什么是动态平衡？

从200公斤重的粉碎机转子到5克重的牙科钻轴，所有旋转部件都存在一定的残余不平衡。制造公差、材料不一致性、腐蚀和沉积物都会使质心偏离几何旋转轴。其结果是产生离心力，该离心力与转速的平方成正比：转速翻倍，离心力则增加四倍。.

转子以 3000 转/分的速度旋转，在 150 毫米半径处仅有 10 克的不平衡量，就会产生约 150 牛顿的旋转力——足以在几周内损坏轴承。动态平衡可以将这种力降低到国际标准（ISO 21940-11，原 ISO 1940）规定的水平，从而将轴承寿命从几个月延长到几年，并减少振动引起的停机时间。.

静态平衡与动态平衡

单平面

静态平衡

转子的重心偏离旋转轴。 一个平面. 当放置在刀刃状支架上时，较重的一侧会滚到底部——即使不旋转也能察觉到这一点。.

更正： 在与重物点相对的单个角度位置上增加或移除质量。一个修正平面就足够了。.

适用于 直径大于宽度 7 倍的窄圆盘状零件——飞轮、砂轮、单盘叶轮、锯片、制动盘。.

两架飞机

动态平衡

两个（或更多）质量偏移位于 不同的平面 沿转子长度方向。它们在静态情况下可能会相互抵消——转子静止地位于刀刃上——但会产生一个 摇滚情侣 旋转时。如果不旋转，就无法检测或纠正这种相互作用。.

更正： 两个补偿配重分别位于两个不同的平面上。该仪器根据影响系数矩阵计算每个平面上的质量和角度。.

适用于 细长转子——轴、宽叶轮风扇、粉碎机转子、滚筒、多级泵叶轮、涡轮机。.

四种失衡类型

ISO 21940-11区分了四种基本的不平衡模式。了解哪种模式占主导地位有助于选择正确的平衡策略。.

实际上，几乎所有现场遇到的转子都存在动态不平衡——力和力矩分量的组合。因此，对于非薄盘状转子，双平面平衡是默认的平衡方法。.

何时使用单平面平衡法与双平面平衡法

决定性因素是转子的 几何比长径比 （轴向长度与外径之比）及其运行速度。.

ISO 21940-11 平衡质量等级

ISO 21940-11（ISO 1940-1 的后续标准）对每一类旋转机械进行分类。 平衡质量等级 G, 定义为转子重心的最大允许速度，单位为毫米/秒。允许的残余比不平衡 e_每 （单位为g·mm/kg）由料级和运行速度计算得出：

实例：风扇转子

离心风扇转子重 80 kg，转速为 1,450 RPM，修正半径为 250 mm。所需等级：G 6.3。.

相关标准： ISO 21940-11 （刚性转子）, ISO 21940-12 （柔性转子）, ISO 10816-3 （振动严重程度限值）, ISO 1940 （前身）.

七步现场平衡程序

这是利用便携式仪器（例如……）进行双平面场平衡的影响系数法。 Balanset‑1A. 同样的逻辑也适用于任何双通道平衡分析仪。.

1

准备转子并安装传感器

清除轴承座上的灰尘和油脂——传感器必须与金属表面齐平。将振动传感器 1 安装在最靠近轴承座的轴承座上。 飞机 1 （通常是驱动端）。将传感器 2 安装在附近 飞机 2 （非驱动端）。将反光胶带贴在轴上，用于安装激光转速表。将所有电缆连接到测量单元。.

2

测量初始振动（运行 0）

启动转子并使其达到稳定的工作转速。仪器同时测量两个传感器处的振幅（mm/s）和相位角（°）。 基线 — 转子在治疗前的"病症"。记录数值并停止机器。.

现场提示：转速稳定后至少等待 10-15 秒再进行记录。最初几秒钟内，热瞬变和气流会逐渐消失。.

3

在 1 号平面上安装试验配重（运行 1）

停止转子。安装 试验重量 在平面 1 的任意角度位置放置一个已知质量的物体。清晰地标记该位置——它将成为后续角度测量的 0° 参考点。重新启动转子并记录两个传感器的振动情况。现在，仪器可以知道在平面 1 中添加质量后，转子的振动场会发生怎样的变化。.

