什么是不平衡

所谓的不平衡就是回转中心同转子中心产生偏心．　如果有不平衡的话，产生离心力就造成震动和噪音。

　在这个世界当中，旋转的东西很多。这就是我们的生活。从我们家庭当中的房间里观察的话，空调，吹风机，风扇，另外还有除湿机，加湿机，电视，录影机，ＤＶＤ／ＣＤ播放器等。厨房有换气扇，冰箱，电子秤，粉碎机。洗手间电机洗衣机，干燥机，电动剃须刀。别的房间有：电脑，打印机，数码相机。这些家电产品内部都装有旋转的马达。从家里到外面则有：汽车，火车，轮船，飞机等。工厂里有：生产线等旋转机械。发电厂有：涡轮机，发电机等旋转机械。

　　这些机械如果不进行平衡修正的话，那么会给我们的生活带来非常大的影响。另外还会产生震动和噪音，所以还会造成没有必要的能源浪费。xx违背了我们这个节约时代的观点。不仅会浪费能源而且轴承部磨损，恶化，使产品的寿命变短。

　　还有，只追求生产产品而不追求产品的性能就会导致一些的事故发生。工作机械的主轴的震动，加工精度的恶化，光盘的数据不能读取，摄影机的画面摇晃，消失等。回转仪如果有不平衡的话就会造成人造卫星脱离地球控制朝宇宙深处飞去。

　　还有，还会导致更加危险的事情。发电厂的涡轮的震动产生疲劳性破坏时，对导致建筑物分解，如果在高速回转中产生破坏时，那会导致更加惨烈的事故。

所以对于旋转体的不平衡修正，是对我们生活的健康和安全负责任。

不平衡

　　所谓的不平衡就是回转中心同转子中心产生偏心。

　　为了能够修正所以在另一侧附加ｍ重量的必要。

　　转子的质量为Ｍ，修正半径为Ｒ，那么以下的关系成立。

　　　　　　Ｍ　　×　ｅ　　＝ｍ　　×　　Ｒ

　　　　　（ｋｇ）　（цｍ）　（ｇ）　　（ｍｍ）　

关于不平衡单位

偏心重距离表现形式：цｍ、ｍｍ、ｃｍ

质量ｍ的表现形式：цｇ、ｍｇ、ｇ、ｋｇ

质量×半径（ｍＲ）的表现形式：ｍｇ．ｍｍ　　ｍｇ．ｃｍ　　ｇ．ｍｍ　　　ｇ．ｃｍ　　ｋｇ．ｃｍ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

不平衡的种类：

１静不平衡

　　转子放在滑的轨道上时，较重的部分向下锤。

静（不旋转）的状态下，表现得不平衡称为静不平衡。

不平衡的修正在１个地方修正就可以了。（１面修正，１面不平衡）

2偶不平衡

在没有不平衡的理想状态下的转子的外围左右两端附加相同质量的重量（一端为180度的反方向）的话，放在平滑的轨道上不会有任何的变化。但是如果在这个状态下运转的话，也是由附加重量引起的离心力，引起转子上的擂追运动。这样的不平衡称为偶不平衡。大小相同，左右面的不平衡方向为反方向的不平衡。这样的不平衡转子在转动的时候初始显现的不平衡。

3 动不平衡

 一般的不平衡是在左右方向表现随意的方向和随意大小。这是静不平衡和偶不平衡的复合的不平衡。这样的不平衡称为动不平衡。偶不平衡的成分是刚开始转动的时候表现的不平衡，这个动不平衡的测定，除了让它转动起来测定，其他方法也没有了。

这个不平衡的左右2个地方必须进行修正。 （2面修正 2面不平衡）

也就是说，在静止的状态下（不转动）表现的不平衡称为静不平衡。转动的状态下（动起来）表现的不平衡称为动不平衡。

 关于薄的转子

   到现在为止已经说明了厚的转子了，反过来说，薄的转子的情况下和偶不平衡的右和左的情况非常的接近。因此偶不平衡的效果减低，而静不平衡则放大了。所以1面修正即可减低不平衡量。

