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如果转子的中心惯性主轴偏离其旋转轴线，则转动过程中，在离心力的作用下转子将振动，这就是质量不平衡。
质量不平衡的大小和方向是确定的，可以用平衡的手段消除。相对于质量不平衡，还有其他形式的不平衡，如热弯曲、动静摩擦、因转子存在活动部件而产生的不平衡等，这些不平衡的大小和方向往往是变化的，一般不能通过平衡的手段消除。
诊断质量不平衡涉及以下方面的问题：
振动是否属于平衡问题。
不平衡的部位、性质（刚性不平衡还是柔性不平衡？几阶不平衡？）、大小和角度。
在实际的诊断中，这两方面的分析往往是同时进行的。
总体上讲，不平衡的原因可以分为转子弯曲和转子质量分布不对称两类。
1. 转子弯曲
造成转子弯曲的原因有：
在制造阶段，由于锻件热处理不当引起的残余变形使转子弯曲。
重力弯曲。汽轮机或发电机的轴长期固定在一个位置不动，可能引起重力弯曲，启动时会发生剧烈振动。
热弯曲。汽轮机转子在未冷却的情况下停盘车，由于受热不均匀可能发生热弯曲。如果弯曲量过大，则可能成为永久弯曲。
热装。叶轮、轴套、联轴器等往轴上热装时，如果一侧冷却太快，可能产生轴弯曲。如果套装部件之间的间隙过小，运行中一旦间隙消失，也可以造成转子轴弯曲。
摩擦。当轴与汽封、轴封摩擦时，将形成热点使轴弯曲。如果局部热应力过高，可以导致永久弯曲。
加热直轴，其残余偏心值超过规定。
轴系不对中引起的轴弯曲。
2. 转子质量分布不对称
造成转子质量分布不对称的原因有：
在制造阶段，由于机械加工误差以及装配变形破坏了转子质量分布的对称性。
转动部件（如转子、叶片、叶轮、联轴器、护环、线圈、槽楔、垫块）有位移或脱落。如汽轮机叶片的飞脱、发电机线圈受热后的位移。另外，风机和水泵的转子特别容易出现腐蚀或磨损，也会造成转子质量不对称。
在检修过程中，更换叶片、围带、线圈、槽楔等部件出现的质量偏差，拆卸和回装联轴器、护环过程中出现的偏差。
不平衡是最经常发生的振动故障，只要机组存在振动问题，应该首先检查它的平衡状况。
如下表所示：如果就振动的稳定程度而言，只有质量不平衡是稳定的，即在一定转速下，振动的大小是不变的；而自激振动和非定常强迫振动是不稳定的。
在振动具有以下特征之一时，质量不平衡的可能性很大：
启动过程振动大，而且多次启动都是如此。
定速后振动大，而且振动大体是稳定的。
表 振动特点比较
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