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第三章 转子动平衡 低速动平衡（刚性转子动平衡） 工艺平衡 装配平衡 一步平衡 多步平衡 本机平衡 整机（台架）平衡 国际标准—ISO1940 高速动平衡（柔性转子动平衡） 模态平衡法 影响系数法 混合法 参考标准：DIS5406《柔性转子动平衡》标准草案 DIS5343《评价柔性转子平衡的准则》 （参考） 第一节 概 述 一、刚性转子动平衡 1、静平衡 目标：平衡静力 方法：随遇平衡法 2、动平衡 目标：平衡力与力矩 方法：动平衡机、低速平衡 工艺平衡 装配平衡 一步平衡 多步平衡 本机平衡 整机平衡 国际标准—ISO1940 3、动平衡基本要求 1）至少两个平衡面，平衡面距离要远，并尽能靠近支点；平衡配重半径位置要尽可能大，以便达到最大效果。 2）一步平衡，多为短寿命军用发动机采用 3）多步平衡，多为长寿命民用发动机采用 4）平衡方法：寻找重点 寻找轻点（频闪法） 影响系数法 极坐标矢量图法 三元平衡法 5）原理：不平衡力Pj产生支反力FP1与FP2 不平衡力矩RL产生支反力FR1与FR2 则在支点有合力 动平衡： 动平衡精度 1）me≤G0 (g.cm) 工程实际应用 2）eω≤G0 (mm/s) 国际标准—ISO1940 将平衡品质分为11个等级，按比值为2.5的等比级数递增排列 。 第二节 柔性转子动平衡 一、柔性转子平衡特点 1.柔性转子：nncr1，转轴产生弯曲变形 2.高速动平衡：多平面、多转速平衡过程 目的：1）将不平衡力与不平衡力偶降到许可范围 2）将n阶固有振型不平衡量降到许可范围 3.标准：1）国际标准草案DIS5406—《柔性转子 动平衡》 2）参考标准5343《柔性转子动平衡》 4.方法：1）振型(模态)平衡法 2）影响系数法 3）混合法等 5. 平衡特点 1)刚性转子，低速平衡后，在工作转速以下运行平稳； 2)柔性转子，低速平衡后，仅平衡了低速下支承动反力，高速下轴产生弯曲变形，弯矩将随转速发生变化，支承动反力也将发生变化； 3)柔性转子动平衡目的：在工作转速下，尽可能消除支承动反力，并使转子沿轴长的弯矩最小 如图3-1所示，刚性转子有 对柔性转子有 F为转子变形产生的离心力。 4）影响因素多：a)不同转速下挠度影响 b)各阶振型对平衡的影响 5）实际发动机只有少数几个平面可用于平衡；只能在有限个转速上得到平衡。 6）问题：如何利用少数几个平面来获得一定转速范围内转子的良好平衡。 7）假设条件： a)在一定平衡条件下，轴承振幅与转子不平衡量成正比。 b)轴承振幅与不平衡力之间的相位不变。 c)转子中非线性因素(如油膜)等影响，不影响上述假设条件 二、转子在不平衡力作用下的运动方程 设一转子为等截面轴，简支在各向同性的支承上 轴的面积为A，单位长度质量为ρA，截面质心为G(z)，截面偏心距为ε(z)，质心连线为一空间曲线。如图所示。根据牛顿运动定律，得到yoz平面内的运动方程： 其中 则有 由材料力学可知 代入运动方程得到 同理可得到xoz平面内的运动方程为 引入复数表达式，令 则有 式中： 为质心空间曲线 1.设ε(z)=0,即无质量偏心的情况，运动方程为 设解为 代入运动方程中 并令 得到 特征方程为 则 所以 代入边界条件：z=0， s(0)=0， z=l， s(l)=0， 解得：