理解靜平衡(單平面平衡)
靜平衡 是轉子 動平衡校正最簡單的形式。它用於校正 靜不平衡 ——一種 轉子‘的質心偏離其旋轉軸,從而產生單一「重點」的狀態。由於該重點僅在重力作用下即可顯現,原則上可在轉子靜止時進行校正:將具有純靜態 不平衡 的轉子放置在無摩擦表面(如刀口)上,它將滾動直至重點沉降至底部。校正是在一個 單一平面 中完成的——將一個校正配重放置在與重點呈 180° 相對的位置,使質心回歸旋轉中心。這種單平面的簡易性正是該方法的巨大優勢,而如我們將見到的,也是其根本的限制。
1. 靜不平衡與動不平衡
靜不平衡亦稱為「力不平衡」,因為它會產生一個 離心力 沿旋轉中心徑向向外作用。關鍵在於,它不會產生任何「力偶」或搖擺運動。這將它與 動不平衡區分開來,後者結合了力與 力偶不平衡 ,並且需要至少在兩個平面進行校正才能完全解決。轉子可能已經達到完美的靜平衡,但仍可能帶有顯著的力偶不平衡,導致其一旦旋轉就會產生嚴重振動——這就是為什麼靜平衡本身僅適用於特定類型的轉子。
2. 何時靜平衡已足夠?
靜平衡僅適用於特定類型的轉子。它通常保留給非常窄或盤形的部件,其軸向長度與直徑相比很小。對於這類轉子,顯著的力偶不平衡在根本上就不太可能存在,因此單平面校正確實能解決問題。
單平面靜平衡通常已足夠的常見範例包括:
- 研磨輪
- 汽車輪轂與輪胎
- 單一、窄型風機或鼓風機葉輪
- 飛輪
- 滑輪與槽輪
對於任何長度顯著的轉子——馬達電樞、多級泵或長軸——僅靠靜平衡是不夠的,必須進行 動平衡 在 兩個校正平面 。單平面方法本身在 單面動平衡.
3. 靜平衡方法
1. 刀口平衡
這是經典的非旋轉方法。轉子放置在一對平行、水平、低摩擦的刀口上。它會滾動直到最重點位於底部;然後在頂部(180° 對面)添加臨時配重,直到轉子能在任何位置靜止而不滾動。該配重隨後被永久固定。它不需要電源或電子設備——只需要耐心和一對真正水平、平直的刀口——並且它仍然是窄盤現場檢查的完美有效方法。
2. 垂直平衡機
現代靜平衡通常在垂直 動平衡機上進行。轉子——例如飛輪或輪胎——放置在由力感測器支撐的水平板上。機器以低速旋轉它,感測器測量不平衡力的大小和方向,並在螢幕上顯示所需的校正。對於輪轂和輪胎, 輪轂平衡配重計算器 將該讀數轉換為夾式或黏貼式配重的尺寸。
3. 單平面現場動平衡(Balanset-1A)
靜平衡(單平面)也可以使用便攜式平衡系統在完全組裝的機器上進行——這就是 現場動平衡的本質。使用 Balanset-1A,「單平面平衡(『靜平衡』)」模式會測量轉子轉速 (RPM) 和 1× 振動 的向量——其 RMS RMS 值 相位和相位。根據「Run #0」和「Run #1」的測量結果,軟體會自動計算 質量 與 安裝角度 減少轉子不平衡所需的校正配重的安裝角度,使用 影響係數 方法。
平衡結果會儲存到檔案庫中,完成後可以 平衡報告 在內建的報告編輯器中生成、編輯和列印。

在 Balanset-1A 程式中執行單平面動平衡的方式
- 安裝感測器並連接系統。 在選定的測量點安裝振動感測器並將其連接到設備。安裝相位感測器(轉速計測速儀 反光膠帶 ),在轉子上貼上反光貼紙,並將設備連接到 Windows 筆記型電腦。
- 啟動單平面動平衡模式。 在主操作視窗中選擇「單平面」模式並開始平衡。程式會開啟單平面平衡檔案庫視窗。
- 建立檔案庫記錄。 輸入轉子名稱、安裝位置、公差(振動和殘餘不平衡)以及日期。軟體會建立一個檔案庫資料夾,用於儲存圖表和報告檔案。
- 在「平衡設定」中設定平衡參數。
- 影響係數: 選擇「新轉子」(兩次運轉以校準)或「已儲存係數」(一次運轉,適用於具有已儲存影響係數的同類型機器)。
- 試重質量: 選擇「Gramm」或「Percent」。如果您計劃稍後使用「已儲存係數」模式,請輸入 試重 試重質量(以克為單位,在秤上稱重)。
- 配重安裝方式: 選擇「Circum」(圓周上的任意角度)或「Fixed position」(固定孔/葉片/位置;輸入位置數量)。
- 質量安裝半徑: 輸入用於安裝試重與校正配重的半徑。
- 在 Plane1 保留試重: 僅在過程中無法移除試重時啟用此選項。
- Run #0(初始運轉,無試重)。 將機器加速至穩定轉速並啟動「Run #0」以測量初始振動。軟體會記錄 RPM、1× 振動分量的 RMS 值和相位。「Charts」標籤頁顯示波形和頻譜。
- 安裝試重。 停止機器並在已知半徑處安裝試重。試重必須顯著改變振動振幅或相位。一個常見的標準是「30/30 規則」:試重應使振幅改變約 30%(降低或升高)或相位改變約 30° 或更多。如果您計劃稍後使用「已儲存係數」模式,請將試重安裝在與反光標記相同的角度。
- Run #1(已安裝試重)。 重新啟動機器,等待轉速穩定,並執行「Run #1」。軟體會計算校正配重參數。
- 安裝校正配重。 停止機器,移除試重,並安裝 校正配重校正配重。安裝角度從試重位置沿轉子旋轉方向計算。將校正配重安裝在與試重相同的半徑上。
- RunTrim(檢查平衡品質)。 執行「RunTrim」以驗證結果。如果殘餘振動和/或 剩餘不平衡 殘餘不平衡符合公差,則可以完成平衡。如果不符合,軟體會計算額外的校正配重,並通過逐次逼近繼續平衡。

結果視覺化:極座標圖與固定位置
Balanset-1A 可以在 極座標視圖中顯示校正配重的質量和角度。如果選擇了「Fixed position」,程式可以自動將校正配重分成兩部分,並顯示每個部分必須安裝的位置編號——這與 葉片校正計算器 為具有固定安裝點的風機和葉輪提供的便利相呼應。


4. 根據公差驗證結果
靜平衡僅在剩餘振動與剩餘不平衡量落入協議容差範圍內時才算「完成」,這正是 RunTrim 步驟發揮價值之處。允許的剩餘不平衡量通常取自平衡品質 G 級 依據現代 ISO 21940-11 標準(該標準已納入舊版 ISO 1940-1)。將 G 級與運轉速度轉換為允許的克-毫米數值,並選擇合理的初始試重,使用 殘餘不平衡量計算機 (ISO 21940-11) 與 試重計算器即可快速完成。記錄初始與最終的剩餘不平衡量,能客觀衡量校正工作的成效,並構成動平衡報告的核心內容。
5. 限制
靜平衡的主要限制在於其無法偵測或校正力偶不平衡。對實際存在動態不平衡的轉子施加靜平衡,有時反而會使情況惡化——校正了力分量,卻忽略甚至加劇了力偶分量。因此,對於大多數工業機械,雙平面動平衡是標準且必要的做法,而靜平衡最好僅保留給狹窄、盤狀的轉子,在這些轉子上其單平面假設確實成立。