لماذا تميل المحركات العمودية الكبيرة إلى الضوضاء والاهتزاز؟

بالمقارنة مع المحركات الأفقية، فإن المحركات العمودية، وخاصة ذات المواصفات الكبيرة، لها خصائصها الخاصة من حيث أنظمة التحمل.

يتم استخدام محامل كروية ذات اتصال زاوي في أحد طرفي المحرك.

نظرًا للهيكل الفريد للمحامل الكروية ذات الاتصال الزاوي، فمن الضروري تجنب الخطأ في عكس اتجاه مجموعة المحامل، وإلا فإن المحامل سوف تتضرر بشكل مباشر.

إذا لم يتم تركيب المحامل بشكل صحيح أو إذا كان هناك اختلال في التنسيق المحوري أثناء تشغيل المحرك، فقد يتسبب ذلك في حدوث اهتزازات غير طبيعية وضوضاء غريبة في المحرك الكهربائي.

Characteristics of angular contact ball bearings

تم تصميم محامل كروية الاتصال الزاوي ذات الصف الواحد للأحمال المجمعة ويمكنها تحمل قوة دفع أكبر في اتجاه واحد.

تستخدم معظم المحركات العمودية مجموعة من محامل كروية التلامس الزاوي أحادية الصف في الطرف غير الممتد من العمود للتعامل مع القوى المحورية العالية بما يكفي لتتجاوز سعة الحمولة المحورية لمحامل كريات الأخدود العميق.

من حيث الأبعاد، يمكن استبدالها مع محامل الأخدود العميق ذات الصف الواحد المقابلة للمحرك، مما يتجنب الحاجة إلى إعادة تصميم المكونات الهيكلية والمشكلات المحتملة غير المتوقعة.

تُستخدم محامل كروية التلامس الزاوي أيضًا بشكل شائع في التطبيقات ذات القوى المحورية العالية، مثل مخفضات التروس، والمضخات، ومحركات التروس الدودية، والأعمدة الرأسية، ومغازل الأدوات الآلية. في هذه الحالات، غالبا ما يتم تثبيتها في مجموعات مقترنة مختلفة.

وضع تحميل محمل كروي الاتصال الزاوي

يتم استخدام محامل كروية التلامس الزاوي في المحركات العمودية لتطبيق قوة محورية تعمل على موازنة وزن الدوار، مما يضمن موضعًا محوريًا متوازنًا بين الدوار والجزء الثابت. عندما تكون محامل كروية التلامس الزاوي موجودة أسفل دوار المحرك، يكون هذا وضعًا داعمًا؛ عندما تكون موجودة فوق دوار المحرك، فهي في وضع معلق.

بغض النظر عما إذا تم تثبيته عن طريق الرفع أو التعليق، أثناء تشغيل المحرك، وبصرف النظر عن العلاقة المطابقة للأبعاد المحورية نفسها، فإن الخطوط المركزية المغناطيسية للجزء الثابت والدوار سوف تتم محاذاة تلقائيًا تحت تأثير القوة الكهرومغناطيسية بعد تشغيل المحرك على، مما قد يسبب الإزاحة المحورية للدوار.

بسبب الأخطاء التراكمية التي لا يمكن تجنبها في معالجة المكونات وانحرافات التجميع، فإن الإزاحة الفعلية التي تحدث سوف تسبب درجات متفاوتة من اختلال المحاذاة للمحمل نفسه. عندما يكون اختلال المحمل شديدًا، تصبح القوة الكهرومغناطيسية للمحاذاة التلقائية وجاذبية الدوار قوة اهتزاز يعزز بعضها بعضًا، مما يؤدي إلى تفاقم الضوضاء والاهتزاز للمحمل.

 تدابير الاستجابة

بذل المزيد من الجهود في اختيار هيكل محمل المحرك، مثل الاستخدام المزدوج لمحامل كروية التلامس الزاوي، وتثبيت الاتجاه المحوري للمحمل والتحكم فيه، واعتماد هيكل ثلاثي المحامل للمحرك، واتخاذ تدابير محددة مثل الإجراءات المسبقة المناسبة - إزاحة الجزء الثابت والدوار للمحرك.

من بينها، يجب أن يكون حجم الإزاحة المسبقة للجزء الثابت والدوار للمحرك متوازنًا بشكل صحيح، وإلا فإن النتيجة ستكون نتائج عكسية.

من المهم بشكل خاص ملاحظة أنه أثناء عملية التخزين والنقل والاختبار للمحرك العمودي، يجب إبقاء المحرك في الوضع الرأسي الصحيح لتجنب القوى الخارجية الضارة التي قد تسبب تلف المحمل.

