转子的平衡

不平衡的原因：材质不均匀；制造和装配误差；初始弯曲；转动部件间的相对移动；热变形或者设计上的缺陷，可能使得转子的每个轴段的质心偏离旋转轴线。这种振动的特点是振动的频率和转子转动频率相同

转子不平衡的类型可分为三类或四类：①静不平衡；②准静不平衡；③偶不平衡；④动不平衡。①、②可合称为静不平衡

由于转子质量偏心可能沿轴长分布是随机性的未知函数，即使是同一类型同一尺寸的转子，其偏心量的大小、方向和沿轴线方向的分布也是不相同的。当转子旋转时转子每个轴段的质量偏心将产生惯性力，从而引起转子和整个旋转机器的振动

转子的“平衡”是在转子上选定适当的校正平面，在其上加上适当的校正质量(或质量组)，使得转子(或轴承)的振动(或力)减小到某个允许值以下

转子不平衡量可以在任意两平面校正的，或可以用刚性转子平衡技术平衡的称刚性转子或准刚性转子，如齿轮；有不平衡量轴向分布已知的转子，如带有带轮的砂轮、离心式压气机转子；有不平衡量轴向分布未知的转子，如多级离心泵、中压汽轮机转子；还有不能用刚性转子平衡技术平衡而要用高速平衡的挠性转子，如二级及以上的发电机转子，等等。它们的分类与要求各不相同

总结起来，刚性转子的平衡方法有①单面平衡法；②二平面平衡法。柔性转子的平衡方法有①振型平衡法；②影响系数法

这里提醒一下，轴承座、台架及基础的弹性对小型转子振动的影响一般可忽略，但对于大型转子来说，支承件特性将对系统的振动有明显的影响。对于结构简单的支承，可通过计算求出支承特性，而对于结构复杂的支承，由于接合面多，边界条件难以准确决定，因此用试验的办法来确定支承特性比较有效。可以用正弦激振、冲击激振或其他激振方法，测量支承的机械阻抗或导纳以确定支承结构的动特性。下表为支承简化模型

支承简化模型

支承模型

条件

实例

A

简支或一弹簧

刚性很大的支承座

非常轻的支承座

阻尼很小的支承座

板弹簧支承

小型轴承座

B

—弹簧

—阻尼

支承的共振点比工作转速高得多

在刚性基础上固定的刚性高的轴承座

C

—质量

—弹簧

—阻尼

支承的共振点低于工作转速或在其附近

通常的大型机械的轴承座

D

动刚度，其质量、弹簧、阻尼是振动频率的函数

支承共振点低于工作转速或在其附近，需考虑基础的影响

复杂支承结构的大型机械轴承座

E

共同台架

各支承的动特性相互影响，彼此不独立

燃气轮机

共同台架的重型转子