现场提示：使用带垫圈的螺栓夹紧转子轮缘，或使用带螺母的软管夹快速固定。试验砝码应产生可测量的振动变化（任一传感器振幅变化≥30°或相位偏移≥30°）。.

⚖

试验用砝码应该有多重？ 使用经验公式： M t = M r × K / (R t × (N/100)²) 其中 M_r = 转子质量 (g)，K = 支撑刚度系数 (1–5，平均值取 3)，R_t = 安装半径（厘米），N = 转速。或者使用我们的 在线试用体重计算器 — 输入转子参数，即可立即获得推荐质量。.

4

将试验重量移至平面 2（运行 2）

停止转子运转。从平面 1 上移除试重。将相同的试重（或质量相近的已知质量的试重）安装在平面 2 的任意位置。标记第二个参考点。重新启动并记录两个传感器的振动情况。现在，仪器已获得完整的相互作用系数矩阵——四个复系数，分别对应任一平面上的不平衡与任一传感器的振动情况。.

现场提示：如果您在 Plane 2 中使用不同的试验砝码质量，请在软件中输入正确的值 - 计算会自动调整。.

5

计算校正权重

该仪器求解影响系数方程并显示： 质量（克） 和 角度（°） 平面 1 的参数为质量 (g)，平面 2 的参数为角度 (°)。角度是从试验砝码位置沿转子旋转方向测量的。如果软件指示"移除"，则表示校正砝码应放置在指示的"添加"位置的反方向 180° 处。.

6

安装校正配重块

从平面 2 上取下试砝码。制作或选择与计算质量相匹配的修正砝码。测量从试砝码参考标记沿旋转方向的角度。根据机器类型和转速，将修正砝码牢固地固定到位——焊接、软管夹、紧定螺钉或螺栓。.

现场提示：如果无法将重物放置在精确的角度（例如只有螺栓孔可用），请使用重量分割功能——仪器会将校正矢量分解为两个分量，放置在最近的可用位置。.

7

核对余额（支票运行）

重新启动转子并记录最终振动值。将其与初始基线值以及您所用机器等级的 ISO 21940-11 标准容差进行比较。如果振动值在规格范围内，则操作完成。否则，仪器可以执行后续操作。 修剪运行 — 它利用现有的影响系数来计算一个较小的额外校正，而无需新的试验权重。.

现场提示：通常一次修剪就足够了。如果需要修剪两次以上，说明两次修剪之间可能出现了变化——检查是否有松动的配重、热膨胀或速度变化。.

试验重量计算

试验砝码必须足够重，能够产生明显的振动变化，但又不能太重，以免轴承过载或造成危险情况。标准经验公式考虑了转子质量、修正半径、运行速度和支撑刚度：

不想手动计算？使用我们的 在线试用体重计算器↗ — 输入转子参数、支撑类型和振动水平，即可立即获得推荐的质量。.

实例分析（K = 3，平均刚度）

校正角度测量

平衡仪每个平面输出两个数值： 大量的 （重量）和 角度 （放置位置）。角度始终以试重位置为参考。.

如何测量角度

• 参考点（0°）： 放置试验砝码的角度位置。在试运行前，请在转子上清晰标记该位置。.
• 测量方向： 始终沿转子旋转方向。.
• 解读角度： 仪器显示平面 1 的角度 f₁ 和平面 2 的角度 f₂。从试重标记开始，沿旋转方向数出相应的角度——这就是校正砝码放置的位置。.
• 如果要切除组织： 将修正量放置在与指示的"添加"位置相反的 180° 位置。.

将重量分配到固定位置

当转子上有预钻孔或固定安装位置（例如风扇叶片螺栓）时，您可能无法将配重放置在精确计算的角度。Balanset-1A 包含一个 权重分割函数您输入两个最近可用位置的角度，软件会将单个校正向量分解为这两个位置上的两个较小权重。组合后的效果与原始向量相匹配。.

