Balanset-1A
便攜式現場動平衡機「Balanset-1A」
技術文件與操作手冊
1. 簡介
Balanset-1A 是一款便攜式動平衡機，專為在機器自身軸承中（現場）對剛性轉子進行動平衡校正，或作為動平衡機中的測量系統而設計。它為多種旋轉機械提供單平面與雙平面動平衡校正服務，包括風機、砂輪、主軸、破碎機與幫浦。隨附的動平衡校正軟體可自動為單平面與雙平面動平衡校正提供正確的動平衡校正方案。
使用者友善性
Balanset-1A 設計簡易易用，即使非振動專家也能輕鬆操作。
動平衡校正程序
動平衡校正程序採用 3 次運行法，在每個平衡點加入試重，此法亦稱為影響係數法。軟體會自動計算校正配重及其位置（角度），將結果顯示於表格中並儲存至檔案。
技術背景
方法論原理基於安裝試重並計算不平衡影響係數。儀器測量旋轉轉子的振動（振幅與相位），隨後使用者依序在特定平面添加小型試重，以「校準」附加質量對振動的影響。根據振動振幅與相位的變化，儀器自動計算消除不平衡所需的校正配重質量與安裝角度。
報告與資料視覺化
系統允許列印動平衡校正報告。此外，還提供振動波形與頻譜圖表，以便進行更深入的分析。
Balanset-1A 是動平衡校正的綜合解決方案，提供多種功能以確保旋轉機械準確且高效的動平衡校正。其使用者友善的介面與先進的軟體，使其成為振動分析領域專家與非專家的理想選擇。
Balanset-1A 完整套件，含所有組件
包含組件：
- 介面單元
- 兩個振動感測器
- 帶磁性支架的光學感測器（雷射測速儀）
- 秤
- 軟體（註：不含筆記型電腦，需另行訂購）
- 塑膠運輸箱
規格
基本規格：
- 振動感測器： 兩支振動加速規，線長 4m（可選配 10m）。
- 光學感測器（雷射轉速計）： 距離範圍 50 至 500mm，線長 4m（可選配 10m）。
- USB 介面模組： 附帶用於連接 PC 的軟體。
- 軟體功能： 測量振動、相位角，並計算校正配重的數值與角度。
詳細規格：
| 參數 | 數值 |
|---|---|
| 振幅振動範圍 | 0.2-80 mm/sec RMS |
| 振動頻率範圍 | 5 - 1000 Hz（振幅誤差 ≤10% 從 5 到 550 Hz；從 550 到 1000 Hz 高達 20%） |
| 精度 | 滿量程之 5% |
| 校正平面 | 1 或 2 |
| 轉速測量（雷射測速儀） | 250-90000 rpm |
| 相位角測量精度 | ±1 degree |
| 功率 | USB 5 V DC（無需市電變壓器） |
| 重量 | 4 KG |
注意：轉速由雷射測速儀測量；可用的每轉一次（1×）動平衡校正範圍受限於 5-1000 Hz 的振動頻率範圍，即約 300-60,000 rpm。
Balanset-1A 是一套全面的動平衡校正解決方案，提供多種功能，確保旋轉機械的精確且高效的動平衡校正。
2. 使用 Balanset-1A 進行雙平面動平衡校正的準備
2.1. 驅動程式與軟體安裝
- 從安裝隨身碟安裝驅動程式與 Balanset-1A 軟體。
- 將 USB 線插入電腦的 USB 埠。介面模組將由 USB 埠供電。
- 用途
執行程式的捷徑。
2.2. 感測器安裝
- 如圖 1、2 和 3 所示安裝感測器。
連接線纜
- 將振動感測器連接至 X1 與 X2 接頭。
- 將相位雷射感測器連接至 X3 接頭。
圖 1 雙平面動平衡校正佈線圖
- 在轉子上安裝反光標記。
- 當轉子旋轉時，檢查相位感測器上的 RPM 數值。