  对于动不平衡、静、偶不平衡

把静不平衡当作S，把偶不平衡当作C，把左面不平衡当作L，右面不平衡当作R的话，那么下面的关系就成立了（不平衡的方向和大小为矢量。因此计算就必须作为矢量来计算。）

         S=L+R

         C=L—1/2S  和  C=R—1/2S

 动不平衡是静不平衡和偶不平衡的结合的不平衡。

 　偶不平衡是动不平衡修正１面后留下的不平衡．大小相同，方向相反的不平衡。偶不平衡的状态下，工件在回转时，左右震动朝相反的方向震动。（２擂追运动）厚的转子即使修正了一面的不平衡，也残留了偶不平衡，而出现不能xx震动的现象。薄的圆盘状的转子因为左右面非常的接近，难以受到偶不平衡的影响，所以进行静不平衡修正就可以抑制震动了。

　注：一般的静不平衡在那个地方修正呢（右面还是左面呢）可改为偶不平衡的残留的方法。本文的说明可以假定左右面的中央（重心位置）进行修正。

 

 

 

 

硬支承型平衡机

轴承（震动架台）的支架的弹簧钢片硬，震动架台自身的台不变位，因此可以直接检测出近似的离心力（ｍｒｗ３）对于转子的种类，不必每次校正作业只要输入尺寸就可以进行测定了（工件没必要每个都是标准转子）还有，弹簧钢片很硬，本体很牢固，具有很大的不平衡的转子也可以稳定的测出不平衡。

缺点

因为弹簧钢片硬，检测出的信号小且容易受到机床震动的影响，Ｓ／Ｎ恶化，测定精度也不准确，而且还必须更牢固的基础设施。

用途

大型转子

初始不平衡且非常大的铸造物。

软支承型平衡机

轴承（震动架台）支架的弹簧钢片较柔韧，即使有小的不平衡也有很大的变位，即使微小的不平衡，也可以xx的测量。不需要牢固的基础设施。

缺点

由于震动检测方式，所以工件的种类每次都需要校正。（根据强制震动的运动方程式作动作，同转子的质量和重心等的变化相同的不平衡量但是震动状态也在变化。）　具有大的不平衡转子的话，因为不平衡量过大，所以不能测定。

用途：全部小型转子。

关于动平衡试验机

动平衡试验机，实际不平衡的转子试验机上回转，因为离心力产生的起震力，检测震动（速度），计测不平衡量。

　这个动平衡试验机（动不平衡机械，简称不平衡机）的大的划分的话分为２种。

　　１回转轴的方向不同

　　　卧式平衡机

　　设定转子的回转轴为水平状态

　　　立式平衡机

　　设定转子的回转轴为铅直方向。

　　２不平衡的检测方式不同

　　　硬支承平衡机

　　装置的固有震动数比测定回转速度还有更高的领域。（架台支架弹簧钢片硬）

　　软支承型

　装置的固有震动数比测定回转速度还有更低的领域（架台支架弹簧钢片柔韧）

　　（除了这个以外，还可分为测定１面和测定２面）

关于卧式平衡机

  左右弹簧钢片，转子放在支架的轴承上，进行测定。

 虽然比较适应厚的转子，但也有通用性的，也可能只测1面。

 关于立式平衡机

 设定接合器与转子相连，进行测定。特别是对于薄的转子，装卸非常的方便。

 关于驱动方法

动不平衡试验机为了检测出来不平衡，就必须让转子转动。下面是几种主要的驱动方式。

1皮带驱动方式

是动平衡试验机通常使用的一种驱动方式。皮带的安装和皮带的种类是选择的重要要素。一般来说，不产生震动的噪音，且不对不平衡产生的震动起限制作用，是一种测量高精度的驱动方式。

