了解单平面平衡
单平面平衡 是一个 平衡 一种对转子进行 不平衡 通过在仅一个径向平面（垂直于旋转轴）上增加或减少质量来校正。当不平衡主要出现在 天电 在自然状态下——即当转子的质心偏离旋转轴，但没有显著的力偶或力矩试图使转子发生端对端摆动时。作为最简单且最经济的平衡技术，它只需一个 校正平面 而且，通常情况下，一个 试验重量 运行完成。.
1. 定义：什么是单平面平衡？
每个转子都存在一定程度的不平衡，但 geometry 这种不平衡的性质决定了应如何进行校正。 当重心可视为位于同一平面内——或当其较小的轴向分布不会产生显著的倾覆力矩时——单次校正即可恢复平衡。这是单平面校正的决定性条件：不平衡表现为纯径向力，而非力偶。若存在力偶，转子会发生摆动，且无法通过单次校正同时抵消两端的影响，这正是区分单平面校正与 动态（双平面）平衡.
2. 何时使用单平面平衡
单平面平衡适用于特定的转子几何形状和工作条件。
盘式转子
轴向长度（厚度）与直径相比较小的转子是理想的选择——通常被称为“窄”或“薄”盘。由于质量基本上集中在一个平面上，因此几乎没有空间形成力偶。典型例子包括：
- 砂轮
- 圆锯片
- 单级风扇或鼓风机叶轮
- 飞轮
- 盘式制动盘
- 单滑轮
刚性转子在低于第一临界转速时
为了 刚性转子 远低于其首次 临界速度, 即使转子的轴向长度相当大，只要转子在运行过程中不会发生弯曲或挠曲，单平面平衡通常就已足够。关键在于 死板的: 轴必须保持其形状，以确保一次校正的结果在整个工作范围内均有效。
当已知不平衡为静态时
如果不平衡是由单一局部原因引起的——例如材料堆积、缺失的风扇叶片或偏心安装——且振动读数主要显示 in-phase 如果两个轴承均无运动，则该状态为静态，此时应采用单平面校正。比较 阶段 关键在于两端的实测结果：同相运动表明存在静态不平衡，而异相运动则预示着存在转矩。
3. 单平面平衡操作规程
该过程遵循一个基于 影响系数 方法。.
步骤 1 — 初步测量
在转子以正常转速运转时，测量并记录初始振动矢量——两者 振幅 以及相位——在一个或多个轴承位置。这捕捉到了原始不平衡产生的振动，并成为后续所有操作的参考基准。
步骤 2 — 挂上试重
停止机器，并在选定的校正平面上一个合适的角位置（通常为 0°）挂上一个已知试重。该试重的质量应足够大，以使振动发生明显变化——一个有用的经验法则是，力求使振动矢量发生约 25%–50% 的变化。首次选择合适的试重质量可避免不必要的测试；该 试重计算器 根据转子重量和转速，计算出安全的起飞质量。
第 3 步 — 试运行
重新启动机器，并在相同位置测量新的振动矢量。该读数反映了原始不平衡的综合影响 plus 试算重量——将两者作为向量相加。
第 4 步 — 计算校正权重
通过比较初始向量和试算向量，该仪器执行 向量减法 该方法可分离出试样重量的自身影响，并计算出 影响系数 — 转子在给定角度下每单位重量产生的振动量。根据该系数，可精确计算出永磁体的质量和角位置 校正重量 这将抵消最初的不平衡。其背后的数学原理可以通过以下方式推导出来： 单平面影响系数计算器.
第 5 步 — 安装修正程序并验证
取下试用配重，永久安装计算出的校正配重——通过在指定位置增加质量或去除质量（钻孔、打磨）——然后运行机器，确认振动已降至可接受的水平。如果仍存在轻微振动，则 平衡配平 对结果进行微调，最终 残余不平衡量 可与……进行核对 ISO 21940-11 平衡级。.
4. 现场单平面动平衡
尽管单平面平衡可以在专用设备上进行 平衡机, 它的真正优势在于可以实现 就地，此时转子在工作转速下由其自身的轴承支撑运转。例如，一款便携式双通道仪器，如 平衡仪-1a 测量试重前后1×振幅和相位，计算影响系数，并报告用于校正的精确质量和角度——随后在试重安装到位后验证残余不平衡。其光学激光 转速表，由一条 反光带，提供了该计算所依赖的每转一次的相位参考。由于转子是在实际运行条件下进行测量的——真实转速、真实安装位置、真实温度—— 实地平衡 捕捉了平衡机无法完全再现的实际运行状态。
5. 单平面动平衡的优势
- 简单： 由于仅涉及一个校正平面，因此该任务在规划、执行和理解方面都更为简单。
- 速度 该流程通常只需运行两到三次（初始、试运行、验证），既节省时间，又能减少设备停机时间。
- 成本效益： 测量次数减少、计算更简单，意味着人工成本降低，设备也无需过于复杂。
- 可访问性： 盘式转子上有许多位置可以添加或移除配重，从而灵活调整制动力作用的位置。
6. 局限性及不应使用的情况
该方法的简单性同时也伴随着必须遵守的实际限制。
无法纠正耦合不平衡
如果转子具有显著性 夫妻失衡 ——两端质量相等但位于相反角度位置的重心——单平面校正无法消除这种影响。该力偶虽未产生作用于单平面的净径向力，却仍会导致转子摆动。这种情况需要 双平面（动态）平衡.
不适用于长转子
长度与直径之比大于约0.5–1.0的转子通常需要进行双平面平衡。电动机电枢、水泵轴和长型风扇转子都属于这一类，因为其轴向长度会导致产生力偶。
未必能减少所有轴承的振动
针对某个轴承优化的单平面校正，可能会对另一个轴承的振动几乎毫无影响，尤其是在转子较长或转子接近临界转速运行的情况下。
对柔性转子无效
转速超过第一临界转速的转子在旋转过程中会发生弯曲；其变化的 模态振型 require 多平面平衡 这是单平面加工无法实现的。
7. 与静态平衡的关系
单平面平衡与以下方面密切相关： 静态平衡; 实际上，在旋转机器上进行的单平面平衡是一种 静态不平衡的动态测量. 传统的静态平衡是在转子静止时定位重心——将转子放置在刀刃或滚轮上，利用重力使其滚动至重心位置——而单平面平衡则是在转子旋转时测量相同的静态不平衡。旋转测量法更为精确，因为它能在实际运行条件下检测不平衡，并量化其幅值和角度，而不仅仅是方向。
8. 典型应用与行业
只要转子几何形状适合，就会采用单平面平衡：
- 木工与金属加工： 圆锯片、砂轮、切割片
- 暖通空调： 单级离心风机和鼓风机。
- 农业设备： 联合收割机部件，单皮带轮。
- 汽车： 飞轮、刹车盘、单皮带轮。
- 物料搬运： 输送带轮、托辊。
对于这些应用，单平面平衡在效率、简便性和成本之间实现了最佳平衡，这也正是它之所以始终是 转子平衡.
