可避免浪費運轉； 試重計算器 根據轉子重量與速度提供安全的起始質量。
步驟 3 — 試運轉
重新啟動機器並在同一位置測量新的振動向量。此讀數代表原始不平衡與 加 試重的綜合效應——兩者作為向量相加。
步驟 4 — 計算校正配重
透過比較初始與試重向量，儀器執行 向量減法 以隔離試重自身的效應並計算 影響係數 ——轉子在特定角度下每單位重量產生的振動量。從該係數計算出永久 校正配重 的精確質量與角位置，以抵消原始不平衡。底層數學可透過 單平面影響係數計算機.
步驟 5 — 安裝校正並驗證
移除試重，永久安裝計算出的校正配重——透過增加質量，或在指定位置移除質量（鑽孔、研磨）——並運轉機器以確認振動已降至可接受水平。若仍有少量振動， 微調平衡 可微調結果，且最終 剩餘不平衡 可針對 ISO 21940-11 平衡等級進行檢查。
4. 現場單平面動平衡
雖然單平面動平衡可在專用 動平衡機上進行，但其真正優勢在於可 原位執行，轉子在自身軸承中以運轉速度運轉。如 Balanset-1A 量測加裝試重前後的 1× 振幅與相位，計算影響係數，並回報校正所需的精確質量與角度——隨後在配重安裝後驗證殘餘不平衡。其光學雷射 轉速計，由一條 反光膠帶觸發，提供計算所依賴的每轉一次相位參考。由於轉子是在真實運轉條件下量測——真實轉速、真實安裝、真實溫度—— 現場動平衡 能捕捉動平衡機無法完全重現的實際運轉狀態。
5. 單平面動平衡的優勢
- 簡便性： 僅涉及一個校正平面，使工作更易於規劃、執行與理解。
- 轉速： 該程序通常只需兩到三次運轉（初始、試重、驗證），節省時間並減少機器停機時間。
- 性價比： 較少的量測與較簡單的計算意味著較低的人力成本與較不複雜的設備。
- 可及性： 盤式轉子上的許多點均可觸及以添加或移除配重，提供校正位置的靈活性。
6. 限制與不適用時機
該方法的簡便性伴隨著必須遵守的實際界限。
無法校正力偶不平衡
若轉子存在顯著的 力偶不平衡 ——兩端等量重點但位於相反角度位置——單平面校正無法消除它。力偶不產生單平面可作用的淨徑向力，但仍會使轉子晃動。此情況需要 雙面（動態）動平衡.
不適用於長轉子
長徑比大於約 0.5–1.0 的轉子通常需要雙平面動平衡。馬達電樞、泵軸與長風機轉子屬於此類，因為其軸向長度允許力偶發展。
可能無法降低每個軸承的振動
針對單一軸承最佳化的單平面校正可能對另一軸承的振動影響甚微，特別是在較長轉子或接近臨界轉速運轉的轉子上。
對彈性轉子無效
在第一臨界轉速以上運轉的轉子在旋轉時會彎曲；其變化的 模態振型 需要 多平面動平衡 單平面工作無法提供的技術。
7. 與靜平衡的關係
單面動平衡與 靜態動平衡校正；實際上，在旋轉機器上執行的單平面動平衡是一種 靜不平衡的動態量測。傳統靜平衡在轉子靜止時定位重點——放置在刀口或滾輪上並讓重力使其滾至重點——而單平面動平衡則在轉子旋轉時量測相同的靜不平衡。旋轉方法更準確，因為它在真實運轉條件下感測不平衡，並量化其大小與角度，而不僅是方向。
8. 典型應用與產業
單平面動平衡適用於轉子幾何形狀合適的場合：
- 木工與金屬加工： 圓鋸片、砂輪、切割片。
- 暖通空調（HVAC）： 單級離心風機與鼓風機。
- 農業設備： 聯合收割機組件、單皮帶輪。
- 汽車工業： 飛輪、煞車轉子、單皮帶輪。
- 物料搬運： 輸送帶皮帶輪、惰輪。
對於這些應用，單平面動平衡在有效性、簡便性與成本之間取得最佳平衡，這正是它仍是 轉子動平衡校正.
