06 转子的平衡解析

转子静平衡
这种静平衡方法的平衡精度低，特别是无法 测出转子上的力偶形式的不平衡，因此静平 衡无法满足透平转子对动平衡的要求。 这种在静止状态下就可以发现并且就可以解 决的转子不平衡，称为静不平衡。
转子静平衡
转子的动不平衡 见图9.23中的转子，轴上两圆盘重心在通过 轴线平面的两侧，并满足质量矩m1e1=m2e2 相等。此时转子的重心位于轴线上，所以转 子满足静平衡。 转子以某角速度旋转时，两个离心力和大小 相等，方向相反，组成一力偶。此力矩的值 为或，它使转子的支承受到一对大小相等， f1=f2,方向相反的周期性变化动反力。
挠性转子平衡的目的
从理论上说，只有达到偏心质量等于零的理想平 衡，才能保证挠性转子在任何转速下都平衡。 实际平衡过程是在一个或几个平衡转速下，在有 限的几个校正平面内加校正质量。 怎样选择校正平面和平衡转速，怎样确定校正质 量的大小和方位，才能保证转子在一定转速范围 内达到预定的平衡目标哪？ 此即——挠性转子平衡所要完成的工作。
（2）刚性转子动平衡
作用在转子上的不平衡力系总可以分解成静 不平衡力和动不平衡力偶。在转子上有合力 和力偶的作用下，可将转子的运动状态看成 为两种运动的合成：一是由静不平衡力引起 的转子平动，另一是由动不平衡力偶引起的 转子转动。
力与力偶的合成与分解
将力与力偶分别分解到任意两个平面1、2上， 按照力的分解法则； F=F1+F2; F1*a =F2*b（右手定则） 分解后的力F1、F2与F同向， 力偶M＝P1*l=P2*l,垂至于原力偶； 合成1、2、平面上的力H1、H2。这两个力等 效于原合力与力偶的作用； 消除动静不平衡后，转子可稳定运行。
刚性转子动平衡处理方法
刚性转子动平衡是在低速下动平衡完成的。 通过测量轴承的振动幅值与相位值，以此来 决定预选的两个平衡面上的不平衡质量大小。
挠性转子动平衡
实际转子在不同转速下，其离心力大小不一样， 因此转子的挠曲变形曲线不同，轴承的振动和动 反力也不同。或者说，挠性转子的不平衡状态是 随转速而变化的。 尽管在某一转速下，一个挠性转子已按刚性转子 平衡的方法平衡好了，那麽，当转速改变，它就 又失去平衡，产生较大振动。
刚性转子动平衡
（1）转子静平衡
把转子放在两个平行的光滑水平刀口轨道上时， 重心总是转向最低位置，而在其它位置上，转子 不会处于平衡状态，见图所示，这种现象是转子 的静不平衡引起的。 设整个转子的质量为 m，转子重心偏离轴线的距 离为 e，me 的乘积称为不平衡质量矩。在转子 的偏心相对侧，放置与 me 相等的质量矩，转子 即获平衡。转子平衡好后，可以停留在任何位置 上称为随遇平衡。
转子的平衡概述
有质心偏移的转子转动时，偏心离心力造成 的转子振动通过轴颈传递到轴承上，形成轴 承、基础和整机的振动。 采取某种措施调整转子的质量分布，使转子 轴颈的振动和轴承支反力限制在允许范围内。 消除转子运行中的强烈振动，这就是转子平 衡要做的工作。
转子的平衡概述
轴系质量不平衡引起的同步振动约占诱发旋 转机械振动故障的70％～80％，所以转子的 平衡问题是非常重要的，下面从转子平衡原 理来讨论转子的平衡问题。 转子在出厂前或大修过后通常均需要作必要 的平衡。
第8节 转子的平衡
转子的平衡概述
转子运行中，外界干扰力越大，振幅就越 大，振动越强烈。 因此，为了避免或消除转子的强烈振动。 应该： 尽可能地减小干扰力的幅值； 控制干扰力的频率远离转子固有频率。
转子的平衡概述
引起燃气轮机转子系统振动的干扰力有多种 形式，其中主要原因之一就是转子质量不平 衡引起的。为此，实际转子必须要减小转子 自身的不平衡质量所引起的偏心离心力。
（1）影响系数法平衡转子原理
挠性转子动平衡主要有影响系数法和振型平 衡法两大类方法； 影响系数法即可应用于刚性转子，也可用于 挠性转子。用此法平衡刚性转子时不需要专 门的平衡设备，但是对操作人员的技术水平 要求比较高。由于该方法简易，所以也常应 用于现场。
（1）影响系数法
影响系数实质上是转子轴承系统内在特征的一个 标志。在一确定的转子轴承系统中，影响系数是 转速、平衡面轴向位置，以及测振点的轴向位置 等的函数。一般情况下，所加平衡配重与不平衡 响应之间是一种线性关系，也就是说，在轴向某 一位置上加一试重时，转子上沿轴向各点都要产 生响应，即都要产生挠度。所产生的挠度的大小 与所加试重大小成正比。因此试重与各点挠度之 间的关系，可通过一个系数表示，这就是影响系 数，其定义为：单位质量的试加配重所引起的各 点的挠度。
（1）影响系数法
转子不平衡
一个实际转子可能在不同的垂直于转子轴线 的横截面上，在不同的半径处会有很多不平 衡质量。每一个不平衡质量在转速作用下， 存在相应的质量矩，在一定的角速度下产生 一个离心力。它垂直于转子轴线，指向不同 方向。
转子不平衡
由理论力学得知，作用于一个刚体的空间力系， 最终总可以合成为一个通过物体质心的合力和力 偶。由于所有的质量离心力都是垂直并通过轴线 的，因此，合力和力偶也是通过轴线和垂直于轴 线的。 一般情况下力和力偶并不在同一个子午面内。因 此，运行中的转子同时受力和力偶作用。转子的 振动成分既有静不平衡分量又有动不平衡分量， 转子处于静、动不平衡的复合状态。
（1）影响系数法
利用影响系数，可建立不平衡量与转子 振动之间的关系，从而可以算出所需的 平衡配重的大小和相位。
（1）影响系数法
利用影响系数，可建立不平衡量与转子振动 之间的关系，从而可以算出所需的平衡配重 的大小和相位。 下面通过两平面影响系数法对刚性转子平衡 的介绍，说明本方法的原理和主要动平衡步 骤。
பைடு நூலகம்
转子不平衡力偶模型
转子不平衡
这种在静态时平衡，而在动态时出现的不平 衡，称为动不平衡。 对于一个实际转子，必将同时存在静不平衡 力和动不平衡力偶，也就是同时存在着静不 平衡与动不平衡，称为动静不平衡。 如果不满足，那么这两个力就可以分解成一 个静不平衡力和一个动不平衡力偶，显然动 静不平衡是转子的实际不平衡状态。