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轉子動平衡試重計算器
計算單平面轉子動平衡校正的建議試重質量。考量轉子質量、轉速、校正半徑、支撐剛性及振動嚴重度。
結果
試重公式
試重質量使用考量支撐條件與振動嚴重度的實用工程公式計算：
- Mt — 試重質量 (g)
- Mr — 轉子質量 (g) — 以 kg 輸入，內部轉換為克
- Ksupp — 支撐剛性係數 (0.5–5.0)
- Kvib — 振動等級係數 (0.5–3.0) — 源自測得的 mm/s 振動值
- Rt — 試重安裝半徑 (cm) — 以 mm 輸入，內部轉換為 cm
- N — 轉子轉速 (RPM)
支撐剛性係數 (Ksupp)
此係數考量機器支撐結構如何影響對不平衡的振動響應：
| Ksupp | 支撐類型 | 說明 |
|---|---|---|
| 5.0 | 極剛性 | 大型混凝土塊，剛性鋼結構。不平衡引起的振動變化極小 — 需要 較重 的試重（高 Ksupp）。 |
| 4.0 | 剛性 | 混凝土基礎，剛性底座。常見於大型泵浦與壓縮機。 |
| 2.0–3.0 | 中 | 標準工業安裝，混凝土上的底板。風機、馬達與一般機械最常見的情況。 |
| 1.0 | 柔性 | 彈簧安裝，橡膠隔振器。機器自由振動 — 較輕 試重即足夠（低 Ksupp）。 |
| 0.5 | 極柔軟 | 懸掛式安裝、軟性隔振器、平衡支架/搖籃。振動響應最大 — 使用最輕的試重。 |
經驗法則： 剛性支撐（Ksupp = 4–5）會「吸收」振動，因此需要較重的試重才能產生可測量的變化。柔性支撐（Ksupp = 0.5–1）會放大響應，因此較輕的試重即可。
振動係數 (Kvib)
此係數反映機器在動平衡校正前的當前振動嚴重度：
| Kvib | 振動等級 | 條件 |
|---|---|---|
| 1 | 低 (< 2 mm/s) | 機器運轉平穩。僅需微調。使用較輕的試重 — 否則可能會壓過現有的不平衡訊號。 |
| 2 | 中等 (2–4.5 mm/s) | 振動明顯。標準的動平衡校正工作。 |
| 3 | 偏高 (4.5–7.1 mm/s) | 明顯的不平衡問題。典型的現場動平衡情境。預設選項。 |
| 5 | 高 (7.1–11 mm/s) | 顯著的不平衡。需緊急進行動平衡校正。可使用較大的試重 — 振動已經很高。 |
| 8 | 極高 (> 11 mm/s) | 危險等級。嚴重不平衡。可使用較重的試重以確保產生可測量的向量變化。 |
為何此公式有效
公式 Mt = Mr × Ksupp × Kvib / (Rt × (N/100)²) 涵蓋了關鍵的物理原理：
- 較重的轉子 需要較重的試重（與 Mr 呈線性關係）
- 較高的轉速 每公克產生的離心力更大，因此所需的試重較少（與 N 的平方成反比）
- 較大的半徑 每公克產生的力矩更大，因此所需的重量較少（與 Rt 成反比）
- 較剛性的支撐 需要更多的重量才能產生可偵測的振動變化（較高的 Ksupp = 4–5）
- 較柔性的支撐 會放大響應，因此所需的重量較少（較低的 Ksupp = 0.5–1）
- 較高的現有振動 意味著現有的不平衡較大 — 需按比例增加試重（較高的 Kvib）
實務範例
已知： Mr = 111 kg = 111,000 g, N = 1111 RPM, Rt = 111 mm = 11.1 cm, Ksupp = 1.0, 振動 = 11 mm/s → Kvib = 1.5
步驟 1： 轉速係數：(N/100)² = (1111/100)² = 11.11² = 123.43
步驟 2： 分母：Rt(cm) × (N/100)² = 11.1 × 123.43 = 1,370.1
步驟 3： 分子：Mr(g) × Ksupp × Kvib = 111,000 × 1.0 × 1.5 = 166,500