مشكلة اهتزاز المحركات العمودية

المضخات العمودية الكبيرة، مع دعم أسطوانة المحرك وارتفاعها الإجمالي يقترب عمومًا من 2 متر أو حتى يتجاوز 3 أمتار، تعمل عادةً بسرعة حوالي 1500 دورة في الدقيقة. تنقسم المحامل العلوية للمحرك عمومًا إلى نوعين: محامل انزلاقية ومحامل دوارة.

لم يتم هنا مناقشة مشكلات الاهتزاز الناتجة عن ضبط المحامل المنزلقة. سيتم فقط تقديم اهتزاز المحركات ذات المحامل الدوارة كمحامل علوية.

الهيكل كما هو موضح في الرسم البياني أدناه، يتكون من المحرك، ودعم أسطوانة المحرك، وجسم المضخة، وأنابيب المدخل/المخرج.

 خصائص الاهتزاز

يكون الاهتزاز أعظم في الجزء العلوي من المحرك ويتناقص تدريجيًا إلى الأسفل. لديها اتجاه قوي (إما من الشمال إلى الجنوب أو من الشرق إلى الغرب).

عندما يتم اختبار المحرك دون توصيل دوار المضخة، يكون تردد الاهتزاز مطلقًا ويتوافق مع تردد الدوران.

بعد توصيل دوار المضخة بالمحرك، قد يكون التردد الرئيسي 2X. من ناحية أخرى، هناك حالات يتجاوز فيها الاهتزاز المعيار أثناء التركيب والتشغيل الجديد، أو بعد استبدال المحرك أو إصلاحه، أو عندما يزيد الاهتزاز أثناء التشغيل. ومع ذلك، حتى بعد فصل دوار المضخة، يظل الاهتزاز مرتفعًا نسبيًا.

سبب الاهتزاز

يمكن أن يكون المحرك نفسه، وأسطوانة الدعم، وجسم المضخة، وأنابيب الإدخال/الإخراج من الأسباب المحتملة لاهتزاز المحرك. وفيما يلي، سنناقش كل سبب من هذه الأسباب واحدًا تلو الآخر.

1. المشكلة الذاتية للمحرك

بشكل عام، قد تكون هناك دقة غير كافية في التوازن، ومشكلات في تركيب المحامل، ومشكلات في تركيب المحرك، ومشكلات في الرنين الهيكلي.

أما بالنسبة للمشاكل الكهربائية، فهي عادة لا تكون واضحة في حالة الخمول بسبب عدم كفاية التيار ويمكن استبعادها بشكل أساسي.

 (1) دقة التوازن غير كافية

هذه المشكلة في الواقع ليست شائعة جدًا.

السبب المذكور هو أنه عندما تكون الصلابة الكلية لدعم البرميل والمحرك ضعيفة نسبيًا، فإن قدرًا صغيرًا من عدم التوازن يمكن أن يسبب بسهولة اهتزازًا كبيرًا للمحرك. في كثير من الأحيان، يمكن أن يؤدي تقليل عدم التوازن إلى تلبية متطلبات الاهتزاز.

معيار التوازن لهذا النوع من المحركات بشكل عام هو G2.5، مما يعني أن الاهتزاز يبلغ حوالي 15 ميكرومتر (p-p).

وطالما أنها تلبي هذا المعيار، يمكن استبعاد مشاكل التوازن. يمكنك الرجوع إلى تقرير الرصيد المقدم من الشركة المصنعة أو إجراء تجربة تجريبية على منصة الاختبار. إذا كان الاهتزاز أعلى من 30 ميكرومتر، فيمكن إعادة توازنه، الأمر الذي يجب أن يكون له تأثير كبير. تحدث مثل هذه المشكلات عادةً في المعدات المثبتة حديثًا.

 (2) تحمل مشاكل التثبيت

تتحمل المحركات الرأسية الكبيرة عمومًا الحمل على المحمل العلوي، بينما يوفر المحمل السفلي الدعم والتوجيه.

يكون الدوار في حالة تعليق، وهذا هو السبب في أن المحمل العلوي غالبًا ما يكون أول من يتضرر في هذا النوع من المحركات.

However, if the lower bearing bears the load due to installation issues, it will cause the "head shaking" phenomenon at the top of the motor, which is commonly observed in the field.

If the load on the lower bearing is significant, it is relatively easy to eliminate because the "head shaking" phenomenon is more severe during a dry run on the test platform.

ومع ذلك، إذا لم يكن الحمل كبيرًا، فقد لا يكون واضحًا أثناء التشغيل الجاف على منصة الاختبار، ولكن سيتم تضخيم الاهتزاز بعد التثبيت في الهيكل (عندما تكون الصلابة الكلية ضعيفة). ولذلك، فإن أفضل طريقة هي التحقق من الحمل على كلا المحامل.

تحدث هذه الأنواع من المشاكل بشكل عام بعد صيانة المحرك أو استبداله.

