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动平衡服务之转子弯曲的原因
原装进口动平衡仪长期应用于转子弯曲引起的动平衡问题,了解到,转子弯曲是一个复杂的问题,常与温度有关。开机期间和关机之后,多数转子都会经历温度骤变。如果热转子在表面温度分布均匀的情况下冷却下来,且材料属性均匀一致,则转子均匀收缩并保持笔直。动平衡仪在转子上的应用表明冷却不均是更普遍的情况,如果几何与材料属性也不尽相同,则两者共同作用会使转子的热行为及其复杂。有多种方式可使本来笔直的转子受热弯曲。
正在运行的转子可能遇到周围温度分布不均的情况,动平衡仪检测到其原因可能是发电机和电动机绕组受热不均、发电机线圈短路及感应电动机的转子铜条断路或转子铁心短路,也有可能是局部摩擦生热或油膜轴承受热不均所致。受热不均使转子在热侧产生热膨胀,并朝这一侧弯曲。动平衡仪测试结果表明这通常是临时性弯曲,随着受热不均的消失而不复存在。但如果摩擦剧烈且集中,则在出现摩擦的区域内,摩擦生热可导致材料在压应力的作用下屈服。转子冷却时,局部长久塑性变形会使转子在此区域内略有变短,而在与摩擦方向相反的方向上形成长久性弯曲。
动平衡仪的应用表明临时性弯曲的成因是转子的不均匀热膨胀。在上部,已经停转的不受约束的转子处于自由空间(无重力载荷)内的均匀温度环境下。在转子上部受热且下部冷却时,转子上半部分内部形成应压力,下半部分(包括中部)形成拉应力。这些应力产生一种弯矩,动平衡仪使转子在热方向出现翘曲,直到应力差消失为止。翘曲后,上半表面变长而下半面变短,转子中不存在内部应力(如果存在,应力需通过转子的进一步翘曲进行自我缓解)。从转子中消除温差来源后,则出现相反的过程,使转子恢复到原来的形状。
如果截面内的材料属性不均,则无论停转与否,转子都会形成临时性热弯曲。制造过程中冷却速率不同(导致热处理和微结构出现差异)的实心锻造转子,动平衡仪在不同区域内的导热值或热胀系数可能略有不同。导热差异会在热瞬态过程中造成温度分布不均。动平衡仪在不同区域内的热胀系数不同会使热膨胀出现变化。在瞬态过程中和温度不均的情况下,这些因素的共同作用均可造成弯曲。
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