了解静态平衡(单平面平衡)
定义:什么是静态平衡?
静态平衡 是转子平衡最简单的形式。这是一个校正 静态不平衡是指转子的质心偏离其旋转轴,形成单个“重点”的状态。理论上,这种平衡可以在转子静止(静态)的情况下进行。如果将纯静态不平衡的转子放置在无摩擦的表面(例如刀刃)上,它会旋转,直到重点在重力作用下稳定在最低点。
静态平衡涉及对 单平面 来抵消这个重点。校正方法是在重点对面 180° 的位置放置一个重物,使重心回到旋转中心。
静态不平衡与动态不平衡
静态不平衡也称为“力不平衡”,因为它会产生一个从旋转中心向外径向作用的离心力。然而,它不会产生任何“耦合”或摇摆运动。这与 动态不平衡,这是力和力偶不平衡的结合,需要至少在两个平面上进行校正才能完全解决。转子可以完全达到静平衡,但仍然会存在显著的力偶不平衡,这会导致转子在旋转时剧烈振动。
静态平衡何时足够?
静态平衡仅适用于特定类型的转子,且足够有效。它通常适用于非常窄或盘状的部件,这些部件的轴向长度相对于直径而言非常小。对于这些类型的转子,不太可能存在显著的耦合不平衡。
单平面静平衡通常就足够的转子的常见示例包括:
- 砂轮
- 汽车车轮和轮胎
- 单个窄风扇或鼓风机叶轮
- 飞轮
- 滑轮和滑轮
对于任何具有较大长度的转子(例如,电机电枢、多级泵或长轴),仅进行静平衡是不够的,并且 动态平衡 是必须的。
静态平衡方法
1. 刀刃平衡
这是经典的非旋转方法。将转子放置在一对平行、水平且低摩擦的刀刃上。转子会滚动,直到其最重点位于底部。然后在顶部(180° 方向)添加一个临时重物,直到转子能够保持在任何放置位置而不滚动。然后,该重物即成为永久重物。
2.立式平衡机
现代静态平衡通常在立式平衡机上进行。转子(例如飞轮或轮胎)放置在由力传感器支撑的水平板上。机器以低速旋转转子,传感器测量不平衡力的方向和大小,并在屏幕上显示所需的校正值。
3. 单平面现场平衡
静态平衡也可以在现场使用便携式振动分析仪在已组装的机器上进行。这是影响系数法的单平面版本。测量振动读数,添加试重,然后再次读取读数,仪器计算所需的单个校正重量及其角度。
限制
静态平衡的主要局限性在于无法检测或校正耦合不平衡。对实际存在动态不平衡的转子进行静态平衡,有时会因为校正了力分量而忽略或加剧了耦合分量,从而加剧振动。因此,对于大多数工业机械而言,双平面动平衡是标准且必需的操作。