2.5.3.1 轴系不平衡响应判断方法
所谓不平衡响应，具体是指转子上加单位重量（一定半径下）引起的振幅值，在转子平衡中称影响系数，详见第三章第三节。
轴系不平衡响应地过高有两个原因：一是支承动刚度低，在不大的激振力作用下，会产生显著的振动；二是转子或轴系中相邻的某一个转子动刚度低，在不大的激振力（不平衡）作用下，转子产生显著的挠曲使本转子或相连转子不平衡增大，从而使转轴或轴承产生显著振动。判断轴系不平衡响应正常与否，可采用以下方法。 1.直观判断
依据现场大量振动测试结果可知，下列轴系不平衡响应是正常的：
1/励/发轴系是四支承，即使某些刚度偏低，而呈现较高的不平衡响应，也不会影响不稳定平衡轴向位置的判断；
2/励/发轴系是三动承，但发电机转子二阶临界转速大于3600r/min（额定转速为3000r/min） 下列轴系平平衡响应显著偏高：
1/励/发轴系虽是四支承，但发电机和励磁机转子之间跨距较大、转子质量较大，发电机转子二阶临界转速接近或高于转子工作转速；
2/励/发轴系是三支承，发电机转子二阶临界转速接近或高于转子工作转速，励磁机转子一阶临界转速大于2200r/min。 2、加重试验
经上述直观判断后，通过转子上加重实测a值，即可得到证实，加重方法和要求见本章第三节。正常机组不平衡响应值可参考表2-2，若实测响应值较表2-2所列值主高出2倍以上，即可认为轴系平平衡响应显著偏高。
2.5.3.2 不平衡响应正常的机组不稳定不平衡轴向位置判断
不稳定不平衡轴向位置判断的主要依据，是轴系各转子临界转速、工作转速（空负荷、带负荷）下振动变化量及其在轴系中的分布，振动变化量的取得详见2.5.4。 依据现场检测到的振动变化现象，可归纳为下列几种类型： 1.工作转速下振动变化不大，第一临界转速下振动变化十分显著。 平衡变化是发生在转子中部，或沿转子长度均布。 2.工作转速和第一临界转速下振动变化均较大。
当平衡变化发生在转子一端，或两端不对称，转子外伸端平衡变化是由转子挠曲增大引起的，例如外伸端转轴碰磨，也会产生这种振动特征。
3.工作转速下振动变化很显著，第一临界转速下振动变化不大。
平衡变化发生在转子外伸端，从有关测点振动变化量值大小，可直接判明平衡变化是发生在转子外伸的哪一端。
2.5.3.3 不平衡响应过高的机组不稳定平衡轴向位置判断
当不稳定不平衡发生在响应值过高的轴系中时，不能依据振幅变化量值在轴系中的分布直观地确定平衡变化是发生在转子主跨内还是在转子外伸端，而应该依据下列振动特征才能作出判断： 1/主跨转子工作转速（空负荷、带负荷）下和第二临界转速下振动变化不大，第一临界转速下振动变化十分显著；外伸转子工作转速和第一临界转速下振动变化较大。 平衡变化发生在主跨转子中部，或沿转子长度均布。
2/主跨转子工作转速、第一、第二临界转速下振动变化较大；外伸转子工作转速和第一临界转速下振动变化也大。
平衡变化发生在主跨转子一端，或两端不对称。
3/主跨转子工作转速、第二临界转速下，振动变化十分显著，但第一临界转速下振动变化不大；外伸转子工作转速下和第一临界转速下振动变化也十分显著。则平衡变化发生在外伸转子上。
2.5.4 不稳定不平衡量的估算
估算不稳定不平衡量的目的，是依据其量值结合转子的具体结构和不稳定不平衡性质（表2-4）及故障特征的综合推理、分析，对不稳定不平衡故障部件作出诊断。
