了解原位平衡
原位平衡 ——源自拉丁语 就地，“原位” ——是指 平衡 a 转子 在其安装于本机、处于正常运行位置、在实际运行工况下的状态中进行作业。这与工程师所称的 实地平衡、现场平衡或原位平衡系同一活动。无需将转子拆卸并运往车间 平衡机，技术人员携带便携式振动与相位测量设备来到现场，对 不平衡 无需拆解。
1. 定义：原位平衡的含义
原位平衡的核心特征在于：转子始终处于其真实运行环境中，从未脱离。车间平衡机在柔软的标准轴承上旋转裸转子；原位作业则在其真实的 bearing system、真实基础上、由其真实原动机驱动进行旋转。校正配重在组装好的设备上计算并安装，结果在运行转速下加以验证。正因如此，原位平衡已成为绝大多数在役工业机械的默认方法——包括风机、鼓风机、泵、电机、破碎机及其他同类旋转设备。
2. 原位平衡的优势
该方法在现场作业中占据主导地位，原因在于其兼具实用与技术双重优势。
无需拆解
由于转子无需移位，该方法省去了拆卸和重装设备的人工，消除了拆卸、运输和重新安装过程中的损坏风险，避免了等待转子运往车间所损失的数天乃至数周时间，以及引入新故障的可能—— 错位, 重新装配期间错误的扭矩或配合受扰。
在实际运行条件下进行平衡
这是最重要的单一技术优势，也是车间平衡机无法复现的：
- 实际轴承刚度： 实际轴承及其安装刚度决定了转子对不平衡量的响应方式，而这种响应可能与理想化的车间支撑状态存在显著差异。
- 基础与支撑的影响： 底座、机架和安装结构的柔性影响振动特性，这些影响在现场平衡结果中会被自动纳入考量。
- 工作温度： 热膨胀及其对轴承间隙的影响在运行状态下客观存在，但在冷态车间环境中则不存在，且可能改变转子的平衡状态。
- Process loads: 对于泵和风机， 液压 和 空气动力学力 仅在负载状态下存在的因素会影响转子的运行状态。
- 装配配合与间隙： 联轴器、键及各零部件在最终装配中的实际就位方式会影响平衡状态，而现场平衡方法可直接捕捉这一影响。
简言之，现场动平衡在转子的实际运行状态下进行校正，涵盖了平衡机所无法感知的各种影响因素。
减少停机时间、降低成本、可立即验证
现场平衡作业通常数小时内即可完成，而车间平衡——拆卸、运输、平衡、重新安装——可能需要数天乃至数周。对于关键生产设备而言，节省的时间直接转化为产量和收益。省去运输、车间人工和拆解费用，也使大多数应用场合的综合成本大幅降低。而且，由于机器在 校正权重 安装完毕后即可重新启动，平衡结果可在真实工况下当场验证；如需进一步修正，可立即进行，无需再次拆机。
3. 现场动平衡最适用的场合
该技术适用范围广泛，但在以下情况下尤为适合：
- 大型机械： 拆卸和移动困难或成本高昂的大型风机、鼓风机和破碎机。
- 永久安装的转子： 就地安装、从未设计为便于拆卸的整体组件。
- 现场设备： 位于偏远地点、运送至车间不切实际的机械设备。
- 紧急维修： 需要快速恢复生产、周转时间至关重要的场合。
- 日常维护： 定期重新平衡，以纠正由以下原因引起的不平衡： 磨损, 产品堆积或侵蚀。
- 定制或非标准设备： 无法安装在标准车间机器上的转子。
4. 现场平衡流程
该程序遵循标准流程。 影响系数法，适应现场环境。这是一个迭代式的测量-校正-验证循环。
- 步骤 1 — 初步评估： 确认不平衡确实是主要问题。排除与其症状相似的故障，例如对中不良、 松弛 和 轴承缺陷；纯粹的不平衡会表现出强且稳定的 1 倍运行速度 分量，并具有稳定的 相位.
