了解動平衡機
A 動平衡機 （也稱為車間平衡機）是一種專用儀器，用於測量 不平衡 在 轉子 在轉子從其主體機器拆下後。它在經過校準的懸掛系統中旋轉轉子，測量產生的 振動 或力，並根據這些讀數計算每個 校正平面 — 以便操作員可以在需要的地方精確鑽孔、研磨或添加配重。平衡機是轉子製造和高精度維修工作的核心，在這些工作中，部件在重新投入使用前必須經過平衡認證。
1. 定義：什麼是動平衡機？
本質上，平衡機是一項受控的 離心力實驗。當不平衡轉子旋轉時，其重點會產生與殘餘質量偏心度和速度平方成正比的旋轉力。機器以穩定、已知的速率旋轉轉子，感測該重點產生的每轉一次的力或運動，並將其解析為校正質量的數量和應用角度。由於轉子安裝在機器自身的精密支撐上，而不是其工作軸承上，因此測量將轉子作為部件隔離——不受聯軸器、基礎和組裝影響。
這種部件級別的關注正是車間平衡能夠實現如此精確結果的原因。新的渦輪機輪、泵 葉輪、電動機電樞或機床主軸通常在機器上按照嚴格的 平衡品質等級 在組裝前進行平衡，提供一個乾淨、可重複的起點，這是僅靠現場校正無法保證的。
2. 動平衡機的主要組件
典型的水平平衡機由少量定義明確的子系統構成，每個子系統都有助於提高測量精度：
- 床身/底座： 一個剛性、沉重的基礎，提供穩定性並防止外部地板振動污染讀數。此處的質量和剛性直接限制了機器可解析的最小不平衡量。
- 懸掛系統（支架）： 兩個支撐——有時稱為 軸承座 — 承載轉子的軸頸。它們在一個方向上故意保持剛性，而在測量方向上保持柔順，因此轉子只能在感測器可讀取的位置自由移動。
- 感測器： 安裝在懸掛系統上的感測器——通常是 加速規, 速度感測器，或力傳感器——將不平衡響應轉換為電信號。
- 驅動系統： 帶有皮帶、端部驅動或氣動驅動的電動機，使轉子達到恆定、受控的平衡速度。
- 旋轉參考感測器： 通常是讀取一條 反光膠帶的光電眼，或安裝在鍵槽上的接近探頭。其每轉一次的脈衝——與 轉速計 在現場工作中扮演的角色相同——確立了 相位 角度，告訴機器 其中 重點所在的位置。
- 儀器設備： 一個微處理器控制台，在運行速度下過濾感測器信號，應用 影響係數，並顯示每個平面的不平衡量和角度。
3. 硬支承與軟支承機
平衡機根據其懸掛系統相對於平衡速度的行為進行分類——這種區別決定了它們的校準方式和測量內容。
a) 硬支承動平衡機
懸掛系統非常剛性，機器測量由不平衡產生的 力 。轉子-懸掛系統的自然頻率遠高於 上方 平衡速度，因此轉子在遠低於 共振 的情況下旋轉，讀數穩定。決定性優勢是 永久校準：一旦操作員輸入轉子的尺寸和軸承位置，機器即可直接讀取正確的不平衡量，無需對每個新部件進行試運行。這種速度和多功能性使硬支承平衡機成為現代工業平衡車間的首選。
b) 軟支承動平衡機
懸掛系統非常柔順，機器測量 位移 （振動）。此處系統的自然頻率遠低於 低於 平衡速度，因此轉子在共振以上運行。這些機器極其敏感——非常適合非常小或輕型的轉子——但它們需要對每種轉子類型使用已知的 試重 進行校準運行，因為位移與不平衡之間的關係取決於特定的轉子和設置。這是以設置時間換取靈敏度。
4. 平衡機與現場動平衡
車間平衡和 現場動平衡 回答兩個不同的問題，一個運作良好的可靠性計劃會同時使用這兩者。
- 平衡機（車間平衡）： 轉子被拆下並作為單獨部件進行平衡。這提供了非常高的精度，非常適合新轉子或重建轉子，認證部件本身在投入使用前是否符合嚴格的公差。
- 現場動平衡: 轉子在安裝於其自身軸承並處於其自身運行條件下進行平衡。這校正了整個轉子 組件 — 包括鍵、聯軸器、風機輪轂和運行影響——並在不進行重大拆卸的情況下修復已在使用中的機器的不平衡。
這兩者是互補的。轉子通常在製造或維修時進行車間平衡，然後在現場進行最終 微調平衡 以吸收組裝和運行影響。在組裝好的機器上，該現場步驟根本不需要專用機器：像 Balanset-1A 這樣的便攜式雙通道分析儀可測量機器自身軸承中的 1× 振幅和相位，計算影響係數，並驗證最終 剩餘不平衡 是否符合選定的 ISO 等級——實際上執行了與車間平衡機相同的測量，但針對的是實際運行的轉子。
5. 標準與驗收
機器報告的不平衡量是根據從 ISO 21940-11 （ISO 1940-1 的現代繼任者），其中定義了 平衡品質等級 — G6.3、G2.5、G1.0 等 — 這些等級針對特定轉子質量與運轉速度設定允許的殘餘不平衡量。機器本身則依據 ISO 21940-21進行描述與評估，該標準涵蓋如何驗證動平衡機的精度與可達成的最小殘餘不平衡量。將等級轉換為允許的克毫米值，並分配至兩個校正平面，使用 剩餘不平衡計算器 (ISO 21940-11)即可快速完成，而 動平衡機靈敏度計算器 則有助於確認機器確實能解析嚴格等級所要求的不平衡量。
