什么是双平面平衡？动态转子校正 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。 什么是双平面平衡？动态转子校正 • 便携式平衡仪、振动分析仪"Balanset"用于对破碎机、风机、粉碎机、联合收割机螺旋输送机、轴、离心机、涡轮机以及许多其他转子进行动态平衡。

什么是双平面平衡？动态转子校正

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理解双平面平衡

定义：什么是双平面平衡？

双平面平衡 是一个 动态平衡 程序 校正权重 沿转子长度方向布置在两个独立的平面上，以消除静不平衡和动不平衡。 夫妻失衡. 这种方法是大多数工业旋转机械所必需的，特别是对于轴向长度与直径相当或大于直径的转子而言。.

不像 单平面平衡, 双平面平衡仅针对转子的质量中心偏移，而双平面平衡则同时纠正了平移力不平衡和导致转子在旋转过程中摆动或摇晃的力矩（力偶）。.

何时需要进行双平面平衡？

在下列情况下需要进行双平面平衡：

1. 细长转子

任何长径比大于约 0.5 至 1.0 的转子都需要进行双平面平衡。这包括：

  • 电动机电枢
  • 泵和压缩机轴
  • 多级风扇转子
  • 传动轴和联轴器
  • 主轴和旋转刀具
  • 涡轮转子

2. 夫妻关系失衡

当振动测量结果显示两个轴承支撑之间存在明显的异相运动（表明存在摇摆或倾斜运动）时，, 夫妻失衡 存在问题，必须使用双平面平衡法进行校正。.

3. 当单平面平衡不足以解决问题时

如果尝试 单平面平衡 减少一个轴承的振动，但增加另一个轴承的振动，这清楚地表明需要进行双平面平衡。.

4. 具有分布质量的刚性转子

即使对于 刚性转子 低于其第一阶段 临界速度, 如果质量分布在相当大的轴向长度上，双平面平衡可确保所有轴承位置的振动最小化。.

双平面平衡程序

双平面平衡比单平面平衡更复杂，因为一个平面上的修正会影响两个轴承的振动。该程序采用…… 影响系数法 多个 试验砝码:

步骤 1：初始测量

以平衡转速运行机器，并测量初始振动矢量（振幅和频率）。 阶段在两个轴承位置分别测量。将它们标记为“轴承 1”和“轴承 2”。这些数据代表转子中所有不平衡的综合影响。.

步骤二：定义校正平面

选择两项 校正平面 在转子上可以添加或移除配重。这些配重平面应尽可能远离转子，并确保易于操作。常见的位置包括转子两端附近、联轴器法兰处或风扇轮毂处。.

步骤 3：在平面 1 中试重

停止机器运转，并在第一校正平面上已知角度位置处安装一个试砝码。启动机器，测量两个轴承的新振动。记录由试砝码在第一平面上引起的每个轴承的振动变化。由此确定两个影响系数：第一平面对轴承1的影响系数和第一平面对轴承2的影响系数。.

步骤 4：在平面 2 中试重

移除第一个试配重，并在第二个校正平面的已知位置安装一个试配重。再次运行机器，测量两个轴承的振动。这样就确定了另外两个影响系数：平面 2 对轴承 1 的影响，以及平面 2 对轴承 2 的影响。.

第五步：计算修正权重

平衡仪器现在有四个影响系数，构成一个 2×2 矩阵，用于描述转子系统对每个平面上重量的响应。 矢量数学 通过矩阵求逆，该仪器求解一个联立方程组，以计算每个校正平面上所需的精确质量和角度，从而同时最大限度地减少两个轴承的振动。.

步骤 6：安装修正并验证

将计算出的修正配重永久安装到位，并运行机器进行最终验证。理想情况下，两个轴承的振动应降低到可接受的水平。如果振动未达到可接受的水平，则可以进行微调平衡以进一步修正配重。.

理解影响系数矩阵

双平面平衡的优势在于其影响系数矩阵。每个修正平面都会影响两个轴承的振动，因此必须考虑这些交叉耦合效应：

  • 直接影响： 平面 1 中的重量对附近轴承 1 的振动影响最大，平面 2 中的重量对附近轴承 2 的影响最大。.
  • 交叉耦合效应： 但是，平面 1 中的重量也会影响轴承 2（尽管通常程度较轻），而平面 2 中的重量也会影响轴承 1。.

平衡仪器的计算同时考虑了这四种影响，确保校正砝码协同工作，最大限度地减少所有测量点的振动。.

双平面平衡法的优势

  • 完全更正： 可同时解决静态不平衡和偶极不平衡问题，为大多数转子类型提供全面的平衡解决方案。.
  • 最大限度减少所有轴承的振动： 与单平面平衡不同，双平面平衡优化了整个转子系统的振动抑制。.
  • 延长组件寿命： 通过减少轴承位置的振动，可以最大限度地减少轴承、密封件和联轴器的磨损。.
  • 行业标准： 双平面平衡是大多数工业机械的标准方法，也是许多设备制造商和行业标准的要求。.
  • 适用于刚性转子： 有效平衡 刚性转子 低于其第一临界速度运行，这代表了绝大多数工业设备。.

与单平面和多平面平衡的比较

  • 与单平面相比： 双平面平衡虽然更复杂、更耗时，但除了最窄的圆盘式转子外，对所有其他转子都能提供更优异的减振效果。.
  • 与多平面相比： 为了 柔性转子 当机械运转速度超过临界转速时，可能需要三个或更多个校正平面。然而，对于绝大多数工业机械而言，双平面平衡就足够了。.

常见挑战和解决方案

1. 无法到达的矫正平面

挑战：有时在组装好的机器上无法获得理想的校正平面位置。.
解决方案：利用现有位置，例如联轴器轮毂、风扇叶片或外部法兰。现代仪器可以通过数学方法弥补平面间距不足的问题。.

2. 试验体重反应不足

挑战：如果试验重量引起的振动变化很小，则影响系数将不准确。.
解决方法：使用更大的试验砝码或将其放置在更大的半径处，以增强其效果。.

3. 非线性系统行为

挑战：一些转子（尤其是那些部件松动、底部较软或在共振附近运行的转子）对校正重量的响应并非线性。.
解决方案：首先解决机械问题（拧紧螺栓，纠正软脚），并尽可能在非临界速度下进行平衡。.

场平衡应用

双平面平衡是标准的平衡方法 实地平衡 工业机械领域。借助便携式振动分析仪和平衡仪，技术人员无需拆卸转子或将其运送至平衡车间，即可在现场直接进行双平面平衡。这种方法节省时间、降低成本，并确保转子在实际运行条件下进行平衡，同时考虑轴承刚度、基础柔性和工艺载荷等因素。.

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