了解柔性转子

定义：什么是柔性转子？

A 柔性转子 转子在或接近其额定转速时，由于离心力的作用而变形或弯曲。 临界速度. 不同于 刚性转子柔性转子可以在低速下实现平衡，并在整个运行转速范围内保持平衡。柔性转子的不平衡分布会随着其形状随转速变化而变化。这意味着柔性转子的平衡过程要复杂得多。

一般来说，如果转子的最大运行速度为 70% 或以上 其首次弯曲临界速度。

为什么柔性转子的行为会有所不同？

理解柔性转子的关键是 临界速度 和 模态振型.

• 临界速度： 这是与转子固有频率之一相匹配的转速。在此转速下，转子会发生共振，任何微小的不平衡都会被大大放大，导致转子弯曲。
• 模态形状： 这是转子在达到特定临界转速时弯曲的特征形状。第一个临界转速呈现简单的半正弦波形状，第二个临界转速呈现全正弦波形状（中间有一个节点），依此类推。

当柔性转子旋转时，“重点”（质心）的位置会由于弯曲而发生偏移。低速时存在的不平衡量在高速时可能处于完全不同的有效位置。因此，在低速下进行的简单双平面平衡不足以确保转子在运行速度下或在临界转速过渡期间平稳运行。

柔性转子的平衡

平衡柔性转子是一项专业任务，需要先进的技术和设备，如以下标准所述： ISO 21940-12目标不仅仅是平衡转子的某一速度，而是确保它在整个运行范围内平稳运行，包括通过其临界速度。

常见的技术包括：

• 模态平衡： 这是一种强大的技术，将每种弯曲模态视为一个单独的不平衡问题。校正配重被策略性地放置在转子的多个平面上，以抵消每种模态形状产生的力。例如，为了校正第一种模态，将配重放置在转子弯曲最大的中心位置。为了校正第二种模态，将配重放置在中心节点的两侧。
• 影响系数法（多速度、多平面）： 这涉及以几种不同的速度（包括接近临界速度）运行转子，并在多个校正平面上使用试验重量。这些数据用于构建一个描述转子响应的复杂影响系数矩阵。然后，计算机求解该矩阵，同时确定多个平面的最佳校正重量集。

该过程通常需要一台高速平衡机，该机可以在临界转速下安全地操作转子，并需要复杂的软件来执行必要的计算。

柔性转子示例

柔性转子在高性能机械中很常见，包括：

• 大型蒸汽和燃气轮机发电机
• 高速涡轮压缩机
• 造纸机中细长的轴和滚筒
• 高速机床主轴

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