 注意点：因皮带的安装方式，也可改变测定精度。

2 接合驱动方式

 测定大型转子的时候，且皮带不能充分带动的时候，使用的一种驱动方式。一般来说，比皮带驱动的精度要低。

3 自助驱动方式

汇编了的转子直接供给动力源（电气及气压），工件自身使其转子转动的方式。在别的地方有详细说明。

4其它

牵引驱动方式

 曲轴的驱动方式。由曲轴拉动驱动方式。

滚筒驱动方式

轴承的滚筒自身转动带动转子转动。

空气驱动方式

对风机的叶片进行吹动，使其转动。为了使回转速度稳定，需要控制气压流量的专业技能。

诱导式驱动方式

使用感应马达的转子驱动的时候用。

关于轴承

卧式平衡机的转子的轴承的轴颈部，以下是具有代表性的东西。

 1滚筒轴承

颈径的比率是1：1的时候，收集滚筒的噪音的测定值就会有大的偏差。还有必须对滚筒表面进行R加工。由于长时间使用而造成滚筒表面变平，对测定值造成影响，这个时候必须对滚筒表面进行研磨。

2 V型轴承

对应比较小的轴颈比较小的转子，特长是测定精度的提高。V型轴承的材质是蓝宝石，陶瓷，树脂制，对应所带来的轴颈的伤痕及V型轴承的损耗进行材质选择。

3静压轴承（油压）

转子质量超过1吨的大型转子的时候使用。

4流体（气压）轴承（静压轴承/动压轴承）

小容量高速回转的工件的时候使用。静压轴承在超高速的情况下，变为动压状态，反而带来了不稳定。自助驱动方式因为内部构造，采用的动压轴承的工件也有。

5 其它

象曲轴一样转子在在滚筒的轴承上回转的时候，由于不平衡，可以想象转子跳动的情况，从轴承上滚筒压制转子测定的方式也有。还有，转子的端面有中心孔的情况下，也有支承中心孔测定方式。

参考

特别是必须高精度的测定的时候，把左右轴承连接支承弹簧钢片变更为弹簧棒，如果采用舟形架台方式，可以排除轴颈部和轴承部的扭曲，也可以其待精度的提高。

回转检测器

　不平衡检测器能够检测各种各样的噪音。原本不平衡检测的必要信号是因离心力而引起的信号，也就是说回转速度同期产生的信号。为了同时在回转速度提取信号，就必须要知道在多少回转速度下测量。

为了能够计算出不平衡量，为了能够在哪个位置测出不平衡量，就必须要角度的基准信号。为了这２个目的（提取同期的信号，知道角度基础）。通过非接触式传感器，能够对回转中的转子检测出回转数。为了能够通过传感器检测出来，在转子上附上记号，捕捉转子的特长检测的情况也有。转子的特长点在１周有好几个的情况下，可使用分周回路转１次可变换１个脉冲信号。

近接传感器

是非接触式的代表型传感器，在转子表面有金属突起物及沟槽时使用。

一般来说，近接传感器的反应速度慢，对被检测的不平衡大小及回转速度要注意及有必要选择。

　光电式传感器

这也是非接触式的代表型传感器。转子为非金属的情况下使用该传感器。考虑到转子的安装及取出作业，检测距离较长的镭射光电传感器比较适用。因为是镭射光，所以要注意不要射到眼睛中去。传感器的选定根据转子的形状和材质来选择。跟近接传感器相比，一般来说反应速度要快。对于高速回转的转子，被检测出的平衡量的大小，回转速度同反应速度的关系都必须要注意的。

　其它

自助驱动方式的时候，从转子本身产生ＰＧ信号的情况也有。这个时候，这个ＰＧ信号进入计测装置可以进行不平衡计测。这个时候，同计测装置的输入回路的核对是有必要的。请商谈。

关于接合器（测试轴）

在卧式平衡机测定无轴的转子的时候，如果那样的话不衡机就不能测试出来。为了测试，我们就装一个轴，装入轴后进行测定的情况也有。我们称这个轴为测试轴。还有，立式平衡机的回转主轴上为了能够安装转子，所以必须准备接合器。

