理解平衡容差
平衡公差 是最大允许量 残余不平衡量 可能仍留在 动盘 一次 平衡 已完成。这是验收标准——决定转子是否达到预期使用要求的平衡程度的界限。公差通常表示为特定半径处的失衡质量（以克·毫米或盎司·英寸为单位），或者表示为 振动 振幅（单位为毫米/秒或密耳）。这些限值由国际标准规定——主要是 ISO 21940 该系列产品——根据转子类型、运行转速和应用场景对平衡质量进行分级，可在各行业中提供一致、安全且可重复的结果。
1. 为什么平衡宽容很重要
设定合适的公差绝非走走过场；这关系到诸多实际问题：
- 安全： 过大的残余不平衡会导致机器故障，危及人员安全及周边设备。
- 设备使用寿命： 保持在公差范围内可最大限度地减少由振动引起的 穿 在轴承、密封件和结构方面，从而延长使用寿命。
- 质量保证： 明确的公差为平衡工作提供了客观的合格/不合格标准，因此质量不再取决于主观判断。
- 经济平衡： 公差是针对“完美平衡带来的高昂成本”与“可接受的性能”之间所作出的权衡——追求零不平衡是没有意义的。
- 符合标准： 符合公认的公差范围既表明符合最佳实践，也可能是法规或保修条款的要求。
2. ISO 21940-11：主要标准
ISO 21940-11 ——那个人们早已熟悉的……的现代继任者 ISO 1940-1 ——是国际公认的刚性转子平衡质量要求标准。该标准定义了一套平衡质量等级体系，其表示形式为 G级，其中“G”代表等级，数字表示允许的单位不平衡偏心率，以毫米每秒为单位的圆周速度表示。
常见的资产负债表质量评级
该标准涵盖的等级范围从 G 0.4（最高精度）到 G 4000（最低精度）。常用等级包括：
- G 0.4： 精密磨床主轴和陀螺仪——最高精度。
- G 1.0： 高精度机床主轴和涡轮增压器。
- G 2.5： 燃气轮机和蒸汽轮机、刚性涡轮发电机转子、压缩机、机床驱动装置。
- G 6.3： 大多数通用机械——两极电动机转子、离心机、风机和水泵。
- G16： 农业机械、破碎机、多缸柴油发动机
- G 40： 运行缓慢的设备，刚性安装的四缸柴油发动机
G值越低，公差越小，允许的不平衡量越小；G值越高，允许的不平衡量越大。关键在于，允许的质量还取决于转速——对于给定的等级和转子，随着运行转速的升高，允许的不平衡量会相应降低，因此，与质量相同的低速转子相比，高速转子必须进行更精确的平衡。
3. 平衡公差的计算
允许的残余不平衡取决于三个因素：转子的质量、其工作转速以及所选的平衡精度等级。
允许残余不平衡的计算公式
呃每 = (G × M) / (ω / 1000)
在哪里？
- 呃每 = 允许残余不平衡量（克·毫米，g·mm）
- 格 = 平衡-质量等级（例如 G 6.3 对应 6.3）
- M = 转子质量（千克）
- ω = 角速度（每秒弧度）= (2π × 转速) / 60
使用RPM的简化公式
在日常使用中，该关系可简化为：
呃每 (克·毫米) = (9549 × 克 × 米) / 转速
其中 M 表示转子质量（单位：千克），RPM 表示额定转速，G 表示等级编号。
示例
设有一台电动机转子，其参数如下：
- 质量：50公斤
- 运转速度：3000 转/分钟
- 所需平衡质量：G 6.3
呃每 = (9549 × 6.3 × 50) / 3000 = 100.4 g-mm。.
因此，该转子的最大允许残余不平衡量约为 100 克·毫米。如果校正平面半径为 100 毫米，则相当于该半径处约有 1.0 克的残余不平衡量。若要针对任何机型、质量和转速计算这些数值——并将结果按平面进行分配——请使用免费的 余量不平衡计算器（ISO 21940-11），这还允许您核对从 g·mm 到 a 的换算结果 离心力 如果需要的话。.
4. 单平面公差与双平面公差
计算出的公差适用于单平面内的总不平衡量，具体为 单平面平衡. 。 为了 双平面（动态）平衡, ISO 21940-11 规定了在两者之间分配总容差的规则 校正平面，通常根据各平面之间的间距和转子的几何形状进行分配，以确保任何一个平面都不被过度校正。
5. 基于振动的公差
虽然 ISO 21940-11 标准对不平衡质量设定了限值，但在现场平衡作业中，通常采用振动振幅作为验收标准，因为振幅是仪器在已组装的机器上直接测量的量。
ISO 20816 系列
"(《世界人权宣言》) ISO 20816 标准（作为ISO 10816和较早的ISO 2372的现代替代标准）规定了可接受的 振动严重程度 基于均方根速度（RMS）的各类机器等级限值。结果按评估区域报告：
- A 区： 新投入使用的机器——振动极小。
- B区： 适用于不受限制的长期运行。
- C区： 仅在有限时间内可接受；应制定纠正措施。
- D区： 不可接受——必须立即采取纠正措施。
实用的现场标准
经验丰富的技术人员也会遵循一些经验法则：
- 振动降至初始水平的25%以下 = 动平衡调整成功。
- 绝对振动低于 2.8 毫米/秒 (0.11 英寸/秒) 通常对大多数工业设备来说是可以接受的。
- 残余振动低于 1.0 mm/s（0.04 in/s）= 平衡效果极佳。
6. 影响可实现公差的因素
公差能否实际达到，取决于几个实际因素。
设备性能
- 平衡仪的测量精度。
- "(《世界人权宣言》) 敏感度 振动传感器的。
- 放置校正权重时的分辨率。
转子与机器特性
实际限制
- 校正平面的可访问性。
- 可选的重量增量——材料只能以离散的增量添加。
- 安装孔或连接点的角度分辨率
7. 容差与平衡能力
有三个相关的概念值得区分开来：
- 规定的公差： 标准或合同规定的最大允许残余不平衡值。
- 可实现的平衡： 在现有设备和限制条件下实际能够达到的水平——受制于 平衡敏感性.
- 经济平衡： 指达到该点后，进一步改进不再具有成本效益。
对于大多数工业现场工作而言，若不平衡水平比要求的公差高出两到三倍，便已属出色表现，且还能为测量不确定度和运行漂移留出余地。在已组装的机器上，此类验证需在现场进行——例如使用便携式双通道分析仪，如 平衡仪-1a 测量 1× 振幅和相位 在修正前后进行比较，并确认残余不平衡值在转子自身轴承上处于选定的 ISO 21940-11 等级范围内（在运行速度下）。
8. 文件与验收
完整的平衡公差记录应包含规定的 G级 或公差值；计算出的允许残余不平衡量 (U每); 平衡作业后的残余不平衡测量值；明确显示符合要求的对比结果（测量值≤允许值）；以及验收签名或备注。这为工作符合规范提供了客观依据，并为今后的维护评估奠定了基准。
9. 何时应采用更严格或更宽松的公差
在以下情况下，采用更严格的公差是合理的： 当设备高速运转时（这对安全性和轴承寿命至关重要），当设备属于要求振动极小的精密仪器时，当轻质或柔性结构对振动敏感时，或者当设备位于对振动敏感的工艺流程或仪器附近时。
在以下情况下，较宽的公差是可以接受的： 该设备属于低速重型设备，结构坚固，抗振动能力强，仅适用于短期或间歇性使用，或者在经济因素明显优于性能提升的情况下使用。
