螺旋桨割草机和林用碎木机转子的动态平衡

您的割草机或碎草机是否正在自行抖动？ 你并不孤单。研究估计，大约 50% 机械振动问题是由转子不平衡引起的这些振动不仅令人烦恼，还会对您的设备和预算造成严重破坏。在本文中，我们将解释什么是转子平衡，为什么它如此重要，以及如何平衡旋转式割草机和林业碎草机的转子，以 消除破坏性振动。我们还将回答常见问题并分享有用的技巧，以帮助您节省金钱、节省时间并确保机器可靠运行。

什么是转子平衡？

转子平衡 平衡是通过调整转子质量分布来减少或消除其旋转时产生的振动的过程。简单来说，就是增加或减少转子的重量，使转子的重量均匀分布在其轴线上。正确的平衡操作可以延长机器的使用寿命，降低噪音和振动，并防止轴承和其他部件过早磨损。

为什么平衡很重要：连枷式割草机振动的危险

操作员常常会低估割草机或碎草机的过度振动。然而，忽视转子不平衡可能会导致严重问题。以下是一些常见的 转子不平衡的迹象和后果:

• 增加设备磨损： 持续的振动会加速轴承、齿轮和轴等机械部件的磨损，导致更频繁的维修和零件更换，从而增加运营成本。
• 轴承故障和轴承座损坏： 振动会导致轴承过热并迅速损坏。磨损轴承产生的松动（“间隙”）会进一步加剧振动。您可能会发现自己需要频繁更换轴承。更糟糕的是，轴承座（壳体）可能会被挤压损坏，需要进行大规模维修（拆卸转子、加工或焊接壳体等）。这会导致昂贵且耗时的停机。
• 裂缝和泄漏： 长时间的振动会导致割草机或碎草机的框架和车身焊缝开裂，甚至可能导致整个组件错位。振动还会使液压配件松动，造成油液泄漏以及随之而来的麻烦。
• 松动的螺栓和紧固件： 螺母、螺栓和螺钉在振动下会不断松动。如果关键部件突然脱落或损坏，可能会导致危险情况。
• 运行效率低下： 不平衡的转子会浪费能量。发动机或PTO必须付出更大的努力才能使其旋转，这意味着在完成相同工作量的情况下会消耗更多的燃料。
• 操作人员的不适和疲劳： 过度振动会使机器操作不舒适。操作员可能会因持续的摇晃而感到麻木或疲劳，从而影响注意力，导致失误或事故。
• 事故风险增加： 如果振动剧烈，可能会导致失控或部件灾难性故障。碎草机和割草机等高速设备如果零件因应力断裂，可能会变得非常危险。
• 拖拉机损坏： 振动不会局限于附件。它会通过挂钩或动力输出轴传递到拖拉机。随着时间的推移，它可能会导致拖拉机自身的螺栓、接头和支架松动，造成割草机本身以外的损坏。
• 意外停机： 最终，不平衡的转子可能会在毫无预警的情况下导致设备停止运行。故障发生在工作过程中，会导致代价高昂的停机时间和项目延误。

本质上，使用不平衡转子的连枷式割草机会导致磨损。即使是很小的不平衡也可能转化为巨大的力量：例如，仅仅 以 2,000 RPM 转速旋转的 6 英寸半径上的 1.25 盎司（35 克）重量不平衡会对轴承施加超过 50 磅的额外力，可能会缩短轴承寿命约 30%随着时间的推移，这种压力会损坏机器的零件。

举个现实生活中的例子，我知道有一家公司的机械师几乎每天早上都要更换割草机的轴承。他们不得不购买最便宜的轴承，每天更换，因为即使是高质量的轴承，也会像廉价轴承一样，在几天之内被剧烈的振动撕裂。他们的碎草设备状况令人震惊：它变成了一个由焊接钢筋（槽钢和钢板用螺栓固定）组成的怪兽，只是为了把它固定在一起。拖拉机驾驶室的塑料面板明显因振动而出现波动，可怜的操作员在走出机器后，感觉自己还在震动了一段时间。确保转子正确平衡，可以避免这种情况！