镶嵌式接合器

　镶嵌是因为安装转子了，转子同接合器之间产生偏移，转子偏心安装。转子不平衡的允许值比安装偏心要素还要重要的事情。

　还有，转子与接合器滑开的避免，所以要考虑到阻止转动的设施。

锥形接合器

　有锥孔的转子，利用这个锥孔，可以排除因偏心产生的极力。

但是，如果不能与这个锥孔相吻合的话，转子产生倾斜，也不能显示测定再现性。在制作接合器的时候，用锥度规结合锥度更加精密的制作出接合器。

螺栓式接合器

螺栓式接合器的抓口连接式方法。螺栓式接合器的抓口产生误差５цｍ左右。和镶嵌式的接合器一样，必须注意同转子允许值的关系。

　还有，自动螺栓式可以提高作业效率，不过要附带气动气缸，控制回路等动作机械设备，因此价格较高。

液压心棒式接合器

比起螺栓式接合器，抓口精度更高，但还是有误差。心棒本身就比较贵，还有受到抓口轴的孔的大小限制，采用的时候一定要商量好。

涡管式接合器　一般是３个抓的螺栓。

测试轴

用卧式平衡机测定无轴的转子所使用的治具。和接合器一样需要注意镶嵌的精度和转子允许值的关系。

关于不平衡修正

所谓不平衡是回转中心与转子重心的偏移。不平衡的修正是让回转中心与转子重心相一致。因此，有２个方法。１使重心与回转中心吻合。２使回转中心与重心吻合。但是，如果要使重心与回转中心吻合的话，必须对转子的轴承部进行切削。一般来说，对轴承部进行切削同轴承的嵌入也变得容易了。因为一般由于不平衡产生的偏心（回转中心和重心的偏移）是小量的情况，就要求非常高的精度加工。除特别的列子（质量定心机）不太现实。一般来说，在转子上附加重量（加修正）。

在转子周边进行切削，使重心发生变化。（减修正）

　ｅ为偏心（偏重心距离цｍ）　　　Ｍ为转子质量（ｋｇ）　

　Ｒ为转子半径（ｍｍ）　　　　　　ｍ为附加质量（ｇ）　

由于偏心不平衡量与等价的附加量切削量得出以下公式：

　　　Ｍ　　×　ｅ　　＝ｍ　　×　　Ｒ

　　（ｋｇ）　（цｍ）　（ｇ）　　（ｍｍ）　

如果运用公式，一定要有附加重量才可以计算出不平衡修正量。

如果不平衡量大那么切削深度就深，附加重量也大，而且不能无视偏心距。

关于不平衡的单位

　一般情况表现不平衡量通常所使用的单位。

　　１偏心距ｅ的表示单位　　　（цｍ，ｍｍ）　

　　２外周换算的等价附加重量的表示单位（ｍｇ，ｇ，ｋｇ）

　　３质量×半径的表示单位　　　（ｍｇ．ｍｍ，ｍｇ．ｃｍ，ｇ．ｍｍ，ｇ．ｃｍ）

这些不平衡单位可以互相换算。

关于减修正

　减修正就是切削转子重的部分的修正方法。

　切削方法：

　　　１使用钻头钻孔

　　　２使用刀具进行外周切削（刀具切削）

　　　３用研磨机等切削

优点

和加修正不同，安装了的附加重量不用拿掉。

注意点

在切削马达电驱（转子）的时候，电磁特性发生变化，还产生扭矩特性恶化。还有，由于切削形状，回转时还产生风切似的噪声。另外，超精密的马达还有可能混入细微粉尘。　

　加修正

加修正就是在转子轻的部位附加重量。

１附加树脂进行修正（热硬化树脂，２液硬化树脂，ＵＶ硬化树脂的等）

２平衡机焊接

３别针的安装，附加重量的插入

注意点

由于离心力，为了不能让附加重量掉下来，必须注意材质和形状。还有，用树脂修正的时候，要注意粘着性，比重，耐热温度，硬化条件等。

　为了能提高效率的作业

一般来说，动不平衡试验机的测定结果是在修正面的不平衡角度（。）和不平衡量（{jd1}值）。但是，转子的修正角度和附加重的重量受到限制。根据修正结果为了让修正作业更加容易，可分为分力表示和等级功能表示。还有，用钻头修正的前提下，还有表示切削深度的功能。