不稳定平衡量U的估算，是根据不稳定不平衡引起振动值A1和该机以往平衡中取得的影响系数a，或同型机组的影响系数，由下列求得：
U=A1/a
式中a虽是矢量，但由于a与A1的相位往往无可比性，因此求出U的相们也没有什么意义。 不稳定不平衡量U引起的振动A1，对于表2-4八类不稳定不平衡，除转子存在活动部件外，其余七类不稳定不平衡，都可以检测到转子原始不平衡振动，由此可以求得平衡变化后转子临界转速、工作转速（空负荷、带负荷）下振动变化量值，计算方法见第三章第三节。
当转子平衡变化发生在带负荷过程中，例如随有功负荷或励磁电流增大而加大，一般需要快速打闸停机与电网解列，检测转子一阶临界转速下振动变化量，这一点对检查转子热弯曲十分重要，因为有些轴向对称的转子，当其热弯曲也轴向对称时，在工作转速下振动无明显表现，但在一阶临界转速下会产生强烈振动，只有检测到这一振动特征，才能对其故障作出诊断，例如一台国产
50MW机组，空负荷和带负荷下振无明显异常，一次在40MW跳闸停机过程中发生了十分强烈的振动，将厂房顶上水泥块振落，并使汽机转子产生了永久弯曲。事后经调查和振动故障诊断才查明，是因水内冷发电机转子导线严重堵塞，使发电机转子产生显著热弯曲。这种热弯曲在工作转速下无明显振动的原因，见第三章第四节。因此怀疑机组带负荷后转子产生热弯曲，在打闸停机后检测临界转速下振动时，为了避免振动过大引起事故，应先带50%负荷解列停机，观察振动；若振动不大，再带大负荷解列停机，进行测试。
当转子上存在活动部件时，由于活动部件在转子方向变化的随机性，往往检测不到转子原始不平衡引起的振动矢量，所以活动部件引起的振动不是简单地等于两次启动中的振动矢量差，而必须从多次启动中找出两次（不一定是相邻的两次）振动相位相同或差180的矢量，而且振幅差为最大的振动，并求它们矢量差的1/2，这才是活动部件引起的振动。换句话说，在不知道转子未发生不稳定不平衡之前的原始振动幅值和相位的情况下，只有检测到两次启动中转子上活动部件分别处在转子原始不平衡相同和相反位置上的振动，才能求得不稳定不平衡引起的振动。但是在实际中很难碰到这种机会，尤其是在机组启停次数较少的情况下更不容易，因此在大多数情况下，采取从多次启动中找出两次振动相位相同或相反，而且振幅差为最大的振动，求其矢量差的1/2，再乘以修正系数K=1.1-1.5，作为近似不稳定不平衡引起的振动。
修正系数K由两次启动检测的相同或相反振相位的偏差值决定，若其偏差值较大，K值取上限。
第六节 随机变化的不稳定不平衡
所谓随机变化，是指转子不平衡的量值、方向及发生与否是不可预测的。这种不稳定不平衡可以发生在停机后、启停过程中、空负荷下、带负荷过程中。根据现场所发生的这一类不稳定不平衡特点，可将其分成三类，如表2-4。下面分别讨论每一类不稳定不平衡振动机理、故障特征、故障源和消除方法。
2.6.1 短时间停机后产生的不平衡
机组在正常运行中振动往往比较稳定，但当转子转速降至500r/min以下，或静止后再次启动，振动幅值和相位有可以发生显著变化，引起这种振动故障的原因如下。 2.6.1.1 转子上（内）存在活动部件
引起振动变化最常见的故障是平衡重块在平衡槽内自由移动，其次是转子内腔中空部分有固体异物，特别是内腔直径较大的反动式转鼓和波形联轴器，对于50-300MW机组来说，当其内腔中存有500g以上固体物件时，即能引起轴承振动的显著变化。引起振动变化的原因是由于转子上平衡重块或内腔中固体异物位置不定，当活动部件处在转子残余不平衡同一位置上时，呈现的振动为最大；相反，活动部件处在转子残余不平衡相反位置上时，振动最小。但在高速下，由于离心力的作用，这些活动部件在转子的位置是固定的，因而机组正常运行中振动稳定。