不使用特殊机器可以平衡割草机转子吗？

简而言之：您可以手动部分平衡转子（静态平衡），但如果没有专门的动态平衡设备，您就无法完全平衡割草机转子。 许多人尝试过“老式”方法来平衡转子：他们将转子放在刀口支架上，让其自由旋转；当较重的一侧向下转动时，他们会在另一侧焊接一个重物，直到转子不再自行滚动。这种传统方法可以纠正 静态失衡，并且适用于简单情况。静态不平衡意味着转子在单个平面上不平衡——无需全速旋转转子即可检测到，因为较重的点在重力作用下始终会滚到底部。

对于转子的静态平衡，如果转子相对较窄（长度相对于直径较短），则该技术非常有效。例如，您可以使用此方法对刹车盘、砂轮或单皮带轮等进行静态平衡。确定较重点，然后添加配重，直到转子在支架上以任意角度保持稳定。

然而，对于长转子（例如连枷式割草机或林业碎草机的滚筒轴），仅进行静态平衡是不够的。想象一下，转子的一端顶部有一个重点，另一端底部也有一个重点。当转子静止在支架上时，这些反作用力会相互平衡，转子可能根本不会滚动——因此它在静态意义上看起来是“平衡”的。但当你以工作速度旋转转子时， 离心力 将这些较重的点拉向不同的平面，转子就会剧烈振动。这种只有在转子旋转时才会显现的不平衡被称为 动态不平衡静态方法无法纠正它，因为它涉及转子长度方向上两个或多个平面的不平衡。

解决动态不平衡的唯一方法是使用适当的动平衡设备。 动平衡机 （便携式设备或全尺寸平衡机）可以识别转子两端（每个平面）的不平衡情况，并准确地告诉你需要在哪里以及增加或减少多少重量来抵消不平衡。总而言之，虽然DIY方法可以处理基本的静态不平衡，但长连枷式割草机转子需要 双平面动平衡 采用专门的工具才能真正消除振动。

使用Balanset-1A设备进行动态平衡过程

那么，动平衡在实际操作中是什么样的呢？在现场，你可以使用便携式平衡套件（例如 Balanset-1A) 来平衡机器上的转子。以下是 逐步过程 使用这样的装置来动态平衡割草机转子：

1. 安装传感器： 在转子两端安装振动传感器，尽可能靠近轴承支架。每个传感器应垂直于转子轴线（以测量径向振动）。
2. 附上反光标记： 将一小块反光胶带或类似的标记物贴到转子上（例如，在皮带轮或转子本身上）。转速表将用它来测量转速和相位。
3. 设置激光转速表： 将光电转速表放置在磁性底座上，并将其定位在使得其激光束能够检测到转子每次旋转时的反射标记的位置。
4. 连接硬件： 将振动传感器插入平衡装置（例如 Balanset-1A 单元）。将设备连接到运行专门平衡软件的笔记本电脑或平板电脑。
5. 配置软件： 启动平衡程序并选择双平面平衡选项（因为这是一个长转子，所以需要双平面动平衡）。
6. 输入校准重量： 称取一个用于校准的小试重物（例如几盎司的金属）。在软件中输入其准确重量以及将其安装到转子上的半径。
7. 进行初步读数： 启动转子，使其以工作转速（或安全测试转速）旋转。传感器测量两端的初始振动幅度和相位角。记录基线振动水平。
8. 在平面 1 上附加试验重量： 停止转子。将校准（试验）砝码固定到转子的第一个平面上（平面1，对应于转子的一端，靠近第一个传感器的位置）。标记放置砝码的准确角度位置。
9. 用试重测量振动： 再次运行转子，并附加试验砝码。振动读数会因增加的砝码而发生变化。确保读数有显著变化（振动幅度至少变化约 20%，或相位明显偏移）；这确保数据对计算有用。
10. 将试验重量移至平面 2： 停止转子，并将相同的试验重物移至第二个平面（平面2，靠近转子另一端第二个传感器的位置）。记录重物相对于某个参考点（例如上止点或转子上的标记）的方向（角度）。
11. 在平面 2 上再次测量： 启动转子并在第二个平面上施加试验重量，并记录运行期间的振动读数。
12. 计算校正权重： 现在软件有三个数据点：初始不平衡、重量对平面1的影响以及对平面2的影响。它将计算在每个平面上平衡转子所需的精确重量，以及每个重量的精确放置角度。（该角度通常相对于试验重量的位置和旋转方向给出。）
13. 移除试验重量： 停止转子并取下校准砝码，因为它已经达到了目的。
14. 应用补偿权重： 按照软件建议准备实际的补偿配重块（例如，切割指定质量的钢片）。将这些配重块焊接或牢固地固定在转子上，并位于平面 1 和平面 2 的指定位置。
15. 测试平衡： 最后，在添加补偿重量后，再次以工作转速运行转子，检查振动水平。振动应该会显著降低。如果设备软件显示存在轻微的残余不平衡，您可以根据需要通过添加小的附加重量或重新定位进行微调。一旦读数显示振动在可接受的范围内，转子就已成功平衡。

