ICS 21.120.40 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 9239.122021/ISO 21940-12:2016
代替GB/T 6557—2009
机械振动转子平衡
第12部分：具有挠性特性的转子的
平衡方法与允差 Mechanical vibrationRotor balancing-
Part 12 :Procedures and tolerances for rotors with flexible behaviour
(ISO 21940-12: 2016,IDT)
2021-08-20 发布
2022-03-01实施
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会 发布 GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12:2016
目 次
前言引言 范围 2　规范性引用文件 3术语和定义 4挠性特性转子动力学和平衡的基础 5转子结构型式 6挠性特性转子低速平衡方法
m
..
挠性特性转子高速平衡方法评定准则
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9 评定方法附录A（资料性附录） 关于安装在现场的转子的注意事项附录B（资料性附录） 最佳平面平衡 低速三面平衡附录C（资料性附录）转换因子附录D（资料性附录）计算等效振型剩余不平衡量的示例附录E（资料性附录）确定转子具有刚性特性还是挠性特性的方法附录F（资料性附录) 不平衡校正计算方法参考文献
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21 22 25 27 28 GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12 :2016
前言
GB/T 9239《机械振动转子平衡》已经或计划发布以下部分：
第1部分：引言1）；第2部分：词汇2；
一第11部分：具有刚性特性的转子的平衡方法与允差3；
第12部分：具有挠性特性的转子的平衡方法与允差4’；一第13部分：大中型转子现场平衡准则和安全防护5）；一第14部分：平衡误差的评估规程；
第21部分：平衡机的描述与评定7；一第23部分：平衡机防护罩和测量工位的其他保护措施8）； -第31部分：机器不平衡敏感度和不平衡灵敏度9；
一
第32部分：轴与配合件平衡的键准则10）本部分为GB/T9239的第12部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分代替GB/T 6557一2009《挠性转子机械平衡的方法和准则》,与GB/T 6557一2009相比，,除
编辑性修改外主要技术变化如下：
在4.2中,增加了1段技术性文字说明（见4.2,2009年版的4.2）；在9.2.3中，增加了2段技术性文字说明（见9.2.3,2009年版的9.2.2）；删除了附录F许用的等效振型不平衡量计算示例”和附录H“GB/T6444一1995关于性转子术语的定义”（见2009 版的附录F和附录H）。
本部分使用翻译法等同采用ISO21940-12:2016《机械振动转子平衡第12部分：具有挠性特性的转子的平衡方法与允差》。
与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：
GB/T 2298一2010机械振动、冲击与状态监测　词汇（ISO 2041:2009,IDT) GB/T9239.14一2017机械振动转子平衡第14部分：平衡误差的评估规程（ISO21940- 14:2012,IDT) GB/T 9239.32—2017 机械振动 转子平衡第32部分：轴与配合件平衡的键准则 (ISO 21940-32:2012,IDT) GB/T 2298—2010机械振动、冲击与状态监测　词汇（ISO 2041:2009,IDT)