步驟 4： Mt = 166,500 / 1,370.1 = 121.5 g
結果： 使用約 122 g 試重，安裝於 111 mm 半徑處。
⚠️ 安全注意事項： 過重的試重可能會導致危險的高振動。如果計算出的重量似乎太大，請從一半開始並逐漸增加。務必確保試重牢固安裝，且在旋轉過程中不會脫落。
與 ISO 21940 方法的比較
經典的 ISO 方法使用平衡等級 G 來計算允許的不平衡量，然後取 5–10% 作為試重。此 Vibromera 公式是一種實用的現場捷徑，在直接考慮現實條件（支撐剛性和當前振動等級）的同時，能得出與 ISO 方法（假設理想條件）類似的結果。
試重（也稱為測試配重或校準配重）是在單平面平衡的試運轉期間，暫時安裝於轉子已知半徑處的已知質量。平衡儀透過量測試重造成的振動變化，計算永久校正配重所需的正確質量與角度。
量測運轉結束後，會移除試重，並換上計算所得的校正配重。
Ksupp 考慮機器的支承結構如何影響振動對不平衡的敏感程度：
- Ksupp = 5（剛性極高） — 大型混凝土基礎、重型支座。這些支承會“吸收”不平衡力，因此需要更重的試重，才能產生可量測的振動變化。
- Ksupp = 2–3（中等） — 標準工業支承。這是最常見的情況。
- Ksupp = 0.5–1（柔性） — 彈簧隔振器、橡膠支承、平衡支架。機器可自由振動，因此即使是小試重，也能產生清楚的響應。
Ksupp 越高 → 試重越重。Ksupp 越低 → 試重越輕。
Kvib 反映平衡前目前的振動嚴重程度：
- 低振動（Kvib=1） — 機器已運轉得相當平穩。由於現有訊號較低，需要較小的試重 — 不希望試重主導振動訊號。
- 高振動（Kvib=5–8） — 存在較大的不平衡。由於機器已在劇烈振動，因此可接受較大的試重。相對於現有振動，試重必須產生明顯的變化。
不平衡產生的離心力隨轉速的平方增加：F = m×r×ω²。在較高轉速下，即使很小的質量也會產生很大的力。因此，在高 RPM 下，試重的質量可按比例減小。
(N/100)² 因子將轉速正規化，使公式直接得出以公克為單位的結果。在 1000 RPM 時，(N/100)² = 100。在 3000 RPM 時，(N/100)² = 900 — 所需試重質量縮小 9×。
將試重放在校正平面（永久配重將安裝的軸向位置），並置於可用的最大半徑處，以盡量減少所需質量。常見的固定方式：
- 螺栓/螺絲 — 最可靠；若有現成的螺紋孔，請使用這些孔
- 磁性配重 — 適用於鋼製轉子，安裝快速，但僅限低轉速
- 膠帶 — 暫時固定，僅適用於低轉速用途
- 管束 + 螺栓 — 適用於沒有孔的軸
務必確認試重在運轉轉速下不會脫落！
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
專業現場動平衡儀器與軟體。使用 Balanset 系列設備在現場達成 ISO 21940-11 合規。已應用於 50 多個國家。
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko是一名振動分析工程師，也是Vibromera的創辦人兼執行長。 15年多來，他一直在現場——而非在試驗台上——為旋轉設備進行動平衡校正：粉碎機、工業風機、破碎機、離心機、軸與主軸。正是這些實際工作催生了Balanset系列儀器——它們被設計為一種專業人員可以隨身攜帶到機器旁、在現場獨立使用的工具，而非實驗室設備。 Vibromera成立於2017年，自2023年起總部設於葡萄牙波爾圖。Balanset系列產品的研發、組裝與支援均在此完成。旗艦產品是Balanset-1A，一款用於單平面及雙平面動平衡校正與振動診斷的可攜式分析儀。 Nikolai親自參與客戶支援工作，處理各種棘手的動平衡校正案例，並參與軟體開發。他以任何語言為全球客戶提供服務。