(3) مشاكل تركيب المحرك

عادةً ما يحدث هذا النوع من الفشل بسبب عدم كفاية العمودية لتركيب المحرك أو عدم كفاية قوة ربط مسامير التوصيل مع برميل الدعم. يمكن قياسه باستخدام مسطرة المستوى ويمكن إعادة ربط مسامير التوصيل. يظهر هذا النوع من الفشل بشكل خاص في مشكلات الاهتزاز بعد توصيل دوار المضخة.

(4) الرنين الهيكلي

بعض الهياكل الحركية لها ترددات أقل من تردد السرعة المقدرة، وهي أقل بكثير، خاصة بالنسبة للمحركات ذات التردد المتغير.

بعد تأكيد مصنع المحركات، هذا هو التصميم المقصود. من خلال الاختبار، يصل نطاق تأثير تردد الرنين إلى ±160 دورة، وفي بعض الحالات، يؤثر بالفعل على السرعة المقدرة.

إذا كان محركًا متغير التردد وكان التردد الهيكلي أقل من السرعة المقدرة، فيمكن إجراء اختبار السرعة لتحديد ما إذا كان هناك رنين.

إذا كان محركًا يعمل بالتيار المتردد أو كان التردد الهيكلي أعلى من تردد السرعة المقدرة، فيجب إجراء تحليل اختبار بدء التشغيل الأولي لمراقبة السعة والطور لتحديد ما إذا كان يتأثر بالرنين.

عادة ما يوجد هذا النوع من المشاكل أثناء التثبيت الأولي والتشغيل، والحل المعتاد في الموقع هو تحسين دقة الميزان.

 دعم مشكلة الاسطوانة

هذا النوع من المشاكل شائع جدًا في الموقع، وغالبًا ما يتجلى في صلابة عامة ضعيفة بعد توصيل المحرك.

طريقة التمييز بسيطة ومباشرة نسبيًا، عن طريق اختبار المحرك والمحرك بأسطوانة داعمة بشكل منفصل على منصة الاختبار.

يحاول العديد من الأشخاص زيادة الصلابة عن طريق إضافة تعزيز رأسي لدعم الأسطوانة، لكن التأثير ليس كبيرًا. لقد استخدمت طرقًا مؤقتة فقط، مثل إضافة دعم في الجزء العلوي من المحرك، وهو ما له تأثير كبير جدًا ويعمل بشكل متواصل منذ عدة سنوات دون أي مشاكل. هناك طريقة أخرى وهي استبدال المحرك بمحرك أعلى جودة، والذي قد يكون له تأثيرات غير متوقعة (لقد رأيت ذلك مرة واحدة في الموقع).

لحل المشكلة بالكامل، قد يكون من الضروري إعادة تصميمها.

مشكلة في جسم المضخة

لم تتم مواجهة مشكلات الطبقة الأساسية، باستثناء التأريض السائب، في الموقع. لقد تم ذكره هنا كعامل وآمل أن يتفضل الجميع بتقديم المشورة وتقديم معلومات إضافية.

مشاكل الدخول والخروج من خطوط الأنابيب

إن صلابة خط أنابيب الدخول والخروج نفسه، بالإضافة إلى تصميم خط الأنابيب، لا يمكن أن تسبب مشاكل في السوائل فحسب، بل تؤثر أيضًا بشكل مباشر على صلابة المضخة بأكملها.

لقد واجهت شخصيًا موقفًا في الموقع حيث أدى تركيب وصلة تمدد على خط أنابيب مخرج المضخة، لأسباب أخرى، إلى اهتزاز شديد للمضخة بأكملها.

وكان الاهتزاز في اتجاه الدخول والخروج، وحتى عندما كان المحرك في وضع الخمول، فقد تجاوز المعيار بفارق كبير. بعد إزالة وصلة التمدد، عاد الاهتزاز إلى وضعه الطبيعي.

 التدابير المتخذة

بناءً على الأسباب المذكورة أعلاه، يمكن تنفيذ المعالجات المستهدفة، بما في ذلك تحسين دقة التوازن، وضمان العمودي العام، وضبط خلوص المحمل، وإضافة دعم مؤقت، وإعادة تصميم دعم البرميل، من بين أمور أخرى.

نظرًا لشيوع استخدام الدعم المؤقت في الموقع، فمن الضروري التأكيد على أنه عند إضافة الدعم، يفضل القيام بذلك في الطرف العلوي للمحرك، ويجب أن ينخفض ​​الاهتزاز بشكل ملحوظ، أو حتى ينخفض ​​بشكل ملحوظ.

خلاف ذلك، ليس من المستحسن أن أعلى ذلك بالقوة. وبطبيعة الحال، لا يمكن تنفيذ ذلك إلا إذا كان هناك ملحق دعم بجوار جسم المضخة.

للحصول على مزيد من المعلومات حول المحرك الكهربائي، يرجى الاتصال محرك Dongchun للرد السريع.