Γιατί οι μεγάλοι κάθετοι κινητήρες τείνουν να έχουν θόρυβο και κραδασμούς;

Σε σύγκριση με τους οριζόντιους κινητήρες, οι κάθετοι κινητήρες, ειδικά αυτοί μεγάλων προδιαγραφών, έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά όσον αφορά τα συστήματα ρουλεμάν.

Στο ένα άκρο του κινητήρα χρησιμοποιούνται ρουλεμάν γωνιακής επαφής.

Λόγω της μοναδικής δομής των ρουλεμάν γωνιακής επαφής, είναι σημαντικό να αποφευχθεί το λάθος της αντιστροφής της κατεύθυνσης συναρμολόγησης ρουλεμάν, διαφορετικά τα ρουλεμάν θα καταστραφούν άμεσα.

Εάν τα ρουλεμάν δεν έχουν τοποθετηθεί σωστά ή εάν υπάρχει κακή ευθυγράμμιση στον αξονικό συντονισμό κατά τη λειτουργία του κινητήρα, μπορεί να προκληθούν μη φυσιολογικοί κραδασμοί και περίεργοι θόρυβοι στον ηλεκτροκινητήρα.

Characteristics of angular contact ball bearings

Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής μονής σειράς είναι σχεδιασμένα για συνδυασμένα φορτία και μπορούν να αντέξουν μεγαλύτερη ώθηση προς μία κατεύθυνση.

Οι περισσότεροι κάθετοι κινητήρες χρησιμοποιούν ένα σύνολο ρουλεμάν γωνιακής επαφής μονής σειράς στο μη εκτεταμένο άκρο του άξονα για να χειρίζονται αξονικές δυνάμεις που είναι αρκετά υψηλές ώστε να υπερβαίνουν την ικανότητα αξονικού φορτίου των σφαιρικών ρουλεμάν βαθιάς αυλάκωσης.

Όσον αφορά τις διαστάσεις, μπορούν να εναλλάσσονται με τα αντίστοιχα ρουλεμάν βαθιάς αυλάκωσης μιας σειράς του κινητήρα, αποφεύγοντας την ανάγκη επανασχεδιασμού των δομικών στοιχείων και πιθανά απρόβλεπτα προβλήματα.

Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως σε εφαρμογές με υψηλές αξονικές δυνάμεις, όπως μειωτήρες γραναζιών, αντλίες, μηχανισμούς κίνησης με ατέρμονα γρανάζια, κατακόρυφους άξονες και άξονες εργαλειομηχανών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, εγκαθίστανται συχνά σε διάφορους συνδυασμένους συνδυασμούς.

Λειτουργία φορτίου ρουλεμάν γωνιακής επαφής

Τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής χρησιμοποιούνται σε κάθετους κινητήρες για την εφαρμογή μιας αξονικής δύναμης που εξισορροπεί το βάρος του ρότορα, διασφαλίζοντας μια ισορροπημένη αξονική θέση μεταξύ του ρότορα και του στάτορα. Όταν τα ρουλεμάν γωνιακής επαφής βρίσκονται κάτω από τον ρότορα του κινητήρα, είναι μια λειτουργία υποστήριξης. όταν βρίσκονται πάνω από τον ρότορα του κινητήρα, είναι μια λειτουργία ανάρτησης.

Ανεξάρτητα από το αν εγκαθίσταται με ανύψωση ή ανάρτηση, κατά τη λειτουργία του κινητήρα, εκτός από τη σχέση αντιστοίχισης των ίδιων των αξονικών διαστάσεων, οι μαγνητικές κεντρικές γραμμές του στάτορα και του ρότορα θα ευθυγραμμιστούν αυθόρμητα υπό την επίδραση ηλεκτρομαγνητικής δύναμης μετά την τροφοδοσία του κινητήρα αναμμένο, το οποίο μπορεί να προκαλέσει αξονική μετατόπιση του ρότορα.

Λόγω αναπόφευκτων σωρευτικών σφαλμάτων στην επεξεργασία των εξαρτημάτων και τις αποκλίσεις συναρμολόγησης, η πραγματική μετατόπιση που συμβαίνει θα προκαλέσει ποικίλους βαθμούς κακής ευθυγράμμισης του ίδιου του ρουλεμάν. Όταν η κακή ευθυγράμμιση του ρουλεμάν είναι σοβαρή, η αυθόρμητη ηλεκτρομαγνητική δύναμη ευθυγράμμισης και η βαρύτητα του ρότορα γίνονται μια αμοιβαία ενισχυόμενη δύναμη δόνησης, επιδεινώνοντας το θόρυβο και τους κραδασμούς του ρουλεμάν.