- 步骤 2 — 安装传感器： mount 加速度计 通过磁铁、螺柱或粘合剂安装在轴承座上，并安装转速表或 键相器 以提供每转一次的相位参考。
- 步骤 3 — 初始运行： 在机器正常运行转速下运行，并记录基准1× 振幅 以及相位矢量。
- 步骤 4 — 试重运行： 执行一个或多个 试重 根据所选方法的要求运行——一次用于 单平面, more for 双平面 工作。
- 步骤5 — 计算并安装校正质量： 仪器计算出所需的校正质量和角度；随后通过增加材料（焊接片、螺栓配重、紧定螺钉配重）或去除材料（钻孔、磨削）的方式永久安装。
- 步骤 6 — 验证： run a final 验证运行 以确认残余振动处于目标验收范围内。
5. 现场平衡设备
正是现代便携式仪器使现场平衡成为常规且易于实施的工作。一套完整的现场套件包括：一台便携式平衡仪器，将振动测量、相位检测和平衡计算集成于一个电池供电的设备中；带磁性底座的加速度传感器，便于快速安装和拆卸；用于相位参考的光学或磁性转速表；以及包含夹持式、螺栓式和粘合式配重的配重套件，用于试验和永久校正。
"(《世界人权宣言》) Balanset-1A 是一个典型代表：一款双通道设备，可读取两个轴承处的1×振幅和相位，计算 影响系数 转子的不平衡量，求解单面和双面校正，并验证最终 残余不平衡量 是否符合ISO 21940-11等级——所有操作均在机器自身轴承中、以运行转速完成。为规划工作，免费的 试重计算器 可确定安全的首次试验配重大小，而 校正质量分解 工具可将计算出的校正量分配到您实际可操作的固定孔或叶片上。
6. 挑战与注意事项
尽管现场动平衡具有诸多优势，但也带来了特定于现场的复杂性：
- 校正平面的可达性： 在机器组装状态下，各平面必须可以接触到；有时需要拆除防护罩或盖板才能接触到动平衡表面。
- 环境因素： 极端温度、灰尘、噪声以及周边设备传来的振动，都使现场测量比在受控车间内进行测量更为困难。
- 安全： 在运转中的机器上作业需要严格遵守操作规程——试重必须牢固固定，所有人员必须远离旋转部件。
- 潜在机械故障： 软脚，对中偏差或安装松动必须在动平衡前排除，而现场条件可能使此类故障更难以发现。
- 极高精度的局限性： 对于精度要求最严格的场合——精密磨床、高速主轴——专用车间平衡机可能仍然更为适用，或与现场微调动平衡结合使用。
7. 现场动平衡与车间动平衡的对比
两种方式之间的权衡，通过并排比较可以看得最为清晰：
| 方面 | 就地平衡 | 车间平衡 |
|---|---|---|
| 需要拆卸 | 否 | 是的 |
| 工作条件 | 实际情况 | 理想化条件 |
| 周转时间 | 小时 | 几天到几周 |
| 成本 | 降低 | 更高 |
| 精确度 | 良好 | 优秀 |
| 适用性 | 大多数机械 | 小型至中型转子 |
两者相辅相成，而非相互竞争：新转子通常先在车间内平衡至严格等级，安装后再在现场进行微调动平衡，以消除车间无法预见的装配、基础和热变形影响。
8. 行业标准与最佳实践
现场动平衡已获得国际标准的正式认可。 ISO 21940-13 规定了中大型转子现场动平衡的标准和安全措施，而其上级 ISO 21940-11 （即广为熟知的 ISO 1940-1的现代继承标准）定义了动平衡质量等级和允许 tolerances 作为验收依据。验收结果通常还需对照 ISO 20816 系列标准中的振动烈度限值进行交叉核查。遵循这些标准，是确保现场动平衡安全、有效，并在每次作业中保持一致性的根本所在。