圖 2 相位感測器設定
動平衡校正前的重要檢查項目
連接儀器前，必須進行完整的機組診斷與準備工作。動平衡校正的成功有 80% 取決於準備工作的徹底程度。大多數失敗並非由於儀器故障，而是忽略了影響測量重複性的因素。
- 轉子： 徹底清潔轉子所有表面，去除污垢、鏽跡及附著物。檢查是否有破損或缺失的零件。
- 軸承： 檢查軸承組件是否有過度游隙、異音或過熱現象。
- 基礎： 確保機組安裝於剛性基礎上。檢查地腳螺栓的鎖緊狀況。
- 安全性： 確保所有防護罩均已安裝且功能正常。
3. 使用 Balanset-1A 進行動平衡校正程序
圖 3 雙平面動平衡校正主視窗
設定動平衡校正參數
- 安裝感測器後，點擊「F7 - 動平衡校正」按鈕。
- 依需求設定動平衡校正參數。
- 點擊「F9-下一步」繼續。
圖 4 動平衡校正設定
表 1：動平衡校正逐步操作
初始運轉（Run 0）- 無試重啟動
- 在機器運轉速度下運行機器（確保速度遠離結構的共振頻率）。
- 點擊 F9-Start 以測量無試重時的振動水平與相位角。
- 測量過程可能持續 2-10 秒。
圖 7 雙平面動平衡校正視窗。原始振動
第一次運轉（Run 1）- 平面 1 的試重
- 停止機器，並在平面 1 任意位置安裝合適大小的試重。
- 啟動機器，點擊 F9-Run，並測量新的振動水平與相位角。
- 測量過程可能持續 2-10 秒。
- 停止機器並 移除試重。
第二次運轉（Run 2）- 平面 2 的試重
- 在平面 2 安裝合適大小的試重。
- 再次啟動機器，點擊 F9-Run，並再次測量振動水平與相位角。
- 停止機器並 移除試重。
計算步驟（步驟 4）
- 校正配重與角度將自動計算並顯示於彈出表單中。
圖 5 雙平面動平衡。校正配重計算
圖 6 雙平面動平衡。校正配重安裝
校正運轉（RunC）
- 將校正配重安裝於彈出表單所示位置，半徑與試重相同。
- 再次啟動機器，並測量轉子殘餘不平衡量，以評估動平衡校正成效。
動平衡後操作
- 動平衡校正完成後，您可以儲存影響係數動平衡資料（F8-係數）及其他資訊（F9-新增至檔案），以供未來使用。
透過這些逐步操作，您可以實現精確的動平衡校正，並顯著降低旋轉機械的振動水平。
平衡品質標準
使用標準 ISO 21940-11（前身為 ISO 1940-1）將主觀評估「振動仍然過高」轉化為客觀、可測量的標準。如果儀器軟體產生的最終動平衡校正報告顯示殘餘不平衡在 ISO 公差範圍內，則認為工作已按品質完成。
動平衡校正程序 - 影片
現場動平衡
4. Balanset-1A 其他功能
4.1. 振動計模式
啟動振動計模式
- 要啟動振動計模式，請在主視窗（雙平面或單平面動平衡校正）中點擊「F5-Vibrometer」按鈕。
- 要啟動測量程序，請點擊「F9-Run」。
了解振動計讀數
V1s (V2s)：代表平面 1（或平面 2）的總振動，以均方根計算。
V1o (V2o)：表示平面 1（或平面 2）的 1x 振動。
頻譜視窗
在介面右側，您可以查看頻譜視窗，它以圖形方式呈現振動頻率。
資料封存
所有測量資料檔案均可儲存至檔案庫中，以供日後參考或分析。
Balanset-1A 便攜式動平衡機與振動分析儀軟體。振動計模式。
4.2. 影響係數
利用已儲存的係數進行動平衡校正
若您已儲存先前動平衡校正的結果，可跳過試重運行，直接利用這些儲存的係數對機組進行動平衡校正。
為此，請在「動平衡校正類型」視窗中選擇「Secondary」，並點擊「F2 Select」按鈕從清單中選擇先前的機組類型。