 Μέτρα αντίδρασης

Καταβάλετε περισσότερες προσπάθειες στην επιλογή της δομής ρουλεμάν κινητήρα, όπως η χρήση ζευγαρώματος σφαιρικών ρουλεμάν γωνιακής επαφής, η ακινητοποίηση και ο έλεγχος της αξονικής κατεύθυνσης του ρουλεμάν, η υιοθέτηση μιας δομής τριών εδράνων για τον κινητήρα και συγκεκριμένα μέτρα όπως η κατάλληλη προ -μετατόπιση του στάτορα και του ρότορα του κινητήρα.

Μεταξύ αυτών, το μέγεθος της προμετατόπισης του στάτορα και του ρότορα του κινητήρα πρέπει να είναι σωστά ισορροπημένο, διαφορετικά το αποτέλεσμα θα είναι αντιπαραγωγικό.

Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να σημειωθεί ότι κατά τη διαδικασία αποθήκευσης, μεταφοράς και δοκιμής του κατακόρυφου κινητήρα, ο κινητήρας πρέπει να διατηρείται στη σωστή κατακόρυφη θέση για να αποφευχθούν επιβλαβείς εξωτερικές δυνάμεις που μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στα ρουλεμάν.

Το πρόβλημα με τους κάθετους κραδασμούς των κινητήρων

Οι μεγάλες κατακόρυφες αντλίες, με τη στήριξη του κυλίνδρου κινητήρα και το συνολικό ύψος τους γενικά να πλησιάζουν τα 2 μέτρα ή ακόμη και να υπερβαίνουν τα 3 μέτρα, λειτουργούν συνήθως με ταχύτητα περίπου 1500 στροφών ανά λεπτό. Τα άνω ρουλεμάν του κινητήρα χωρίζονται γενικά σε δύο τύπους: ρουλεμάν ολίσθησης και ρουλεμάν κύλισης.

Τα ζητήματα κραδασμών που προκαλούνται από τη ρύθμιση των ρουλεμάν ολίσθησης δεν συζητούνται εδώ. Θα εισαχθεί μόνο η δόνηση των κινητήρων με ρουλεμάν κύλισης ως άνω ρουλεμάν.

Η δομή είναι όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα, που αποτελείται από τον κινητήρα, τη βάση του κυλίνδρου κινητήρα, το σώμα της αντλίας και τους σωλήνες εισόδου/εξόδου.

 Χαρακτηριστικά κραδασμών

Η δόνηση είναι μεγαλύτερη στο πάνω μέρος του κινητήρα και μειώνεται προοδευτικά προς τα κάτω. Έχει έντονη κατευθυντικότητα (είτε βορρά-νότου είτε ανατολή-δύση).

Όταν ο κινητήρας δοκιμάζεται χωρίς συνδεδεμένο τον ρότορα της αντλίας, η συχνότητα δόνησης είναι απόλυτη και αντιστοιχεί στη συχνότητα περιστροφής.

Μετά τη σύνδεση του ρότορα της αντλίας στον κινητήρα, η κύρια συχνότητα μπορεί να είναι 2X. Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν περιπτώσεις όπου η δόνηση υπερβαίνει το πρότυπο κατά τη νέα εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία, μετά την αντικατάσταση ή την επισκευή του κινητήρα ή όταν η δόνηση αυξάνεται κατά τη λειτουργία. Ωστόσο, ακόμη και μετά την αποσύνδεση του ρότορα της αντλίας, η δόνηση παραμένει σχετικά υψηλή.

Αιτία κραδασμών

Ο ίδιος ο κινητήρας, ο κύλινδρος στήριξης, το σώμα της αντλίας και οι σωλήνες εισόδου/εξόδου μπορούν όλα να είναι πιθανές αιτίες δόνησης του κινητήρα. Παρακάτω, θα συζητήσουμε καθεμία από αυτές τις αιτίες μία προς μία.

1. Αυτοέκδοση κινητήρα

Γενικά, μπορεί να υπάρχει ανεπαρκής ακρίβεια ζυγοστάθμισης, προβλήματα εγκατάστασης ρουλεμάν, προβλήματα εγκατάστασης κινητήρα και προβλήματα δομικού συντονισμού.

Όσον αφορά τα ηλεκτρικά προβλήματα, συνήθως δεν είναι εμφανή στην κατάσταση αδράνειας λόγω ανεπαρκούς ρεύματος και μπορούν βασικά να αποκλειστούν.

