了解悬臂转子

设备

便携式平衡器和振动分析仪 Balanset-1A

部件

振动传感器。

部件

光学传感器（激光转速计）。

设备

Balanset-4

部件

磁座尺寸-60-kgf。

部件

反射胶带。

设备

Dynamic balancer "Balanset-1A" OEM

定义：什么是悬臂式转子？

一个 悬臂式转子 （也称为悬臂转子或悬臂式转子）是一种动盘这种结构中，旋转部件向外延伸超出支撑轴承，呈悬臂式安装。在这种设计中，转子仅在一侧支撑，工作部件（叶轮、风扇轮、砂轮等）悬于轴承支撑之外，而不是位于两个轴承之间。.

这种配置在许多类型的工业设备中都很常见，并给其带来了独特的挑战。平衡由于放大作用不平衡通过悬臂作用产生的力。.

悬臂式转子的常见例子

悬臂式转子设计在工业和商业应用中十分普遍：

暖通空调和工业风扇

从电机轴延伸出的离心式鼓风机叶轮
安装在电机端盖上的轴流冷却风扇
落地式工业风扇

水泵

单级离心泵叶轮
直联式泵，其叶轮从电机轴承延伸而出

机床

悬臂式主轴上的砂轮
铣刀和刀柄
车床卡盘

动力传输

安装在电机轴上的滑轮和皮带轮
加长轴上的齿轮
链轮

加工设备

搅拌器、搅拌桨和叶轮
涡轮轴上的涡轮叶片

为什么采用悬臂式设计？

尽管存在平衡方面的挑战，悬臂式转子仍具有显著的实际优势：

1. 可访问性

工作部件易于检修、维护和更换，无需拆卸整台机器或扰动轴承。.

2. 简便性和成本

减少一个轴承支撑可以降低机械复杂性、零件数量和制造成本。.

3. 空间利用率

与轴承间布置相比，这种紧凑型设计所需的轴向空间更小。.

4. 安装简便

通常情况下，组件可以直接安装到标准电机轴或现有机械上，无需定制联轴器装置。.

5. 流程要求

在某些应用（泵、搅拌器、化学加工）中，为了接触工艺流体或材料，工作元件必须只位于一侧。.

独特的平衡挑战

悬臂式转子存在一些挑战，使其对不平衡更加敏感，而轴承间式转子则不然：

1. 矩放大

任何不平衡悬臂式转子不仅会产生离心力，还会产生绕轴承支撑的力矩（扭矩）。质量块距离轴承越远，该力矩就越大，从而放大即使是微小不平衡的影响。这可以用杠杆原理来解释：力 × 距离 = 力矩。.

2. 高承载能力

悬臂式结构会对轴承施加较高的径向载荷和力矩载荷，尤其是靠近转子的轴承。不平衡会加剧这些载荷，加速轴承磨损。.

3. 轴的弯曲和挠曲

悬臂轴会受到弯曲力的作用，即使是很小的不平衡也会导致悬臂端发生明显的轴挠曲，尤其是在高速运转或悬臂距离较长的情况下。.

4. 耦合和键槽效应

许多悬臂式转子通过键、紧定螺钉或联轴器安装在电机轴上。这些连接方式会引入或改变不平衡状态，任何松动都会显著加剧振动。.

5. 对安装的敏感性

安装不当（未完全安装在轴上、倾斜、紧固件松动）对悬臂式转子的影响比对轴承间式转子的影响更为明显。.

悬臂转子的平衡考虑因素

单平面通常就足够了

大多数悬臂式转子在轴向方向上相对较短，可以使用以下方法有效地进行平衡：单平面平衡. 。这校正平面通常位于转子本身最容易触及的位置。.

静态平衡与动态平衡

静态平衡: 确保转子的质心位于旋转轴线上。对于圆盘状悬臂转子，通常只需进行静平衡即可。.
动态平衡: 对于较长的悬臂式转子或轴向厚度较大的转子，可能需要进行双平面动平衡以消除冲击。夫妻失衡.

悬垂距离很重要

悬伸距离（从最近的轴承到转子质心的距离）越大，平衡质量就越关键。一般而言：

短悬垂（长/宽） < 0.3）：灵敏度较低，适用标准天平容差。
中等悬垂（0.3） < L/D < 0.7）：更敏感，考虑更严格的容差
长悬垂（L/D > 0.7）：高度敏感，需要仔细平衡，可能需要动态平衡。

其中 L 为悬臂长度，D 为转子直径。.

悬臂式转子动平衡的最佳实践

1. 尽可能在最终安装配置中保持平衡

悬臂式刹车盘对安装方式特别敏感。理想情况下，性能实地平衡转子已安装在其轴上，处于最终运行状态。.

2. 确认安装牢固

平衡前，请确保：

所有安装紧固件（定位螺钉、螺栓、键）均已正确拧紧。
转子完全安装在轴上，没有缝隙。
所有键槽均安装到位，无过大间隙。
转子与轴垂直（没有倾斜或成角）。

3. 使用合适的修正半径

地点校正权重尽可能采用较大的半径（通常接近外径）。这样可以最大限度地发挥每一克修正重量的作用，从而允许添加更小的重量。.

4. 检查是否跑偏

测量轴跑垒出局平衡前，过大的跳动（偏心、摆动、轴弯曲）会妨碍良好的平衡，必须首先进行校正。.

5. 考虑振动测量中的力矩效应

测量时振动对于悬臂式转子装置，如果可以触及，应在驱动端和非驱动端轴承处分别进行读数。由于悬臂质量产生的力矩，不同位置的振动模式会存在显著差异。.

6. 采用更严格的公差

由于放大效应，请考虑指定一个 G级比同等轴承间转子所需的紧固力更紧。例如，对于关键应用，应使用 G 2.5 而不是 G 6.3。.

常见问题及解决方案

问题：平衡后振动再次出现

可能的原因：

安装硬件松动，在运行过程中脱落。
矫正配重移位或脱落
物质堆积或侵蚀改变了平衡状态
热膨胀导致位移

解决方案： 使用螺纹锁固剂，焊接或永久固定配重，制定定期检查计划。.

问题：无法达到可接受的余额