平衡前的机器准备工作

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准备工作是成功的一半。大多数“平衡失败”恰恰败在这一步:设备如实测出了轴承松旷或机架开裂的机器的振动,而其计算结果自然无法收敛。

通用检查清单(适用于任何机器)

1. 轴承间隙。 拆下皮带或断开传动装置,用撬棍晃动转子。不应有可感知的间隙。存在间隙=必须先更换轴承,再进行平衡。真实案例:2毫米的间隙导致平衡始终无法完成,直到更换轴承并修复轴承座(堆焊+重新加工轴颈)后才得以解决。
2. 裂纹。 检查机壳、机架、焊缝和皮带轮。裂纹在受力时会“张合”,使系统呈非线性。裂纹应予焊补。已知有一起案例,皮带轮上的裂纹导致平衡无法完成。
3. 紧固件。 支座、电机和机架的所有螺栓均应拧紧。
4. 转子处于工作状态。 所有叶片/锤片/刀片均安装到位。更换磨损部件时 须成对更换,位置彼此相对(相隔180°),否则会人为造成不平衡。
5. 转子保持清洁。 结块的污垢、物料残留、结冰——这些同样属于不平衡,而且是“游动性”的不平衡。
6. 转速稳定。 传动装置必须保持转速稳定;同一系列测量的各次运行之间,转速差不应超过约100转/分钟。

粉碎机与割草机的特殊要求

这是 Balanset-1A 用户最常遇到的机械类型,其特殊要求如下:

• 抬起粉碎机 (利用液压装置将机器悬空)——转子必须能自由转动;机器不得依靠其工作部件支撑。
• 前挡板/护帘和推料架。 自由悬挂的部件会晃动并影响读数。必须 通过金属垫块将其与机壳点焊固定 (仅在平衡期间)或直接拆除。这是技术支持反复提出的建议:林业粉碎机上未固定的液压挡板会破坏平衡效果。根据经验,焊接固定挡板“在近一半的情况下能解决问题”。

• 已安装锤片/刀片 (最好是新的,或状态一致)。在没有安装工作部件的情况下对“裸”转子进行平衡是错误的做法:安装刀片后的平衡状态会不同。
• 自由摆动的刀片 (链式、铰接式)只要不卡死,就不会影响平衡。刀片卡死=不平衡。
• 传感器—— 安装在轴承座顶部或侧面,而不是转子端面。
• 注意焊缝质量的影响:焊接配重会增加约100克的焊材质量——在精调阶段这是可察觉的。

传感器安装位置

• 传感器应安装 在轴承座上,尽可能靠近轴承,选择干净平整的位置(确保磁座完全贴合)。
• 测量方向—— 径向 (通常为水平方向,即垂直于转子轴线)。水平方向通常更“柔软”,信号更大。
• X1 — 平面1 (例如左侧支座), X2 — 平面2 (右侧支座)。请记住哪个是哪个,在完成工作之前不要弄混。
• 固定好传感器线缆,确保不会被卷入转子——这是传感器损坏最常见的原因。

悬臂式转子(安装在电机轴上的风扇)

在悬臂式转子上(叶轮“悬挂”在轴端,大多数离心风机都是如此),校正平面位于叶轮本身——前后两个盘面上——而传感器则安装在电机的轴承座上。图中以颜色区分传感器与平面的对应关系:传感器1对应平面1(外侧盘面),传感器2对应平面2(内侧盘面,靠近电机一侧)。

转速表与标记点

• 在 轮毂或轴上 粘贴一小片反光胶带——不要贴在叶片上,也不要贴在光亮表面上。
• 将转速表固定在磁性支架上,以小角度对准标记点,距离按说明书要求设置。支架应放置在不振动的表面上。
• 检查:程序中显示的转速必须与实际转速相符并保持稳定。常见的干扰因素(阳光、反光、双重标记)见 第08章.
• 一旦测量系列开始,不要重新粘贴标记点,也不要移动转速表。

振动计模式下的试运行

在开始平衡之前,启动机器并观察振动计模式下的读数:

1. 转速读数稳定。
2. 总振动值和1x分量在各次运行之间保持稳定(振幅波动<10–20%,相位波动<10–20°)。
   

   

3. 评估初始振动水平:如果总振动值很大(30–50毫米/秒以上),很可能存在机械故障或共振;超过50毫米/秒时,技术支持建议分两个阶段进行平衡,先从较低转速开始。
4. 查看频谱:1x分量占主导是好消息——说明是不平衡引起的,平衡可以解决问题。若2x及更高次分量占主导,或出现偏离转频的峰值——应先查明原因(见第07章).

选择平衡转速

• 理想情况下应使用工作转速。但如果工作转速正好落在共振点上,或振动值超出量程,应从更低的转速开始:对粉碎机而言通常为 600–900转/分钟,然后逐步提高。
• RunDown(降速)曲线图有助于找到“干净”的转速:共振峰一目了然——应在共振峰之间的区域进行平衡。真实案例:某测试台架的共振点位于约420和644转/分钟→最终选择在约844转/分钟处进行平衡。

  

  

• 同一测量系列的所有运行必须在相同转速下进行。

选择试重

试重必须能引起振动的变化,否则设备将无法据此进行计算。判断标准: 振幅变化达20–30%,或相位变化达20–30° ,即为安装试重后应达到的变化幅度。

现场参考数值:

• 割草机、轻型粉碎机:200–300克;
• 大型林业粉碎机:500–700克;
• 约600千克的转子:400–600克;
• 超大型转子(以吨计):以千克计(某1.7吨转子约需1千克试重)。

技术支持给出的估算公式如下(转子质量 Mr 单位为千克,安装半径 Rp 单位为米,转速为 N):

Mp ≈ Mr / (Rp × (N/100))²   [kg]

软件中还内置了试重计算器(vibromera.eu/content/trial-weight-calculator/)。试重过 小 ——变化会被噪声淹没(真实案例:在某涡轮机上加3–7克几乎没有变化;降低背景噪声后,5克才起作用);而过 大 ——则会使系统进入非线性状态。

牢固固定试重:可使用夹具、螺栓,或在低转速下使用磁铁——但务必确保不会飞脱。用套件自带的秤称量试重。