好耶，我们的割草机转子平衡了！ 现在机器应该运行得更加平稳，振动也更小。

为什么我的割草机在平衡后仍然振动？

有时，即使经过平衡过程，转子仍可能振动，甚至比以前更严重。理想情况下，按照上述步骤可以完全消除振动。但在现实世界中，各种问题都可能阻碍成功平衡。如果您尝试平衡转子后，您的割草机仍然振动，则可能是由于以下一个（或多个）因素造成的： 机器的机械问题、平衡过程中的不当条件或平衡方法中的错误.

让我们来分析一下每个潜在问题领域：

可能影响平衡的机械问题

• 连枷缺失或损坏： 确保所有连枷刀片或锤子均齐全、安装正确且状态良好。如果缺少一个或多个连枷，或者某些连枷磨损严重或重量明显轻于其他连枷，则转子本身可能存在不平衡。务必成套更换连枷，以保持转子平衡。
• 轴承损坏或磨损： 如果转子轴承磨损、游隙过大（松动）、过紧或损坏，转子就无法正常旋转。在轴承状况良好之前，任何平衡努力都是徒劳的。磨损的轴承会晃动并自行产生振动。
• 弯曲轴： 如果转子轴弯曲，无论怎么调整重量都无法修复振动。弯曲的转子需要被拉直或更换，因为它会在每次旋转时产生持续的摆动。
• 松动的安装点： 检查连枷式割草机或碎草机的连接点（即与拖拉机或车架的连接方式）。如果螺栓松动或安装支架磨损，整个机器可能会晃动，给人一种转子不平衡的感觉，而真正的罪魁祸首是连接处松动。同样，割草机前裙板（帘子）或碎草机推杆/车架等部件的任何松动都可能导致振动或噪音，从而影响平衡。
• 转子撞击其他部件： 确保转子不会与机器的任何固定部件（例如橡胶护罩、侧壁或框架件）摩擦。即使在高速运转时轻微接触也会引起无法“平衡”的噪音和振动。
• 割草机机身出现裂缝： 如果割草机的结构出现裂缝，转子的振动会通过裂缝部分产生共振并放大。结构可能会弯曲或独立振动。在进行平衡之前，需要修复此类裂缝，以恢复机器的完整性（和适当的刚度）。
• 转子内部有杂物： 有时，空心转子鼓内会积聚一些物质（例如灰尘或沙子）。如果这些松散的重量发生移动，每次旋转转子时都会改变不平衡度。一个明显的迹象是，每次试运行的振动读数差异很大。在这种情况下，您应该先清理转子内部，然后再尝试进行平衡。

不适当的平衡条件

• 共振问题： 如果转子的运行速度达到或接近机器或拖拉机的固有共振频率，即使是微小的不平衡也可能导致异常剧烈的振动。务必确保机器不会因共振而放大振动。有时，在平衡过程中增减支撑，或略微调整转速，可以避免共振。
• 过程中改变条件： 平衡过程中，机器的状态应保持一致。如果您在两次测试之间用千斤顶顶起割草机、添加支撑、拆除面板或更改任何设置，都可能影响读数。例如，在割草机刀盘平放和悬挂在空中的情况下平衡转子，可能会产生不同的结果，因为系统的刚度会发生变化。务必在所有测量过程中保持状态一致。
• 速度或油门不均匀： 每次测量时，尽量以相同的转速运行转子。两次运行之间转速波动过大会导致振动数据不一致。理想情况下，每次测试时，应使用恒定的发动机转速（或电子调速器）来维持转速。