　另外，为了能更加容易理解不平衡位置，还有表示角度连动的功能和自动位置决定的功能。

（参考）

分力表示功能

　仅在决定的角度上进行切削的时候，把测定了的不平衡进行修正部分进行分解表示的功能。

　第１轴（０度）　第２轴（１２０度）　第３轴（２４０度）

不平衡量（３０度，１００ｍｇ）

如果测定的不平衡是在３０度的位置不平衡量是１００ｍｇ。如果３０度的位置不能进行修正的话，那么必须换算成０度和１２０度位置。

３０度，１００ｍｇ转换０度　１１５ｍｇ　　转换１２０度　５８ｍｇ

　注意

　互相联结的分力轴放大（分力轴少的情况下），比原来的不平衡量，如果不进行大的修正，就不能进行不平衡修正。

等级表示功能

　有决定了的附加重的质量，比修正不平衡量的不平衡{jd1}值，对于修正人员来说，安装的附加重的种类，个数的表示方法更加的让人好理解，作业错误也少。如果使用等级表示功能，表示附加重的番号，也可表示附加重的个数。

　其它的修正作业支援表示列子

列１　钻头修正的时候，把不平衡量换算成钻头钻孔的深度的表示方法。

列２　　更改决定的安装附加重的位置（分力打开的角度），调整不平衡量的时候，表示打开角度的方法。

列３　在不平衡测定面和错位位置（修正面）里进行不平衡修正时，各修正面的不平衡量换算的表示方法。

注意

　根据转子的形状和修正方法可以表示各种各样的修正支援方式。特殊的情况下，请再次商谈。

什么是０补偿

即使具有不平衡的转子，xx其自身的不平衡，表示其不平衡量为０。就好像电子秤的校正功能一样。

在什么时候使用呢？

１进行平衡机精度确认的时候使用。

不管什么样的转子都具有不平衡。因此，为了检测平衡机的测定能力，给转子安装附加重量，这时表示的是附加重量的不平衡和转子的不平衡的结合。所以要确认表示的附加重是否正确很困难，这个时候使用０补偿功能，把预想的转子的不平衡归０，安装附加重的效果就可以显示出来，从而来确认平衡机的测定能力。

２同标准转子（标准工件）残留相同的不平衡量时使用。

　曲轴等添加了活塞等的影响的方向必须残留不平衡量的转子。事先记忆将标准工件的不平衡量进行０补偿，能够制作出标准工件相同的工件来。

什么是偏心补偿

插入接合器（测试轴）进行平衡机测定的功能。不管多么精密多么高的精度加工，接合器实际上或多或少都一点偏心。另外，假如要制作没有偏心的接合器，把接合器安装到平衡机本体内时，以嵌入的公差分作偏心的安装的情况也有。

像这样处于偏心状态的接合器进行测量时，即使单体的工件的不平衡量为０时，它的外观上也产生了不平衡。（这个外观上的不平衡，是由接合器偏心所产生的，通常是一个固定量。为了规避这个不平衡，即是所谓的偏心补偿。

由偏心所产生的外观上的不平衡量

工件质量Ｍ（ｋｇ）　　偏心量ｅ（цｍ）　　工件半径Ｒ（ｍｍ）　

因此可以成立以下公式

　　Ｕ＝Ｍ×ｅ／Ｒ

偏心补偿的计算标准（包含立式１面平衡机的校正标准）

为了进行偏心补偿，由于不平衡必须检测出不平衡Ｕ到了哪种程度。因此必须按以下步骤来操作。

１在接合器里面嵌入工件，在这种状态下，读取不平衡测定结果。

２接合器与工件的变化为１８０度的关系时，取不平衡测定结果。

步骤１和步骤２的测定结果和工件不平衡量的取消。由于偏心所展现出的不平衡量２倍。这个偏心的一半为不平衡量。偏心的不平衡量分开，从恒定的测定结果由于偏心引起的偏心量就可以抽出工件的不平衡量。

具体的方法

　　为了使用通常的偏心补偿的功能，像偏心补偿的计算公式一样，必须工件与接合器的关系为１８０度（一般任意角度都可以）反转。

　　但是，接合器与工件的关系也有不可以反转的情况，在这个时候，必须准备偏心补偿用（校正用标准转子）及反转精度确认用特别的工件。

列１　工件有销子的情况

　在标准转子上设置两个销子，让其能够进行反转而进行追加工。

列２　工件上有阻止转动的针孔的情况

　　在工件针孔１８０度的方向追加工一个针孔。

什么是销子补偿（虚设重量补偿相同）

测定转移最前端有销子的工件的时候，考虑到实用状态销子插入，　在插入一半的销子的状态下进行不平衡测定的必要。但是，

测定的时候，插入半个销子的话，这样就增加作业工程量，导致作业效率恶化。如果事前提出半个销子的不平衡影响，没有半个销子的状态下进行测定结果，补正这部分的影响得出来的结果与有半个销子的状态下测定的结果相同。我们称为这个功能为销子补偿功能。

