理解平衡敏感性
定义：什么是平衡敏感度？
平衡敏感性 （也称为最小可实现剩余不平衡量或 MARU）是最小的 不平衡 在……过程中能够可靠地检测、测量和纠正 平衡 该程序代表了在测量设备的性能、转子轴承系统的特性以及环境因素的限制下，转子平衡精度所能达到的实际极限。.
平衡灵敏度是一个至关重要的参数，因为它决定了特定参数是否成立。 平衡公差 实际上可以实现。如果所需的公差小于系统的灵敏度，无论工作多么细致，都无法满足平衡规范的要求。.
为什么平衡敏感度很重要
理解和量化平衡敏感性至关重要，原因有以下几点：
- 可行性评估： 在开始平衡工作之前，灵敏度决定了是否能够实际达到所需的平衡质量。.
- 设备选择： 选择适合应用需求的平衡设备和灵敏度足够的传感器。.
- 成本效益分析： 达到极高的灵敏度需要昂贵的设备和耗时的操作流程。灵敏度要求必须与实际操作需求相匹配。.
- 故障排除： 当平衡质量不符合预期时，灵敏度分析有助于确定问题是平衡程序、设备限制还是转子系统的机械问题。.
- 质量保证： 记录在案的灵敏度数据为平衡系统的能力提供了客观证据。.
影响平衡敏感性的因素
影响可达到的平衡灵敏度的因素有很多：
1. 测量系统因素
- 传感器分辨率： 最小的振动变化 加速度计 或者传感器可以检测到。.
- 信噪比： 来自其他来源（邻近机器、电气噪声、地板振动）的背景振动可能会掩盖不平衡引起的小变化。.
- 仪器精度： 精度 振动分析仪 在测量 振幅 和 阶段.
- 转速表精度： 相位测量精度取决于每转一次参考信号的精度。.
- 数字分辨率： A/D转换器分辨率和FFT频宽会影响测量精度。.
2. 转子轴承系统特性
- 动态响应： 系统对不平衡的响应强度（影响系数幅值）。响应强度低的系统需要更大的不平衡才能产生可测量的振动。.
- 轴承类型和状况： 磨损的轴承，间隙过大或出现非线性行为，会降低灵敏度。.
- 结构共振： 在附近作业 谐振 可以提高灵敏度（更高的振动响应），但远离共振会降低灵敏度。.
- 减震： 高阻尼系统能够减弱振动，降低灵敏度。.
- 基础刚度： 柔性或顺应性地基能够吸收振动能量，从而减少给定不平衡情况下的可测量振动。.
3. 运行和环境因素
- 运行速度： 不平衡力随速度的平方而增加，因此速度越高，灵敏度越高。.
- 过程变量： 流量、压力、温度和负载都可能引起振动，从而掩盖不平衡的影响。.
- 环境条件： 温度变化、风和地面震动都会影响测量结果。.
- 重复性： 测量运行间操作条件的变化会降低有效灵敏度。.
4. 重量放置精度
- 质量分辨率： 最小的重量增量（例如，只能以 1 克为增量添加重量）。.
- 角度定位精度： 具体来说， 校正权重 可以进行角度定位。.
- 径向位置一致性： 放置重物的半径发生变化。.
确定平衡敏感性
灵敏度可以通过实验测试程序来确定：
程序
- 建立基线： 通过常规方法将转子平衡至最低残余不平衡量。.
- 添加已知小重量： 添加一个小的、精确已知的 试验重量 以已知角度（例如，5 克，0°）。.
- 测量响应： 运行机器并测量振动变化。.
- 评估可检测性： 如果变化明显可测量，并且与噪声明显不同（通常需要至少 2-3 倍于测量噪声水平的变化），则可以检测到不平衡。.
- 迭代： 重复上述步骤，逐渐减小砝码重量，直到变化与测量噪声无法区分为止。.
经验法则
最小可检测不平衡量通常被认为是产生振动变化量约为背景噪声水平或测量重复性（以较大者为准）的 10-15%。.
典型灵敏度值
平衡灵敏度因系统和设备而异：
高精度动平衡机（车间环境）
- 灵敏度：转子质量每千克0.1至1克·毫米
- 应用领域：涡轮转子、精密主轴、高速设备
- 可实现 G级：G 0.4 至 G 2.5
使用便携式设备进行现场平衡
- 灵敏度：每千克转子质量 5 至 50 克·毫米
- 应用范围：大多数工业机械、风扇、电机、水泵
- 可获得的G等级：G 2.5至G 16
大型低速机械（现场）
- 灵敏度：每千克转子质量100至1000克·毫米
- 应用领域：大型破碎机、低速磨机、大型转子
- 可获得的G级成绩：G 16至G 40+
提高平衡敏感度
当需要更高的灵敏度时，可以采用以下几种策略：
设备升级
- 使用分辨率更高、噪声更低的高质量传感器。
- 升级到更精确的振动分析仪
- 提高转速表或相位参考精度
测量技术优化
- 取多次测量值以降低随机噪声
- 在不平衡力较大的高速下进行动平衡。
- 优化传感器安装位置（靠近轴承，安装更牢固）
- 屏蔽传感器免受电磁干扰
- 控制环境条件（温度、隔振）
系统修改
- 加固地基以减少振动衰减
- 更换磨损的轴承以提高响应线性度
- 将机器与外部振动源隔离
程序改进
敏感性与耐受性：关键关系
为了达到平衡，敏感度和耐受度之间的关系必须恰当：
必要条件
平衡灵敏度 ≤ (规定容差 / 4)
“4:1 规则”确保平衡系统具有足够的能力，能够可靠地达到所需的公差，并留有足够的安全裕度。.
示例
如果规定的公差为 100 g·mm：
- 所需灵敏度：≤ 25 g·mm
- 如果实际灵敏度为 30 g·mm，则可能难以始终如一地达到所需的容差。
- 如果实际灵敏度为 10 g·mm，则可以轻松达到该公差要求，并留有余量。
实际意义
理解平衡敏感性具有直接的实际意义：
- 工作报价： 灵敏度决定了平衡工作是否可以使用现有设备完成，还是需要专门的设施。.
- 规范编写： 公差规格应在现有平衡灵敏度范围内合理设定。.
- 质量控制： 记录的灵敏度为评估平衡结果不佳是由于设备限制还是程序错误提供了客观标准。.
- 设备合理性： 量化的灵敏度要求证明了在需要时投资更高精度平衡系统的合理性。.
记录敏感性
专业平衡工作应包括敏感性分析文件：
- 用于确定灵敏度的方法
- 测量最小可检测不平衡量 (MARU)
- 测量重复性（重复测量的标准偏差）
- 灵敏度与规定容差的比较（能力比）
- 符合性声明：“系统灵敏度为 X g·mm，足以达到规定的公差 Y g·mm”。”
类别
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