1) 修订GB/T29714—2013 机械振动 平衡平衡标准的用法和应用指南。 2) 修订GB/T 6444—2008 机械振动平衡词汇。 3) 修订GB/T 9239.1—2006 机械振动 恒态(刚性)转子平衡品质要求第1部分：规范与平衡允差的检验。 4) 修订GB/T 6557- -1999 挠性转子机械平衡的方法和准则。 5) 修订 GB/T 28785- -2012机械振动大中型转子现场平衡的准则和防护。 6) 修订GB/T 9239.2—2006 机械振动恒态(刚性)转子平衡品质要求第2部分：平衡误差。 7) 修订GB/T4201—2006 平衡机的描述检验与评定。 8) 修订GB12977- 2008 平衡机防护罩和测量工位的其他保护措施。 9) 修订GB/T19874—2005 机械振动机器不平衡敏感度和不平衡灵敏度。 10） 修订GB/T16908—1997 机械振动轴与配合件平衡的键准则。
一
工 GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12:2016
GB/T 9239.14—2017 机械振动 转子平衡　 第14 部分：平衡误差的评估规程（ISO 21940 14:2012,IDT)
—GB/T 9239.32—2017 机械振动 转子平衡 第32部分：轴与配合件平衡的键准则
(ISO 21940-32:2012,IDT)
本部分由全国机械振动、冲击与状态监测标准化技术委员会(SAC/TC 53)提出并归口。 本部分起草单位：郑州机械研究所有限公司、东方电气集团东方电机有限公司、南方电网电力科技
股份有限公司、华电电力科学研究院有限公司、国网陕西省电力公司、中机试验装备股份有限公司。
本部分主要起草人：黄润华、马卫平、陈昌林、刘石、黄海舟、郭平英、王学志。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T 6557—1986、GB/T 6557—1999、GB/T 6557 7—2009; GB/T 6558—1986。
II GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12 :2016
引言
转子平衡的目的是当其装在现场后能满意地运行。在这里，“满意地运行”的意思是由转子剩余不平衡引起的振动不大于可接受的振动幅值。对于具有挠性特性的转子,也意味着直至最高使用转速的任何转速下转子产生的挠度均不大于允许值
大多数转子是在机器装配前在制造厂进行平衡，因为在机器装配以后，一般仅能有限制地接近转子。而且，做转子平衡的时候通常就是用户验收转子的阶段。因此，虽然平衡的目的是机器能在现场满意地运行，但通常是在平衡设备上对转子平衡品质进行初始评定。在大多数情况下,在现场满意地运行是对由各种原因引起的振动进行评定，而在平衡设备上主要考虑基频振动的影响。
本部分按照转子的平衡要求将转子分类,并且制定了评定剩余不平衡的方法。 本部分也说明了如何从对装配并安装好的机器规定的振动限值,或从对转子规定的不平衡限值,导
出平衡设备上的适用准则。如果没有这样的限值可用,本部分说明了如何从下述标准导出这些限值。 如果希望用振动限值,可由 ISO 10816（系列标准)和ISO 7919（系列标准)导出;如果希望用允许剩余不平衡量，可由 ISO 21940-11 导出。ISO 21940-11是关于旋转刚体的平衡品质的,并不能直接用于具有挠性特性的转子，因为具有性特性的转子可能有明显的弯曲变形。在本部分中,提出了将 ISO 21940-11 的准则用于挠性特性转子的方法。
有时，一个平衡合格的转子在现场由于支承结构共振而振动不合格。阻尼小的结构在共振或接近共振的条件下小的不平衡也能产生过大的振动响应,在这种情况下,较实际的做法是改变结构的固有频率或阻尼,而不是把平衡做到非常好、但可能难以长期保持的程度（见 ISO 21940-31）。 GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12 :2016
机械振动转子平衡
第 12 部分：具有挠性特性的转子的
平衡方法与允差
1范围
GB/T 9239的本部分按照转子特性和平衡要求,列举了各种挠性特性转子的典型结构型式,说明了平衡方法步骤，规定了平衡最终状态的评定方法，以及建立了针对平衡品质准则的指南。
本部分也能用作更深入研究的基础，例如,在需要更精确地确定所要求的平衡品质时。如果对规定的制造方法和不平衡量限值予以关注，机器可望能满意地运行。
本部分不是转子的验收规范，但它说明了如何避免大的缺陷和不必要的限制性要求。 结构共振及其动力修改的问题不包括在本部分范围内本部分给出的方法和准则是由一般工业机器的经验得到的。对于特殊设备或特殊环境，它们可能
