刚性转子和柔性转子

离心泵的转子分为两类：

1）刚性转子

2）柔性转子

判定转子为刚性转子或柔性转子取决于转子的转速与其固有频率之间的关系。

当机器某个部分的固有频率等于转速或其它激振频率时，就存在共振的条件。转子轴承支承系统处于谐振状态时的轴转速称为“临界转速”。

刚性和柔性转子的定义

老教科书的定义

在一些较老的教科书和/或论文中，将低于临界转速70 %运行的转子视为刚性转子。

对于刚性转子，平衡可以在任何转速下进行，或者在低于转子工作转速的任何转速下选择两个校正平面中的任何一个。校正后，在最大工作转速和低于工作转速的任何转速下，并接近实际运行工况时，不平衡量不会显著超过规定的平衡要求。

如果转子的运行速度超过其临界转速的70%，则被认为是柔性转子。1986年，Reiger给出了一个更有意义的定义：通过在沿其长度方向的不同平面上放置适当的校正砝码，无法在其整个转速范围内有效平衡的任何转子，则为柔性转子。

在某一运行速度下平衡的柔性转子，在另一个转速下运行时可能会不平衡。这是因为当转子弯曲或偏转时，转子的重心会偏离出旋转中心线，从而产生新的不平衡状态。这种新的不平衡可以通过在两个端面重新平衡来纠正。然而，在没有偏转的较低转速下，转子会失去平衡。确保在所有转速下平稳运行的唯一解决方案是在实际的不平衡平面上进行平衡校正。包含柔性转子的典型旋转机械有蒸汽和燃汽轮机、多级离心泵、压缩机等。

工程应用中习惯定义

由于转子在各种振型下有一系列的固有频率，因而也有相应的一系列的临界转速，由低及高依次称为一阶临界转速、二阶临界转速……等等。不过，通常只有一阶临界转速和二阶临界临界转速与离心泵的实际应用相关。

离心泵的额定工作转速或者低于转子的一阶临界转速，或者介于一阶临界转速与二阶临界转速之间。工程应用中，习惯上简单地将前者称作刚性转子，后者称作柔性转子。

API 610标准的定义

API 610第11版标准对刚性转子也给出了具体定义，如果一阶干临界转速高于泵的最大允许连续运行速度下列值时，则为刚性转子：

1）对于设计仅作湿运转的转子为20 %；

2）对于设计成能够干运转的转子为30 %。

注：按照转子没有液体影响、仅支撑在轴承上，且假设轴承具有无限大刚度，所计算出转子的临界转速称为干临界转速。

API 610标准同时规定：

1）对于单级和两级泵的转子应设计成一阶干挠曲临界转速至少高于泵的最大连续运行速度的20 %，也就是说，单级和两级泵要求设计为刚性转子。

2）叶轮、平衡鼓及类似的主要转动零件应当进行到ISO 1940-1 G2.5级的动平衡……对于采用过盈配合的BB1和BB2单级泵转子，卖方可以选择组装的转子一起进行平衡试验，而不是单独地平衡主要转动零件。

3）如果零件的D/b（直径与宽度）比≥6.0时，平衡可以在一个平面上进行。

4）对 3 级及以上的 BB 型多级泵和对最大转速超过 3800 r/min 的 1 级/2 级 BB 型泵转子以低速作动平衡试验。

总结

判定转子为刚性转子或柔性转子取决于转子的转速与其固有频率之间的关系。

刚性转子：泵的额定工作转速低于转子的一阶临界转速；柔性转子：泵的额定工作转速介于一阶临界转速与二阶临界转速之间。