轴的振动稳定性和临界转速探析

轴的转速达到一定值时，运转便不稳定而发生显著的反复变形，这种现象称为轴的振动。轴的振动主要是由于轴的质量分布不均、制造和安装误差以及轴的变形等因素，产生以离心力为表征的周期性激振力，当激振力频率与轴的自振频率接近或相同时，将出现共振失效。如果继续提高转速，振动就会衰减，振动又趋于平稳，但是当转速达到另一较高的定值时，振动又复出现。发生显著变形的转速称为临界转速。同型振动的临界转速可以有好多个，最低的一个叫做第一阶临界转速。轴的工作转速不能和其临界转速重合或接近，否则将发生共振现象而使轴遭到破坏。计算临界转速的目的是使工作转速.避开轴的临界转速._cr。

工作转速.低于第一阶临界转速._cr1的轴称为刚性轴。工作转速超过第一阶临界转速的轴称为挠性轴。对于刚性轴，通常使.≤（0.75～0.8）._cr1；对于挠性轴，使1.4._cr1≤.≤0.7._cr2；._cr1和._cr2分别为轴的第一阶和第二阶临界转速。

不同支座形式下临界转速的计算公式见表1-10、表1-11。

表1-10 两支承均布载荷下轴的临界转速

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注：.是材料弹性模量（Pa）；.是轴截面惯性距（m⁴）；.是跨距（m）；是质量（kg）。

表1-11 两支承、单一集中载荷下的临界转速

注：符号意义同表1-10。