了解旋转机械中的转子

定义：什么是转子？

A 动盘 是机械设备中的主要旋转组件。它通常由一根中心轴组成，其他部件（例如叶轮、叶片、磁铁或电枢）安装在中心轴上。整个组件由轴承支撑，用于传递扭矩和做功。研究转子在旋转过程中的行为，包括其振动和偏转，被称为 转子动力学，机械工程中的一个关键领域。

基本分类：刚性转子与柔性转子

转子动力学中最重要的区别在于转子是“刚性”体还是“柔性”体。这种分类并非基于材料特性，而是基于机器运行速度与转子运动速度之间的关系。 临界速度 （其弯曲的固有频率）。

刚性转子

转子被认为是 死板的 如果其运行速度远低于其一阶弯曲临界速度（通常小于一阶临界速度的70%）。在这些速度下，轴不会因动态力而发生任何明显的弯曲或挠曲。可以假设整个转子作为一个单一的刚性质量旋转。

• 特征： 往往更短、更粗壮，并且运行速度较低。
• 平衡： 可以完全纠正 双平面动平衡 根据刚体力学原理。
• 例子： 大多数标准电动机、低速风扇、砂轮和许多泵叶轮。

柔性转子

转子被认为是 灵活的 如果转子设计运行速度接近、等于或高于其一个或多个弯曲临界转速，则会导致轴弯曲。当转子接近临界转速时，轴将开始发生偏转和显著弯曲。这种弯曲的形状被称为“振型”。

• 特征： 往往又长又细，并且运行速度很快。
• 平衡： 单平面平衡是不够的。柔性转子需要更先进的多平面平衡技术，以应对轴的弯曲。这可能涉及“模态平衡”（分别平衡每个振型）或多速影响系数平衡。
• 例子： 大型蒸汽和燃气涡轮机、高速压缩机、长驱动轴和发电机转子。

柔性转子的设计和分析要复杂得多，因为它们的动态行为会随着速度而变化。

转子组件的常见部件

转子不仅仅是一根轴。典型的组件可以包括：

• 轴： 传递扭矩的核心部件。
• 叶轮、叶片或叶片： 对流体做功的部件（泵、风扇、涡轮机）。
• 电枢/绕组： 电动机或发电机的旋转部分。
• 期刊： 位于轴承内的轴的高度抛光部分。
• 联轴器： 用于将转子连接到另一台机器的轮毂。
• 推力环： 吸收任何轴向力的部件。
• 平衡环或平衡平面： 平衡过程中添加校正重量的指定位置。

与转子相关的常见问题

振动分析用于检测转子组件引起的各种问题：

• 不平衡： 最常见的问题是由质量分布不均匀引起的。
• 弯曲轴： 轴的物理弯曲或弓形。
• 轴裂纹： 正在发展的疲劳裂纹可能导致灾难性的故障。
• 错位： 虽然这是转子之间的问题，但它会在转子组件内引起高应力。
• 转子-定子摩擦： 机器的旋转部件和静止部件之间的接触。
• 松弛： 轴上部件（如叶轮）的松配合。

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