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转子振动及转子不平衡对机组振动的影响

【摘要】:
一般来说,转子的振动可表示为:振动=力/动刚度

转子振动

      一般来说,转子的振动可表示为:振动=力/动刚度     

      (2)该等式说明转子的振动幅值同转子的不平衡激振力成正比,同转子系统的动刚度成反比。一旦确定了转子系统的结构型式,其动刚度就为定值。在设计阶段可以方便地通过改变转子系统的动刚度来改变转子的振动大小,即改变转子系统的动态响应;但是鉴于转子支撑系统的复杂性,在机组运行现场中改变转子系统的动刚度的办法却很难得以实施,因此,如何降低转子不平衡力就是最简单、最实用的方法。

 

       由于转子的不平衡量同转子一同旋转,转子不平衡量所引起的振动总是表现为基频分量(又称为同步振动),其基频幅值通常用模拟跟踪滤波或数字滤波方式得到;而不平衡量所引起的振动相位角(又叫做高点位置)被定义为当键相信号被触发时,从振动探头开始逆转子旋转方向到振动正峰值的角度,该相位角的范围为0~360度。

在自由振动时任何转子系统均存在几阶固有频率(又叫做转子临界转速)。当转子在同有频率下旋转时,不平衡力所产生的挠曲变形是有一定振型的,称为主振型或模态振型。在不同固有频率下,转子的振型是不一样的,且不同的主振型具有正交性.也就是说在不同主振型下,转子上所分布的不平衡力仅对当前振型有作用,而对其他振型没有作用。由此可见,当转子通过一个固有频率时,相应的不平衡量就被分解为一个单一的模态振型,为此就产生了振型平衡的方法。在实际情况中转子的工作转速往往在某阶固有频率之上,但却在另外某阶固有频率之下,此时转子的挠曲变形将会混合两阶或两阶以上的振型。 

 

      值得注意的是,上述结论均是在线性振动理论的基础上提出来的。现实中转子系统总会存在一些非线性因素,如转子在轴承中处于高偏心率工作区域、摩擦或者运动部件存在松动所引起的支承刚度增加或减少等非线性情况,这时转子的振动除会产生基频振动外,还将产生其他如2倍频、3倍频等谐波分量。为此,如果转子处于高l倍频振动情况下,转子在轴承中的运动轨迹将通过高偏心率工作区域,此时同样会产生2倍频谐波振动。另外对于重量较重的转子除了不平衡力产生1倍频振动分量外,还将因重力而产生明显的2倍频振动分量。