转子不平衡

不平衡定义：

转子质量中心线与转轴中心线不重合时便产生不平衡

不平衡类型：

静不平衡（力不平衡）

力偶不平衡

动不平衡

悬臂转子不平衡

不平衡的原因

静不平衡

转子质量中心在两支撑轴承中点，偏离旋转轴线；

不在中点：准静不平衡；

W/D1/4：纯静不平衡；

不平衡力（离心力）同方向等量施加到两轴承；

静不平衡振动特征

1X相同的不平衡力同时出现在两侧轴承上，根据每个方向的支承刚性，水平和垂直方向的响应可能略不同；

两侧轴承H方向振动相位相同；

两侧轴承V方向振动相位相同；

力偶不平衡

质量分布轴线中心点与旋转轴线中心点相交；

力等量施加到两个轴承上，但是方向相反；

明显的力偶不平衡可以引起转子严重的不稳定，使之前后摆动；

力偶不平衡特征

在两轴承座1X振动大，可能一个轴承振动略大于另一轴承的振动；

可能产生大的A向振动；

两侧轴承H（V）方向振动相位差接近度；

同一轴承的H与V方向相位差相差90度；

动不平衡

质量分布轴线与旋转轴线既不平行也不相交；

动不平衡是力不平衡和力偶不平衡的组合；

需要在垂直于轴中心线的两个平面上才能修正；

动不平衡特征

1X振动大。

两侧轴承振幅略不相同，如果没有其他明显的故障，仍然在同幅值量级或在3比1比例内。

当动不平衡为主导，振动相位是稳定和可重复的。

动不平衡特征

两侧轴承H方向振动相位差是0-度的任一角度，这个相位差近似等于V方向振动相位差。

相位差接近0度，静不平衡占优势；接近度，力偶不平衡占优势。

动不平衡的典型相位测量

悬臂转子不平衡

转子位于两轴承的外侧；

产生1X轴向力，引起轴向振动，等于或者大于径向振动值；

除了产生力不平衡，还产生大的力偶不平衡，这两种不平衡都需要修正。

悬臂转子不平衡特征

单纯悬臂转子不平衡，轴承1A与轴承2A方向振动相位近似相等(±30度)。相位差取决于与不对中、共振等故障比较，不平衡占优势的程度。

首先处理力不平衡分量，然后处理相位差接近度的力偶不平衡分量，最终修正悬臂转子不平衡。

不平衡振动特征总结

1X振动（但是1x并不总是不平衡)。1X振动在频谱中占优势。

当仅限于不平衡故障时，1X振动幅值通常占振动总值的80％以上。

如果除不平衡之外还有其他故障，可能为振动总值的5％到80％。

振动幅值与质量中心离轴旋转中心线的距离成正比。

低于转子一阶临界转速运转时，振动幅值将随转速的平方成正比。即：转速升高3倍，不平衡振动增大9倍。

不平衡产生一个均匀的旋转力，力的方向连续变化，但是始终作用在径向方向，因此，轴和支承轴承趋向于以圆周轨道运动，然而，由于轴承的垂直方向刚性比水平方向刚性强，所以通常振动响应是一定程度的椭圆轨迹，水平方向振动通常略大于垂直方向振动，一般范围在2至3倍左右。

当水平方向与垂直方向振动之比大于6比1时，通常说明是其他故障，尤其是共振。

同一轴承上H与V振动相位差约为90度（+/-30度）。如果1X振动较大，但是，H与V方向振动相位差为0或接近度，通常是其他故障源，如偏心。

两侧轴承H方向振动相位差与V方向振动相位差接近。

径向(H和V)振动通常比A方向振动大许多(悬臂转子除外)。

径向振动呈现稳定、可重复的相位。

共振有时受不平衡的影响较大。

不平衡使转子产生过大振动，事实上，在刚度较低的轴承座上，转子尽管很小的残余不平衡，也会出现不平衡振动。

动平衡可明显减小松动引起的振动，但是，通常无法平衡有松动问题的转子。