　使用半个销子的理由：移动前端附有一个滑轮（连接器等）销子主要是连接移动前端与滑轮。那就给移动前端和滑轮各带来影响，所以把销子的一半作为使用。

　销子补偿的计算标准：

　　为了进行销子补偿，必须把销子带来的不平衡影响部分的提出，因此必须按照以下几个步骤：

　１销子在一半的状态下，读取不平衡的测定结果。

　２在没销子的状态下，读取不平衡的测定结果。

把步骤１减去步骤２（xx工件的不平衡量）得出半个销子带来的不平衡影响。如果知道半个销子的不平衡量，然后计算测定结果，即使在没有半个销子的状态下，也跟附有半个销子的状态一样表示出不平衡量。

　　什么是自动驱动平衡机

自动驱动就是在平衡机上安装转子，给工件提供动力源，让工件自己转动，平衡机可以测出不平衡来。

　　用途

　１　部品的单体即使修正了不平衡量，在组装的时候还是产生了一定的偏心，也就是不平衡，从而导致了震动，噪音，品质降低的可能性。但是，如果进行最终的组立的平衡确认，可以排除后工程带来的不确定因数，也较容易的保证制品的平衡品质。

　列：硬盘，多面反射体，回转仪等超精密制品。ＡＳＳＹ（容易发生组立误差等制品）

　２在低速度的刚性工件，在超高速回转时，作为弹性转子，也有震动的情况。在通用的平衡机的时候，工件作为刚性使用，不平衡的回转速度在比较的低速的情况下进行。因此，附属的转子轴承与Ｖ轴等不能高速回转对应。还有，驱动部分也对应高速回转存在技术性困难。

超高速回转工件，即使低速修正不平衡，在超高速的时候，变为弹性转子，也发生震动。为了防止震动，用自动驱动平衡机，进行工件自身高速回转，超高速回转的不平衡测定及修正。

列：工作机械用高速精密主轴，涡轮增压器等。

３岛津动不平衡试验机ＤＢＭ－Ｇ型计测装置附加了频率追踪功能。随着工件的回转速度的变化，可以用简易震动方式分析。

　　列：大型高速马达等

自动驱动平衡机的优点

　１因为是最终阶段确认不平衡，所以能防止平衡不良的工件流出。

　２因为是实用回转数测定不平衡，即使是弹性的转子也可能是符合实际状态的不平衡测定。（弹性转子的不平衡修正需要特别的技术）

　３在马达等制品的情况下，最终确认回转数及电流值等情况很多，把这个功能综合到平衡机里面去，为生产带来节约时间和空间的优点。

　４因为是组立状态下的工件，可以感觉出轴承等因素以外所带来的震动要因。（但是，本装置仅仅是测出不平衡）

５因为平衡机的机械部驱动部分不需要，所以装置的构成及控制变得简单化，管理特性也变得比较好。

缺点

缺点

　１工件设计时，即使事前组立的状态，因为要进行不平衡修正，所以要设计好修正地方。

　２因为是组立状态测定，限定了修正的场所，对应大的不平衡修正比较困难。（单个部品的事前不平衡修正很重要，个别的部品有很大的不平衡量的时候，因为有预想不到的部品德组成以外的负荷，可能发生面振的可能性也有）。

３设定工件到平衡机时候，连接驱动用的铺线的必要，这样就增加了工作量。

注意点

　　自助驱动的平衡机的测定精度，对工件的内部构造和特性（轴承的刚性，间距，接触的噪音，回转速度的稳定性，风的噪音等）很大的依存。因为平衡机的驱动部分没有，所以变为简单化。精度检测必须依赖实际工件，平衡机械的单体的精度保证非常的困难。