当反动式转鼓内腔进入液体量较大时，它所产生的直接不平衡也能激起显著振动；对冲动式汽轮机和发电机转子来说，液体产生的直接不平衡对振动影响很小，但是不论是冲动式还是反动式汽轮机转子，内腔 存有液体都将使转子产生热弯曲。
当转轴上的套装部件（例如叶轮、联轴器、轴封套等）失去紧力时，由于这些零件在套装连接处都设有键，因此不论是在低速下还是在高速下，这些零件在圆周方向都不能自由移动，而且径向不对称位移量很小，其直接不平衡量可以忽略，这一点在2.5.1中已作了详细分析。但是由于一般套件推动紧力时，不论质量大小，都将产生随机组运行工况的变化而变化的不稳定不平衡。 转子上（内）存在活动部件在现场较为常见，但查明这种故障一般都要经多次启停并花费较长时间，而且故障原因往往还是在无意中偶然发现的。产生这种现象的主要原因是诊断方法不当。实际上这种故障诊断方法比较简单，其要点是：振动是普通强迫振动;排除了轴承座动刚度变化因素；振动变化是在转子静止以后再次启动中（必要时应连续启停２-３次，观察振动变化）发生的；通过不稳定不平衡向位置及不平量的判断及转子结构的分析，可以判明不稳定不平衡发生部位以及是由哪一个部件故障所引起的。
因此在同样激振力作用下，前者振幅要比后者小得多得多，而且钢结构的基础自由度比水泥基础多得多，因此升速过程有钢结构的机组，会出现多支承系统共振转速，对水泥基的大多数机组来说，其支承系统自
若同型机组在其它电场运行时振动普遍不大，说明该型机组轴承座动钢度正常；若该型机组运行振动普遍较大，从已做的工作中应能查明这种形式机组振动过大 原因和振动性质，若是普通强迫振动，则要进一步分析是转子不平 2.6.1.2 转子存在残余弯曲
转子静止一段时间后，由于其上下存在温差，转子会产生热弯曲，这种弯曲本可以通过大轴弯曲指示器判明，但由于目前一般弯曲指示器不可信和有时重视不够，如转子冲动时尚存在热弯曲，就使转子产生不平衡从而引起振动，特别是通过转子第一临界转速时，振动更为强烈。不过这种故障只要让机组连续运行2~3h,即可自行消失，因此这种故障诊断比较容易。 2.6.1.3 汽缸进水引起转子永久弯曲
停机不久汽缸大量进水，转子被水浸泡时，因局部受到骤冷，会使转轴形成塑性变形，造成转子永久弯曲，这种弯轴事故在国内已发生多起。
停机后转子遭到骤冷形成弯曲所产生的振动，其特征与转子存在残余热弯曲引起的振动基本相同，不同的是转子经长期运行，振动幅值和相位不会发生明显变化。
在盘车状态下，如果大轴弯曲指示器读数增大，并经2h以上连续盘车后读数仍不能复原，即可断定转轴已经发生永久弯曲。
2.6.1.4 固定式和弹性式心环的发电机转子套箍或心环失去紧力
对于容量大于25MW的发电机转子，当采用弹性式或固定式心环时，在较显著动静挠曲作用下，发电机转子端部套装的心环和套箍，在嵌装面处会产生相当大的轴向挤压和拉伸力。当套装零件配合处紧力不足时，嵌装面面处会发生相对轴向位移。如果配合紧力不是完全丧失，这种轴向位移会把转子动、静挠曲贮存起来，使转子形成永久弯曲。贮存的永久弯曲值与转子静挠曲值、转子静止某一点向上的时间、套装紧力值等因素有关。