動平衡校正後儲存係數
完成動平衡校正程序後，在動平衡校正結果彈出視窗中點擊「F8-Coefficients」（參見表 1）。
然後按一下「F9-儲存」按鈕。
系統將提示您在表格中輸入機器類型（「名稱」）及其他相關資訊。
透過利用影響係數，您可以簡化動平衡校正程序，使其更有效率且節省時間。此功能對於需要頻繁進行動平衡校正的機器特別有用，可加快設定速度並減少停機時間。
4.3. 檔案與報告
將動平衡校正資訊儲存至檔案
若要儲存動平衡校正資訊，請在動平衡校正結果彈出視窗中按一下「F9-新增至檔案」(請參閱表 1)。
接著系統將提示您在表格中輸入機器類型（「名稱」）及其他相關資訊。
存取已儲存的檔案
若要存取先前儲存的檔案，請在主視窗中按一下「F6-報告」。
列印報告
若要列印動平衡校正報告，只需按一下「F9-報告」。
透過有效利用檔案與報告功能，您可以維護所有動平衡校正活動的完整記錄。這對於追蹤機械隨時間的效能、促進未來的動平衡校正程序，以及提供品質控制與維護規劃的文件而言，具有無可估量的價值。
動平衡校正報告範例
雙平面動平衡校正檔案
4.4. 圖表
查看振動圖表
若要檢視振動圖表，請按一下「F8-圖表」。
可用曲線圖類型
提供三種曲線圖供您分析：
- 一般振動： 此圖表提供一般振動水準的總覽。
- 轉子轉頻處的振動 (1x 振動)： 此圖表專注於發生在轉子轉頻處的振動。
- 頻譜： 此圖表提供基於頻率的振動分析。例如，對於轉速為 3000 rev/min 的轉子，其頻率將為 50Hz。
透過這些曲線圖，您可以更深入地了解機器的振動特性。這對於診斷問題、規劃維護以及確保最佳效能至關重要。
一般振動曲線圖
1x 振動圖表
振動頻譜圖表
理論背景
不平衡類型
任何旋轉設備振動的核心皆在於不平衡。不平衡是指轉子質量相對於其旋轉軸分佈不均的狀態。這種不均勻的分佈會導致離心力的產生，進而引起支撐結構及整個機器結構的振動。
靜不平衡 (單平面)
特徵為轉子質量中心平行於旋轉軸位移。主要發生於 L/D < 0.25 的薄盤狀轉子。可透過在單一校正平面安裝單一校正配重來消除。
動不平衡
最常見的類型，代表靜不平衡與力偶不平衡的組合。需要在至少兩個平面進行質量校正。Balanset-1A 專為此類型設計。
剛性轉子與柔性轉子
剛性轉子
若轉子的運轉旋轉頻率顯著低於其第一臨界頻率，且在離心力作用下不會產生顯著的彈性變形，則該轉子被視為剛性轉子。Balanset-1A 儀器主要設計用於剛性轉子。
柔性轉子
若轉子在接近其臨界頻率之一的旋轉頻率下運轉，則該轉子被視為柔性轉子。嘗試使用剛性轉子的方法論來平衡柔性轉子通常會導致失敗。在開始工作之前，將轉子的運轉速度與已知的臨界頻率進行相關性分類至關重要。
ISO 21940-11 標準（前身為 ISO 1940-1）
ISO 21940-11 標準（前身為 ISO 1940-1）是確定允許殘餘不平衡的基本文件。它引入了動平衡校正品質等級（G）的概念，這取決於機器類型及其運轉轉動頻率。
| 品質等級 G | 允許比不平衡 (mm/s) | 應用範例 |
|---|---|---|
| G6.3 | 6.3 | 泵轉子、風機葉輪、電動機電樞、渦輪增壓器 |
| G2.5 | 2.5 | 氣體與汽輪機轉子、透平壓縮機、特殊用途馬達 |
| G1 | 1 | 研磨機驅動裝置、音頻和視頻驅動裝置 |
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