了解转子平衡中的三步法
"(《世界人权宣言》) 三次运行法 是最广泛使用的手术方法 双平面（动态）平衡. 它决定了 校正权重 需要两个 校正平面 使用三次测量运行：一次初始运行用于建立基线。 不平衡 条件，随后是两个连续的条件 试重 运行次数——每个平面一次。三次运行是理论上的最低要求，仍能充分描述一个双平面系统，这也是该方法成为野外工作默认标准的原因。
它在精度与效率之间取得了绝佳的平衡，所需的设备启停次数比 四次运行法 同时仍能收集到足够的数据，以计算出适用于绝大多数工业领域的有效修正值 平衡 tasks.
1. 三步法，分步指南
该流程遵循一个简单明了、有条不紊的步骤。在每次运行中，都会将两个轴承处的振动以向量形式（包括振幅和相位）记录下来，因为要确定不平衡的位置（而不仅仅是其大小），这两项信息都不可或缺。
第1次测试 — 初始基线测量
该机器在未平衡的原始状态下，以平衡转速运行。 振动 在两个轴承位置（轴承1和轴承2）进行测量，并记录 振幅 和 相位角. 这些代表了原始不平衡分布产生的振动矢量。
- 在方位角 1 处测量： 振幅 A₁，相位 θ₁
- 在方位角 2 处测量： 振幅 A₂，相位 θ₂
- 目的： 确定了必须进行校正的基准条件（O₁ 和 O₂）
运行 2 — 校正平面 1 中的试算权重
机器停止运转，将已知重量的试砝码 (T₁) 临时固定在第一校正平面上一个精确标记的角度位置（通常靠近轴承 1）。机器以相同的速度重新启动，并再次测量两个轴承处的振动。.
- 添加： 在平面1上，角度α₁处的试块重量T₁
- 在方位角 1 处测量： 新向量（O₁ + T₁ 的影响）
- 在方位角 2 处测量： 新向量（O₂ + T₁的影响）
- 目的： 揭示了位于第1平面上的重物如何影响两个轴承的振动
该仪器计算 影响系数 对于第1号飞机，通过从这些新读数中减去初始读数来计算。
第3次运行 — 校正平面2中的试算权重
取下第一个试重，并将第二个试重（T₂）安装在第二平面上的标记位置（通常靠近轴承2）。再次进行测试，记录两个轴承处的振动情况。
- 消除： 平面1的试测权重T₁
- 添加： 在平面2上，角度α₂处的试块T₂
- 在方位角 1 处测量： 新向量 (O₁ + T₂ 的影响)
- 在方位角 2 处测量： 新向量（O₂ + T₂的影响）
- 目的： 揭示了位于第2平面上的重物如何影响两个轴承的振动
该仪器现在拥有完整的四个影响系数，用于描述每个平面如何影响每个轴承。.
2. 计算校正权重
三轮运行完成后，平衡软件将执行 矢量数学 以求得校正权重。
影响系数矩阵
根据这三组运行结果，确定了四个系数：
- α₁₁： 平面1如何影响方位角1（主要影响）
- α₁₂： 平面 2 如何影响方位角 1（交叉耦合）
- α₂₁: 平面1如何影响方位角2（交叉耦合）
- α₂₂: 平面 2 如何影响方位角 2（主要影响）
求解该方程组
该仪器求解关于 W₁（平面 1 的校正）和 W₂（平面 2 的校正）的两个联立向量方程：
- α₁₁ · W₁ + α₁₂ · W₂ = -O₁（用于抵消轴承 1 的振动）
- α₂₁ · W₁ + α₂₂ · W₂ = -O₂（用于抵消轴承 2 的振动）
该解法既给出了质量，也给出了每个校正砝码所需的角位置。如果计算出的角度位于障碍物上或固定叶片座之间，则可通过以下方式将结果重新分配到可达位置： 拆分校正.
Final steps
- 取下两个试重。
- 在两个平面上安装计算出的永久校正配重。
- 运行一次验证测试，以确认振动已降至可接受的水平。
- 如有需要，请执行 平衡配平 以微调结果。
3. 三轮法的好处
凭借多项优势，三道加工已成为双平面加工的行业标准。
最佳效率
要确定四个影响系数，至少需要进行三次运行——即每架飞机一次基准运行加一次试运行。这样既能最大限度地减少停机时间，又能全面表征整个系统。
久经考验的可靠性
数十年的现场经验表明，对于绝大多数工业设备而言，进行三次运行即可获得足够的数据，从而实现可靠的平衡。
节省时间和成本
与四次试运行的方法相比，减少一次试运行可将平衡时间缩短约20%，这直接意味着停机时间减少，人工成本降低。
执行更简单
运行次数减少意味着试样处理工作量减少、出错几率降低，以及数据管理更加简便。
足以满足大多数应用需求
对于具有中等耦合程度和合理 平衡公差, 三次运行均取得了成功。.