 (1) Ανεπαρκής ακρίβεια ισορροπίας

Αυτό το ζήτημα στην πραγματικότητα δεν είναι πολύ συνηθισμένο.

Ο λόγος που αναφέρεται είναι ότι όταν η συνολική ακαμψία της βάσης της κάννης και του κινητήρα είναι σχετικά ασθενής, μια μικρή ανισορροπία μπορεί εύκολα να προκαλέσει σημαντική δόνηση του κινητήρα. Συχνά, η μείωση της ανισορροπίας μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις δόνησης.

Το πρότυπο ισορροπίας για αυτόν τον τύπο κινητήρα είναι γενικά G2.5, που σημαίνει ότι η δόνηση είναι περίπου 15μm (p-p).

Εφόσον πληροί αυτό το πρότυπο, τα ζητήματα ισορροπίας μπορούν να αποκλειστούν. Μπορείτε να ανατρέξετε στην αναφορά ισορροπίας που παρέχεται από τον κατασκευαστή ή να πραγματοποιήσετε στεγνή λειτουργία στην πλατφόρμα δοκιμής. Εάν η δόνηση είναι πάνω από 30μm, μπορεί να εξισορροπηθεί, κάτι που θα πρέπει να έχει σημαντικό αποτέλεσμα. Τέτοια ζητήματα εμφανίζονται συνήθως σε πρόσφατα εγκατεστημένο εξοπλισμό.

 (2) Ζητήματα εγκατάστασης ρουλεμάν

Οι μεγάλοι κάθετοι κινητήρες γενικά αντέχουν το φορτίο στο άνω έδρανο, ενώ το κάτω έδρανο παρέχει στήριξη και καθοδήγηση.

Ο ρότορας είναι σε αναρτημένη κατάσταση, γι' αυτό το επάνω ρουλεμάν είναι συχνά το πρώτο που καταστρέφεται σε αυτόν τον τύπο κινητήρα.

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.

Ωστόσο, εάν το φορτίο δεν είναι σημαντικό, μπορεί να μην είναι εμφανές κατά τη διάρκεια μιας στεγνής λειτουργίας στην πλατφόρμα δοκιμής, αλλά η δόνηση θα ενισχυθεί μετά την εγκατάσταση στο περίβλημα (όταν η συνολική ακαμψία είναι ασθενής). Επομένως, η καλύτερη προσέγγιση είναι να ελέγξετε το φορτίο και στα δύο ρουλεμάν.

Αυτοί οι τύποι προβλημάτων εμφανίζονται γενικά μετά τη συντήρηση ή την αντικατάσταση του κινητήρα.

(3) Ζητήματα εγκατάστασης κινητήρα

Αυτός ο τύπος αστοχίας προκαλείται συνήθως από ανεπαρκή κατακόρυφη θέση της εγκατάστασης του κινητήρα ή ανεπαρκή δύναμη σύσφιξης των μπουλονιών σύνδεσης με την κάννη στήριξης. Μπορεί να μετρηθεί με ένα χάρακα στάθμης και τα μπουλόνια σύνδεσης μπορούν να σφίξουν ξανά. Αυτός ο τύπος αστοχίας είναι ιδιαίτερα εμφανής σε θέματα κραδασμών μετά τη σύνδεση του ρότορα της αντλίας.

(4) Δομικός συντονισμός

Ορισμένες δομές κινητήρα έχουν συχνότητες χαμηλότερες από την ονομαστική συχνότητα στροφών και είναι πολύ χαμηλότερες, ειδικά για κινητήρες μεταβλητής συχνότητας.

Μετά την επιβεβαίωση του εργοστασίου κινητήρων, αυτός είναι ο προβλεπόμενος σχεδιασμός. Μέσω των δοκιμών, το εύρος της κρούσης συχνότητας συντονισμού είναι τόσο υψηλό όσο ±160 στροφές και σε ορισμένες περιπτώσεις έχει επηρεάσει πραγματικά την ονομαστική ταχύτητα.

Εάν πρόκειται για κινητήρα μεταβλητής συχνότητας και η δομική συχνότητα είναι χαμηλότερη από την ονομαστική ταχύτητα, μπορεί να διεξαχθεί μια δοκιμή ταχύτητας για να προσδιοριστεί εάν υπάρχει συντονισμός.

Εάν πρόκειται για κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος ή εάν η δομική συχνότητα είναι υψηλότερη από την ονομαστική συχνότητα ταχύτητας, θα πρέπει να διεξαχθεί μια αρχική ανάλυση δοκιμής εκκίνησης για να παρατηρηθεί το πλάτος και η φάση για να προσδιοριστεί εάν επηρεάζεται από τον συντονισμό.