校正平面和传感器放置

校正平面是指转子上增加或减少质量的轴向位置。传感器测量最近轴承处的振动。以下是一些关键规则：

• 传感器安装在轴承座上 — 尽可能靠近轴承中心线，沿径向（最好是水平方向）。.
• 平面 1 对应于传感器 1，, 平面 2 到传感器 2。保持编号一致，否则软件会交换校正平面。.
• 最大程度地拉开平面间距： 两个校正平面之间的距离越大，力偶分辨率越高。最小实际间距为轴承跨距的三分之一。.
• 选择合适的岗位： 校正平面必须是可以在物理上施加重物的位置——法兰边缘、螺栓圆周、轮辋或焊接表面。.

上图所示为一台碎枝机转子，正准备进行双平面平衡。蓝色标记 1 和 2 指示轴承座上的传感器位置。红色标记 1 和 2 指示校正平面——在本例中，即转子本体的法兰端，配重块将焊接于此。.

悬臂式（过伸式）转子

悬臂式转子——例如风扇叶轮、安装在轴承跨距外侧的飞轮以及泵叶轮——需要不同的传感器和校正平面布局。两个校正平面都位于轴承的同一侧，传感器位置必须考虑悬臂质量放大力矩不平衡的影响。.

按机器类型划分的应用

重量附加方法

场平衡中的常见错误

现场报告：碎枝机转子平衡

风扇的双平面动态平衡

工业风机——包括离心式、轴流式和混流式风机——是现场最常见的需要进行动平衡的转子之一。以下步骤将指导您使用 Balanset-1A 对一台径向风机进行实际的双平面动平衡作业。.

确定平面和安装传感器

安装传感器前，请清除表面污垢和油渍。传感器必须紧密贴合轴承座的金属表面——切勿安装在盖子、防护罩或无支撑的金属板上。.

• 传感器 1（红色）： 安装位置靠近风扇前部（平面 1 侧）。.
• 传感器 2（绿色）： 安装位置靠近风扇后部（平面 2 侧）。.
• 1号平面（红色区域）： 叶轮盘上的修正平面，靠近前端。.
• 平面 2（绿色区域）： 校正平面更靠近背板或轮毂。.

将两个振动传感器和激光转速表连接到 Balanset‑1A。将反光胶带贴在轴或轮毂上作为转速参考。.

平衡过程

启动风扇并进行初始振动测量（运行 0）。在平面 1 的任意位置安装已知质量的试重，运行风扇并记录振动变化（运行 1）。将试重移至平面 2 的任意位置，再次运行风扇并记录（运行 2）。Balanset-1A 软件使用这三次测量结果来计算每个平面的修正质量和角度。.

风扇校正配重角度测量

角度的测量是从试验砝码的位置沿风扇旋转方向进行的——正如文中所述： 校正角度测量 按照上文所述步骤，标记试验砝码的放置位置（0°参考点），然后沿旋转方向计算所示角度，即可找到校正砝码的位置。.

根据软件计算出的角度和质量，在平面 1 和平面 2 上安装校正配重。再次运行风扇，并确认振动已降至可接受的水平。 ISO 21940-11 （通常通用风扇为 G 6.3）。如果残余振动仍然高于目标值，则进行一次微调运行。.

常见问题

现场平衡设备

"(《世界人权宣言》) Balanset‑1A 是一款双通道便携式仪器，可进行单平面和双平面动平衡，以及振动分析（整体速度、频谱、波形）。它以完整套件的形式发货：

• 2个带磁性安装座的压电式振动传感器
• 带反光胶带的激光转速表（非接触式转速传感器）
• USB测量单元（可连接至任何Windows笔记本电脑）
• 软件：平衡向导、振动计、频谱分析仪
• 包含所有线缆和配件的便携箱

转速范围：300–100,000 转/分。振动范围：0.5–80 毫米/秒 RMS。相位精度：±1°。软件包含重量分割、微调运行、公差检查和报告生成功能。整套设备重 3.5 公斤。.