1、 临界转速如图是一个质量为m、刚度为k、偏心距为e、角速度为ω、振幅(挠度)为y、无阻尼、刚性铰支、竖直放置的单圆盘转子的力学模型图。
2、显然,在不计重力和阻尼的前提下,在垂直于转子轴线的横向方向上,转子受到的离心力meω2、myω2与弹性恢复力ky相等:me敫苻匈酃+ myω2 = ky由上式可以推出振幅y 的计算式:y=(meω2 ) /( k-myω2 )上式数学意义表明, 当k-myω2趋于0时,y趋于无穷大;而物理意义是,当转子以角速度ω=( k/m)1/2运转时,振幅y趋于无穷大,此刻的ω被称为(横向)临界转速ωk 、横向固有频率ωk 。
3、实际上,由于转子—轴承系统中存在着阻尼, 转子在通过临界转速时, 振幅虽大、但不会趋于无穷大。由ωk=(k/m)1/2,可以看出,临界转速ωk主要是由刚度k和质量m决定的,与他因素无关。而对于一台具体的机器, 结构(几何尺寸、材质)都是确定的,所以刚度k和质量m都为定值,因此临界转速是固有的。通过以上分析,得到以下结论:
4、a) 临界转速就是转子—轴承系统本身的固有频率;b) 临界转速完全是由转子—轴承系统本身的固有特性所决定的,与外界条件如不平衡力、介质负荷等) 无关。固有特性即结籁缰汾秘构特性,主要有转子的质量、材质、轴径、长度、轴上集中质量的大小及分布, 支座跨度以及支座的刚度、阻尼、质量,联轴器的刚度、阻尼、质量等。另外,临界转速有计算值(转子无阻尼、或仅考虑了轴承阻尼的自振频率)和现场实际值(转子有阻尼时的共振频率) ,由于转子阻尼相对很小、以及近来计算机和计算方法水平的提高,如今此二值已相差很小。与物体的固有频率一样,临界转速也有若干阶,如一阶(第一临界转速) 、二阶(第二临界转速).....