使用平衡装置的常见错误

• 传感器安装错误： 附上 振动传感器 牢固地安装在机器干净、平坦的表面上。如果传感器倾斜、沾有污垢或油脂，或者磁化不牢固，可能会导致读数错误。同时，请确保传感器远离边缘或柔性面板，因为这些地方的振动可能与主结构不同。
• 转速表错位： 如果激光转速表在此过程中移动或偏移，相位读数将会出现偏差。请将转速表固定到位，并避免碰撞。仔细检查激光每次旋转时是否都能准确命中反射标记。
• 角度计算错误： 使用试重进行测试后，软件会指定校正重物的放置位置，通常会给出与参考点之间的角度（以度为单位）。一个常见的错误是误解这个角度——例如，绕转子测量时方向错误。务必测量旋转方向（除非另有说明）与参考点（通常是试重位置或标记的 0° 点）之间的角度。
• 试验重量太轻： 如果试验重量相对于转子质量太小，可能不会引起明显的振动变化（从而降低数据的可靠性）。如果添加试验重量后振动读数没有任何变化，请尝试使用更重的试验重量（在安全范围内），使其振动幅度至少变化 20%。
• 转速表传感器干扰： 明亮的阳光或反射光会干扰光学转速表检测标记的能力。如果在阳光明媚的户外进行平衡测试，您可能需要遮挡传感器或在光线较暗的环境中操作，尤其是在您注意到转速或相位读数不稳定的情况下。

常见问题

我如何知道我的割草机转子是否不平衡？

过度振动是最大的线索。其他警告信号包括异常的咔哒声、轴承磨损或失效速度比正常情况快得多、螺栓和紧固件不断松动、割草机框架出现裂纹，甚至感觉到振动传递到拖拉机。如果您注意到这些情况的组合，则您的转子可能不平衡。

我可以不使用平衡机来平衡割草机转子吗？

您可以纠正一个简单的 静态失衡 自己（通过平衡转子较重的一侧，直到它保持水平）。但是，你 不能 修复一个 动态不平衡 无需专用设备。长链割草机转子通常存在动态不平衡，只有合适的动平衡仪（或平衡机）才能检测并纠正。

如何动态平衡割草机转子？

动平衡需要特殊的工具或机器。在实际操作中，您需要将传感器安装到机器上，使用激光转速计跟踪转子的旋转，添加测试重量以观察其对振动的影响，然后计算在何处焊接永久配重以抵消不平衡。像 Balanset-1A 这样的设备可以帮助自动完成这些测量和计算，指导您确定平衡转子所需的精确重量和位置。

如果我运行转子不平衡的割草机会发生什么情况？

机器在整个运行过程中都会承受强烈且有害的振动。这种振动会导致零件磨损更快——例如，轴承可能反复失效，螺栓或其他部件可能松动或断裂。随着时间的推移，应力可能会导致割草机的金属部件开裂，甚至损坏拖拉机。简而言之，使用不平衡的转子运行会大大缩短设备的使用寿命，并可能导致突发且代价高昂的故障（更不用说安全风险了）。

结论

旋转式割草机和林业碎草机转子的动平衡是确保平稳安全运行的关键维护任务。通过确定转子的不平衡是静态的还是动态的，并使用合适的设备进行处理，您可以 消除破坏性振动 以及由此引起的所有问题。拥有平衡的转子，您的设备将减少磨损，轴承和其他部件将延长使用寿命，并降低意外故障和安全隐患的风险。简而言之，平衡是对机械寿命和可靠性的一项投资。

在尝试进行动平衡之前，务必先解决任何机械问题（例如轴承损坏或刀片缺失），并严格遵循正确的步骤。如果操作正确，动平衡可以显著提升割草机的性能。许多操作员发现，动平衡后，机器运转起来“就像新的一样”——不再发出嘎嘎声，不再过度振动，也不再需要频繁维修。

准备好减少割草机的振动并节省维修成本了吗？ 考虑使用便携式动态平衡器，例如 Balanset-1A 在现场调试您的转子。这看似是一项艰巨的任务，但最终的回报是机器运行更平稳，维护难题更少，并且现场工作效率更高，而不是在维修车间。如果您有任何疑问或需要专家帮助，请随时联系我们——我们随时准备帮助您充分利用您的设备。