4. 何时使用“三步法”
三步法适用于：
- 常规工业动平衡： 电动机、风扇、水泵、鼓风机——这些是旋转设备的主体。
- 中等精度要求： 平衡质量等级 从 G 2.5 到 G 16，根据现代 ISO 21940-11 （该标准取代了人们熟知的ISO 1940-1）。
- 现场平衡应用： 现场平衡 在需要最大限度减少停机时间的情况下。
- 稳定的机械系统： 设备状况良好，响应线性。
- 标准转子几何形状： 刚性转子 具有典型的长径比。
5. 局限性及不应使用的情况
在某些情况下，三分可能不够。
何时应优先采用四步法
- High precision: 公差要求非常严格（G 0.4 至 G 1.0），此时进行第四次运行以额外检查线性度就显得尤为重要。
- 强耦合： 飞机间距非常近，或高度不对称 刚性.
- 未知系统特性： 首次平衡特殊或定制设备
- 故障设备： 出现非线性行为或机械故障迹象的设备。
何时单平面设计即可满足需求
- 窄型盘式转子，其动态不平衡极小。
- 仅有一个轴承位置出现明显振动的案例。
6. 与其他方法的比较
三步法与四步法
| 方面 | 三分 | 四分 |
|---|---|---|
| 跑动次数 | 3（初始 + 2 次试验） | 4（初始 + 2 次试验 + 合并） |
| Time required | 更短 | ~20% 更长 |
| Linearity check | 不 | 是的（运行 4 验证了这一点） |
| 典型应用 | 常规工业工作 | 高精度关键设备 |
| 准确性 | 良好 | 出色的 |
| 复杂 | 降低 | 更高 |
三平面法与单平面法
三步法与以下方法有着本质区别： 单平面平衡, 该方法仅使用两次运行（初始运行加一次试验运行），但只能校正一个平面，并且无法解决 夫妻失衡. 只要转子的长度足以使其两端能够独立承受不平衡，就需要进行双平面平衡——因此也必须采用三次平衡法。
7. 成功之道
试用版重量选择
- 选择能使振动振幅发生25%至50%变化的试重。
- 太小：信噪比差和计算误差
- 过大：存在非线性响应或不安全振动水平的风险
- 为确保测量质量的一致性，请在两个平面上使用尺寸相近的物体。A 试用重量计算器 根据转子质量和转速，可得出一个可靠的初步估算值。
操作一致性
- 三次跑动时，请保持完全相同的速度。
- 如有必要，请在每次运行之间进行热稳定处理。
- 保持工艺条件（流量、压力、温度）的一致性。
- 请使用相同的传感器安装位置和安装方法。
Data quality
- 每次运行时进行多次测量，并计算其平均值。
- 确认相位测量结果的一致性和可重复性。
- 检查试验重量是否产生清晰可测量的变化。
- 注意那些可能暗示测量误差的异常情况。
安装精度
- 仔细标记并核对试装时的角度位置。
- 请确保试重块固定牢固，在运行过程中不会移位。
- 安装最终校正砝码时，请同样小心谨慎。
- 在进行验证运行之前，请再次仔细检查质量和角度。
8. 常见问题的故障排除
修正后的结果不佳
可能原因：
试用版重量仅产生微弱反应
解决方案：
- 使用更大的试验砝码或将其放置在更大的半径处
- 检查传感器安装情况和信号质量。
- 请确认运行速度是否正确。
- 请考虑该系统是否具有非常高的 减震 或响应灵敏度较低。
测量结果不一致
解决方案：
- 应预留更多时间进行热稳定和机械稳定处理。
- 改进传感器安装方式——采用螺柱代替磁铁。
- 隔离外部振动源。
- 解决导致性能不稳定的机械问题
9. 场内三垒跑法
由于无需使用动平衡机，且只需进行几次启动，三转法非常适合使用便携式仪器进行现场作业。例如，双通道分析仪 平衡仪-1a 通过每个平面各一次运行读取两个轴承的振幅和相位，自动计算影响系数，并返回每个校正砝码的质量和角度——然后验证 残余不平衡量 在安装好配重后，将其与选定的 ISO 21940-11 等级进行对比。该测试在机器自身的轴承中以运行速度进行，从而准确反映转子实际运行时的真实工况，这也正是三次运行法之所以如此可靠的原因 实地平衡.
