了解力偶不平衡
力偶不平衡 is a specific form of 動不平衡 其中一個 轉子 帶有兩個相等 不平衡 質量，彼此相隔 180°，位於兩個不同的 校正平面。當轉子旋轉時，這兩個相反的離心力形成一個轉矩——一個「力偶」——試圖扭轉轉子，使其繞其重心搖晃或前後搖擺。純力偶不平衡的一個定義特徵是重心仍然位於 於 旋轉軸上，因此轉子是靜平衡的：放在刀口上它不會滾向重點。這種狀況只有在轉子旋轉時才能檢測到，並且只能在兩個不同的平面中使用配重進行校正。
1. 定義：什麼是力偶不平衡？
「力偶」一詞借自力學，在那裡它表示一對大小相等、方向相反、平行且相隔一定距離的力——一個產生純旋轉、無淨平移的系統。這裡發生的正是如此。每個偏心質量在 離心力 轉子旋轉時產生；因為這兩個力大小相等、方向相反但在軸向上分開，它們作為淨力相互抵消，但作為力矩相加。轉子在中心處沒有受到側向推力，但它確實感受到一種持續的搖擺扭矩，每轉一圈反轉兩次。
2. 視覺化力偶不平衡
想像一個細長的轉子。在左端頂部（0°）放置一個 10 g 的配重，然後在右端底部（180°）放置第二個 10 g 的配重：
- 檢查其 靜態平衡 看起來完全平衡——兩個配重相互抵消，重心位於軸上。
- 旋轉它，左側配重將左端向上拉，而右側配重將右端向下拉。結果是一種強烈的搖擺，或稱搖擺力偶運動。
此狀況會產生高 振動 在 1× 的 運轉轉速，並且——對診斷至關重要的是—— 相位 兩個軸承處的讀數彼此大約相差 180° 相位，因為兩端在任何瞬間都朝相反方向移動。
3. 力偶與靜態與動態不平衡
了解這三種類型的關係是選擇正確校正方法的關鍵：
| 類型 | 質量描述 | 重心 | 軸承相位關係 | 校正 |
|---|---|---|---|---|
| 靜不平衡 | 單一重點 | 偏離軸線 | 同相 | 一個配重，一個平面 |
| 力偶不平衡 | 兩個平面中兩個相等、相反的重點 | 在軸線上 | 180° 反相 | 兩個配重，兩個平面 |
| 動態不平衡 | 靜態與力偶的組合 | 偏移且傾斜 | 某個中間角度 | 兩個配重，兩個平面 |
動不平衡是實際轉子中最常見的状况，只是靜不平衡和力偶不平衡同時發生；因此校正它需要在至少兩個不同的平面中進行測量和配重放置。一個有用的現場線索是相位比較：幾乎同相的軸承指向主導的靜態成分，而接近 180° 的相位差指向主導的力偶。
4. 校正力偶不平衡
要消除力偶， 動平衡機 或分析儀會計算兩個校正配重的大小和角位置：
- 靜態不平衡 校正配重 放入第一個平面以抵消該處的力。
- 第二個放入第二個平面以抵消另一端大小相等、方向相反的力。
當兩個力都被中和後，扭轉力矩消失，轉子平穩運轉。請注意，兩個平面相距越遠，產生相同校正力矩所需的每個配重就越小——長力臂，少質量——這就是為什麼最大化平面間距是良好做法。在組裝好的機器上，這種兩平面校正在不解體的情況下使用便攜式雙通道儀器進行，例如 Balanset-1A，它測量每個軸承處的 1× 振幅和相位，推導轉子的 影響係數 來自 試重 偏擺，並一次性解決兩個配重。工作最後通過驗證 剩餘不平衡 等級驗證最終的 ISO 21940-11 平衡等級進行檢查。
5. 為什麼力偶不平衡容易被忽略
因為力偶不平衡的轉子能通過靜態（單平面）檢查，僅依賴靜態測試可能會讓破壞性缺陷未被發現。只有旋轉測量讀取兩個軸承——並比較它們的相位——才能暴露搖擺力偶。這是 雙面動平衡 存在的原因，也是為什麼大多數通用工業轉子，從馬達電樞到驅動軸，都是動態平衡而不是靜態平衡的原因。
