了解初始不平衡
初始不平衡 ——也称为原始不平衡或初始不平衡——是指 不平衡 存在于……中的状况 转子 在进行任何 平衡 已应用校正。这是转子的基准状态，是在平衡程序首次运行时捕获的。其幅值和角位置是通过测量 振动 振幅和 相位 当转子以平衡转速旋转时。平衡作业中的后续所有步骤均以此初始向量为基准：它是衡量作业效果的标准，而校正完成后剩余的部分称为 残余不平衡量.
1. 初始不平衡的来源
在转子的整个使用寿命期间，初始不平衡会因多种原因而逐渐累积——包括制造、装配、运行，甚至是在旨在改善其状态的维护过程中。
制造公差
即使采用精密加工，也无法实现完美的对称性：
- 材料密度的变化： 非均匀材料、内部空隙或夹杂物会导致质量不对称。
- 加工公差： 与真正同心度的小偏差 — 径向跳动 或 偏心率 — 导致失衡。
- 壁厚变化： 在铸造或焊接成型的转子中，壁厚不均匀会导致质量分布不均。
- 气孔与铸造缺陷： 气孔、收缩或夹渣会导致质量分布发生偏移。
装配错误与差异
当转子由多个部件组成时，即使每个部件单独来看都没有问题，也可能导致不平衡：
- 公差累加： 设计均衡的部件依然可以增添 向量地 累积成一笔可观的数额。
- 键控连接： 键、键槽和花键本质上是不对称的。
- 螺栓孔和紧固件： 孔距不均或紧固件不匹配会导致失衡。
- 热压配合： 热缩或压装的部件可能无法完全同心就位。
操作原因
在运行过程中也会产生不平衡，导致转子偏离其原始平衡状态：
- 材料堆积： 积聚在……上的污垢、灰尘、水垢或工艺产物 叶轮，风扇叶片或转子表面。
- 侵蚀和 磨损: 因磨损导致的材料损失不均匀， 腐蚀，或者 空化.
- 零件损坏或缺失： 缺失的风扇叶片、断裂的叶轮导叶、脱落的部件。
- 形变： 因冲击、过热或过载而导致的弯曲、翘曲或塑性变形。.
- 松动部件： 松动并移位的部件。
维护与维修活动
讽刺的是，维护工作反而可能造成它原本试图解决的不平衡：
- 安装质量或质量分布不同的替换部件。
- 焊接修复中金属的添加呈不对称分布。
- 返工或加工过程中材料去除不均匀
- 涂料或涂层涂布不均匀。
2. 初始不平衡的测量方法
初始不平衡是在平衡程序的首次测量过程中量化的。
测量参数
- 振动振幅： 1×（每转一次）分量的幅值，通常以毫米/秒、英寸/秒或密尔为单位。该值与不平衡的严重程度直接相关。
- 相位角: 1× 振动峰相对于由 键相器 或 转速表. This is the response 相位，而不是直接表示重斑角度：振动相对于实际重斑会滞后一个角度，这取决于运行转速与 谐振 （从远低于它时接近 0°，经过它时为 90°，到高于它时接近 180°），再加上传感器和仪器延迟。因此，重点和校正配重角度是由平衡算法通过试重（影响系数）法推断出来的，而不是直接从相位显示中读取。
- 速度 进行读数的转速——这一点很重要，因为 离心力 不平衡产生的力随速度的平方增加。
向量表示
初始不平衡用向量“O”（代表“原始”）表示，该向量具有幅值和方向，通常绘制在 极坐标图 其中：
- 该向量的模代表振动振幅，并且
- 该矢量的角度表示测得的响应相位（随后再由此推断重斑位置）。
3. 在平衡过程中的重要性
初始不平衡测量同时承担着多项任务。
更正的基准
所有平衡计算均以初始不平衡为基准。目的是添加 校正权重 产生一个与初始向量大小相等、方向相反的振动向量，从而抵消了初始向量。
严重程度评估
初始不平衡的程度反映了问题的严重性，并有助于决定：
在接触转子之前，一个有用的验证方法是将测得的振幅转换为转子实际产生的力；我们的 不平衡计算器产生的离心力 将给定的不平衡量和转速直接转换为牛顿，这使得问题的紧迫性显而易见。
进度跟踪
将初始不平衡值与校正后的残余不平衡值进行比较，可以量化该项工作的成效。良好的平衡处理通常能将振动水平降低70%至90%或更多，相比初始水平。
影响系数计算
在 影响系数法, 将初始不平衡向量从试重运行期间测得的振动值中减去，以分离出试重的影响：
T = (O + T) − O，其中 O 是初始不平衡量，T 是试重效应。
分析仪根据该孤立效应计算出影响系数，进而得出正确的校正质量和角度。对于单平面任务，您可以通过以下方式重现这一计算过程： 影响系数计算器.
4. 与残余不平衡的关系
动平衡的全部目的在于将初始不平衡降至可接受的低残余水平。这种关系可以简单地表述为“前后对比”：
- 初始不平衡： “之前”的状态。
- 更正： 动平衡工艺及配重安装。
- 残余不平衡： “之后”的状态。
理想情况下，残余值应小于初始值的10%至30%，具体目标值由转子在以下条件下的平衡质量要求决定： ISO 21940-11 （……的现代继任者） ISO 1940-1). 翻译选定的 G级 将选定的平衡等级和使用转速换算为以克-毫米为单位的允许数值，使用该方法很快 残余不平衡量计算器（ISO 21940-11）.
5. 典型的初始不平衡水平
初始不平衡的程度因设备类型和使用历史的不同而差异很大。
新的或近期平衡过的转子
工业机械的振动值通常在0.5至2.0毫米/秒（0.02至0.08英寸/秒）之间——这属于良好至可接受的平衡状态。
中度不平衡转子
振动值在 2.0 至 7.0 毫米/秒（0.08 至 0.28 英寸/秒）之间，表明转子应尽快进行动平衡。这是设备即将进行例行维护时的常见状态。
严重不平衡转子
振动值超过 7.0 mm/s（0.28 in/s）表明存在严重不平衡，需立即处理，这通常是由叶片缺失、严重积垢或主要部件损坏引起的。
注：这些是针对典型工业机械的一般性指导原则。具体的允许水平取决于机器的类型、尺寸、转速和安装方式，具体标准由诸如 ISO 20816 系列（原ISO 10816）。
6. 现场测量与记录
在已组装好的机器上，初始不平衡是在原位测得的，而不是在 平衡机. 例如 Balanset-1A 读取转子在运行速度下自身轴承处的1×振幅和相位，记录原始“O”向量，然后引导试重和修正运行将其降至目标值——从而捕捉转子实际运行时的真实初始状态，包括车间动平衡机无法察觉的装配和热效应。
无论使用何种工具，初始不平衡测量值都应记录在平衡记录中：
- 每个测量点的振动振幅和相位；
- 测量过程中的运行速度；
- 日期和设备标识；以及
- 检查过程中未发现任何明显的失衡原因
本文件记录了转子状态的历史数据，并支持 趋势分析 随着时间的推移——例如，揭示不平衡是否因材料堆积或侵蚀而逐渐加剧，从而在振动变得严重之前制定维护计划。