Αυτός ο τύπος προβλήματος υπάρχει γενικά κατά την αρχική εγκατάσταση και θέση σε λειτουργία και η συνήθης επί τόπου λύση είναι να βελτιωθεί η ακρίβεια της ισορροπίας.

 Πρόβλημα υποστηρικτικού κυλίνδρου

Αυτός ο τύπος προβλήματος είναι αρκετά κοινός στο χώρο, συχνά εκδηλώνεται ως ασθενής συνολική ακαμψία μετά τη σύνδεση του κινητήρα.

Η μέθοδος διάκρισης είναι σχετικά απλή και άμεση, δοκιμάζοντας χωριστά τον κινητήρα και τον κινητήρα με έναν κύλινδρο στήριξης στην πλατφόρμα δοκιμής.

Πολλοί άνθρωποι προσπαθούν να αυξήσουν την ακαμψία προσθέτοντας κάθετη ενίσχυση στο στήριγμα του κυλίνδρου, αλλά το αποτέλεσμα δεν είναι σημαντικό. Έχω χρησιμοποιήσει μόνο προσωρινές μεθόδους, όπως προσθήκη στήριξης στο πάνω μέρος του κινητήρα, που έχει πολύ σημαντικό αποτέλεσμα και λειτουργεί συνεχώς εδώ και αρκετά χρόνια χωρίς κανένα πρόβλημα. Μια άλλη μέθοδος είναι η αντικατάσταση του κινητήρα με ένα υψηλότερης ποιότητας, το οποίο μπορεί να έχει απροσδόκητα αποτελέσματα (το έχω δει μια φορά στο χώρο).

Για την πλήρη επίλυση του προβλήματος, μπορεί να χρειαστεί να το επανασχεδιάσετε.

Πρόβλημα στο σώμα της αντλίας

Θέματα βασικής τάξης, εκτός από χαλαρή γείωση, δεν έχουν παρουσιαστεί άλλα προβλήματα επί τόπου. Απλώς αναφέρεται εδώ ως παράγοντας και ελπίζω ότι όλοι μπορούν ευγενικά να προσφέρουν συμβουλές και να παράσχουν πρόσθετες πληροφορίες.

Ζητήματα αγωγών εισόδου και εξόδου

Η ακαμψία του ίδιου του αγωγού εισόδου και εξόδου, καθώς και η διάταξη του αγωγού, όχι μόνο μπορεί να προκαλέσει προβλήματα υγρών αλλά και να επηρεάσει άμεσα την ακαμψία ολόκληρης της αντλίας.

Προσωπικά έχω βιώσει μια κατάσταση επί τόπου όπου η εγκατάσταση ενός αρμού διαστολής στον αγωγό εξόδου της αντλίας, για άλλους λόγους, είχε ως αποτέλεσμα σοβαρούς κραδασμούς ολόκληρης της αντλίας.

Η δόνηση ήταν προς την κατεύθυνση της εισόδου και της εξόδου, και ακόμη και όταν το μοτέρ ήταν στο ρελαντί, ξεπερνούσε το πρότυπο με μεγάλη διαφορά. Μετά την αφαίρεση του αρμού διαστολής, η δόνηση επέστρεψε στο κανονικό.

 Λήφθηκαν μέτρα

Με βάση τους παραπάνω λόγους, μπορούν να εφαρμοστούν στοχευμένες θεραπείες, συμπεριλαμβανομένης της βελτίωσης της ακρίβειας ζυγοστάθμισης, της διασφάλισης της συνολικής κατακόρυφης θέσης, της προσαρμογής του διάκενου του ρουλεμάν, της προσθήκης προσωρινής στήριξης και του επανασχεδιασμού της στήριξης κάννης, μεταξύ άλλων.

Επειδή η προσωρινή υποστήριξη χρησιμοποιείται συνήθως επί τόπου, είναι απαραίτητο να τονιστεί ότι κατά την προσθήκη στήριξης, είναι προτιμότερο να γίνεται στο πάνω άκρο του κινητήρα και η δόνηση θα πρέπει να μειωθεί αισθητά ή ακόμη και να μειωθεί σημαντικά.

Διαφορετικά, δεν είναι σκόπιμο να το ανεβάσετε με δύναμη. Φυσικά, αυτό μπορεί να εφαρμοστεί μόνο εάν υπάρχει προσάρτηση στήριξης δίπλα στο σώμα της αντλίας.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον ηλεκτροκινητήρα, επικοινωνήστε Κινητήρας Dongchun για γρήγορη απάντηση.