不直接适用，,有些场合可能需要偏离本部分的规定。
2规范性引用文件
下列文件对本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 204l机械振动、冲击与状态监测词汇（Mechanical vibration，shock and condition monito- ring—Vocabulary)
ISO 21940-2　机械振动　转子平衡　第 2 部分：词汇（Mechanical vibration一Rotor balancing Part 2 : Vocabulary)
ISO 21940-11机械振动　转子平衡　第 11 部分：具有刚性特性的转子的平衡方法与允差（Me- chanical vibration—Rotor balancing—Part ll: Procedures and tolerances for rotors with rigid behav iour)
ISO 21940-14　机械振动　转子平衡　第 14 部分：平衡误差的评估规程（Mechanical vibration一 Rotor balancing—Part 14 :Procedures for assessing balance errors)
ISO 21940-32　机械振动　转子平衡　第 32 部分：轴与配合件平衡的键准则（Mechanical vibra tionRotor balancing—Part 32:Shaft and fitment key convention)
3术语和定义
ISO 21940-2和ISO 2041界定的术语和定义适用于本文件。
4挠性特性转子动力学和平衡的基础
4.1概述
具有挠性特性的转子通常要求在高速下多面平衡，然而在某些情况下具有挠性特性的转子也能在低
L GB/T 9239.12—2021/ISO 21940-12:2016
速下平衡。对于高速平衡,为达到满意的平衡状态已提出了两种基本的方法,称之为振型平衡法和影响系数法。这两种方法的基本理论及其优缺点已在很多文献中广泛论述。因此,在这里不更多地详细说明。 在大多数的实际平衡应用中,通常采用的方法是这两种方法的结合，它们常常编入计算机软件包中。 4.2　不平衡分布
转子设计和制造方法能显著地影响不平衡量的大小与沿转子轴线的分布。转子可由单个锻件经机械加工而成，或者由若干个部件组装而成。例如喷气发动机转子由多个壳体、轮盘和叶片部件联结构成；发电机转子通常由单个锻件加工而成，但装有附件。套装轮盘、联轴器等引起的大的不平衡量也可显著地影响不平衡分布。
由于沿转子轴线的不平衡分布是随机的，同一设计的两个转子的不平衡分布会不相同。在挠性特
性转子中的不平衡分布比刚性特性转子中的不平衡分布有更重要的意义,因为它决定了各阶挠曲振型的激发程度。转子上任一点不平衡的效应取决于转子的振型。
在转子上非不平衡量所在的横向平面校正不平衡，可能会在不同于原来平衡转速的其他转速下引
起振动,特别是在接近或达到挠曲临界转速时,这些振动可能超过规定的允许值。如果现场转子的挠曲振型和平衡过程中的主要振型不同,即使在与校正转速相同的转速下也可能引起较大的振动。
转子轴线的直线度宜先做检查,如有必要，在做高速平衡前予以校直。因为转子的过量弯曲会导致采用折中的平衡方案,而使其运行性能不佳。
另外,在运行期间某些转子受热弯曲可能导致不平衡量的改变。如果转子每次开车不平衡量变化很大,要把转子平衡至允差内也许是不可能的。 4.3挠性特性转子的振型
如果忽略阻尼的影响,转子振型是挠曲主振型,而且转子支承在径向刚度各向同性的轴承上，在这种特殊情况下,转子振型是旋转的平面曲线。由靠近轴端部的弹性轴承支承的单转子的前三阶主振型表示在图 1 中。
对于有阻尼的转子-轴承系统,特别是由流体膜轴承引起相当大的阻尼的情况下,挠曲振型可能是绕旋转轴线旋转的空间曲线。有阻尼的第一阶和第二阶可能的振型表示在图 2中。在很多情况下,有阻尼的振型能近似地当作主振型,视为旋转的平面曲线。
注意轴承及其支承的动力学性质和轴向位置对振型形状及转子的不平衡响应有很大的影响。
P1 12 P:P4
中 W M M
烟 M
a）典型转子
P3
b）第一阶挠曲振型
1
c）第二阶挠曲振型
图1弹性支承上挠性特性转子的简化振型
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