静平衡与动平衡理论与方法及区别.pptVIP

动平衡理论与方法 3.1 刚性转子的平衡 　检查和调整转子质量分布的工艺过程（或改善转子质量分布的工艺方法），称为转子平衡。 3.1.1 刚性转子的平衡原理 一、转子不平衡类型 (一)静不平衡：如果不平衡质量矩存在于质心所在的径向平面上，且无任何力偶矩存在时称为静不平衡。它可在通过质心的径向平面加重（或去重），使转子获得平衡 　　 (二)动不平衡 假设有一个具有两个平 面的转子的重心位于同一转轴 平面的两侧，且m1r1=m2r2， 整个转子的质心Mc仍恰好位于 轴线上（图3-3），显然，此 时转子是静平衡的。但当转子 旋转时，二离心力大小相等、 方向相反，组成一对力偶，此 力偶矩将引起二端轴承产生周 期性变化的动反力，其数值为： 。 这种由力偶矩引起的转子及 轴承的振动的不平衡叫做动不 平衡。 (三)动静混合不平衡 实际转子往往都是动静混合不平 衡。转子诸截面上的不平衡离心力 形成的偏心距不相等，质心也不在 旋转轴线上。转动时离心力合成成 为一个合力（主向量）和一个力偶 （主力矩），即构成一静不平衡力 和一动不平衡力偶。（图3-4）。 二、刚性转子的平衡原理 1．不平衡离心力的分解 （1）分解为一个合力及一个力偶 矩,以两平面转子为例。由理论力学可 图3-4三种不平衡 知，不平衡力（任意力系）可以分解为一个径向力和一个力偶。 如图3-6所示二平面转子，不平衡离心力 、 , 分别置于Ⅰ、Ⅱ平面上。若在Ⅰ平面0点上加一对大小相等、方面相反的力 、 ，则 、 、 、 四个力组成的力系与原、力系完全等价。 同理,将 分解为Ⅰ、Ⅱ平面上的平行力 、 ， 如果转子上有多个不平衡离心力存在，亦可同样分解到该选定的Ⅰ、Ⅱ平面上再合成，最终结果都只有两个不平衡合力（ 、 ）（Ⅰ、Ⅱ平面上各一个）。到此校正转子不平衡的任务就简单了，即仅分别在Ⅰ、Ⅱ平面不平衡合力 、 的对侧（反方向）加重（或去重），使其产生的附加离心力与上述不平衡合力相等，这样转子就达到了平衡。 (3) 分解为对称及反对称不平衡力（图3－8） 将Ⅰ、Ⅱ平面内的 、 力同时平移到某任一个点0上，由矢量三角形、可以看出：； 即： 显然，同方向对称力 、 可以认为是由于静不平衡分量产生的，反方向对称力 、 ，可以认为是由动不平衡分量产生的。所以，对刚性转子而言，可用同方向平衡重量平衡静不平衡分量，用反方向平衡重量平衡动不平衡分量。 由以上讨论可知，与在二个平面内加二个平衡重量的结果相同，亦可在二个任意（垂直于轴线）平面上的相应位置加二个对称的共面平衡重量平衡静不平衡量，在另一相应位置加上二个反对称的共面平衡重量平衡动不平衡量，这样转子亦可获得平衡。 5. 不平衡振动的初步分析 平衡转子前对振动（振幅和相位）进行初步分析十分必要。 刚性转子的任一不平衡离心力均可分解为任选二平面上的一对对称力及一对反对称力.同理,振动也可分解为一对对称分振动及一对反对称分振动。 若在二支承转子两端测得A侧振动值为 、B侧振 动值为 。将二振动矢量移动交于一点0，再 将 、 顶点连线的中点与0点相联，即得： 则 　　　　　　　　　振动初步分析 (4) 　、　之间夹角不大，但振幅相差很大（图3-15）。在A端加平衡质量（动．静） 　　由图3-15—图3-17可以看出，当　　、　的振动幅值相差很大，不管之间的夹角如何，都是一侧不平衡，只要在一侧加（或减）平衡质量，就可减小或消除振动。 　　以上对不平衡振动振幅、相位的初步分析，可以简化平衡工作，提高现场平衡效率。 6. 刚性转子平衡的线性条件 　　由单自由度强迫振动可知，在干扰力的作用下，系统振动的振幅（位移）和相位有如下表达式： 将　　　　代入后 式中：G为不平衡重量，F0为不平衡离心力，因此，对于一失衡转子，若阻尼一定，r，w一定，则不平衡离心力F0与不平衡重量G成线性（比例）关系，即该系统的振幅y与不平衡重量G成线性关系。（3-7）式还表明，对于已知体系，阻尼和wn一定，当w不变时，扰动力与振幅之间的相位差角也就一定了，即振动（振幅）滞后于干扰力的角度不变（图3-18）。 　　由上可见，转子偏心离心力Fo的方向与轴心位移最大值A的方向不一致，Fo总顺转速方向超前一个角度（即相位差角）。转速不变时，相位差角基本不变。经验数据为， 　　刚性转子=15o～70o（多数为15o～45o