מדוע מנועים אנכיים גדולים נוטים לרעש ורעידות?

בהשוואה למנועים אופקיים, למנועים אנכיים, במיוחד אלה בעלי מפרט גדול, יש מאפיינים משלהם מבחינת מערכות מיסבים.

מיסבים כדוריים מגע זוויתיים משמשים בקצה אחד של המנוע.

בשל המבנה הייחודי של מיסבי מגע זוויתיים, חיוני להימנע מהטעות של היפוך כיוון מכלול המיסבים, אחרת המסבים ייפגעו ישירות.

אם המסבים אינם מותקנים כהלכה או אם יש חוסר יישור בקואורדינציה הצירית במהלך פעולת המנוע, הדבר עלול לגרום לרעידות חריגות ולרעשים מוזרים במנוע החשמלי.

Characteristics of angular contact ball bearings

מיסבי מגע זוויתיים חד-שורים מיועדים לעומסים משולבים ויכולים לעמוד בדחף גדול יותר בכיוון אחד.

רוב המנועים האנכיים משתמשים בקבוצה של מיסבי מגע זוויתיים בודדים בקצה הלא מורחב של הציר כדי להתמודד עם כוחות צירים גבוהים מספיק כדי לחרוג מיכולת העומס הצירית של מיסבים חריצים עמוקים.

מבחינת מידות, ניתן להחליף אותם עם מיסבי החריצים העמוקים המתאימים של המנוע, תוך מניעת הצורך בתכנון מחדש של רכיבים מבניים ובעיות פוטנציאליות בלתי צפויות.

מיסבים כדוריים מגע זוויתיים נמצאים בשימוש נפוץ גם ביישומים עם כוחות צירים גבוהים, כגון מפחיתי הילוכים, משאבות, כונני גלגלי שיניים תולעים, פירים אנכיים וצירי כלי מכונה. במקרים אלה, הם מותקנים לעתים קרובות בשילובים זוגיים שונים.

מצב עומס מיסב כדורי מגע זוויתי

מיסבים כדוריים מגע זוויתיים משמשים במנועים אנכיים כדי להפעיל כוח צירי שמאזן את משקל הרוטור, ומבטיח מיקום צירי מאוזן בין הרוטור לסטטור. כאשר מיסבי המגע הזוויתיים ממוקמים מתחת לרוטור המנוע, זהו מצב תומך; כאשר הם ממוקמים מעל רוטור המנוע, זהו מצב תלייה.

לא משנה אם הוא מותקן על ידי הרמה או מתלה, במהלך פעולת המנוע, מלבד היחס ההתאמה של הממדים הצירים עצמם, קווי המרכז המגנטיים של הסטטור והרוטור יתיישרו באופן ספונטני תחת פעולת הכוח האלקטרומגנטי לאחר הפעלת המנוע. על, מה שעלול לגרום לתזוזה צירית של הרוטור.

עקב שגיאות מצטברות בלתי נמנעות בעיבוד הרכיבים ובסטיות ההרכבה, העקירה בפועל שתתרחש תגרום לדרגות שונות של חוסר יישור של המיסב עצמו. כאשר חוסר היישור של המיסב חמור, הכוח האלקטרומגנטי של היישור הספונטני וכוח המשיכה של הרוטור הופכים לכוח רטט המחזק הדדי, ומחמיר את הרעש והרעידות של המיסב.

 אמצעי תגובה

עשה מאמצים נוספים בבחירת מבנה נושא המנוע, כגון שימוש זוגי במיסבים כדוריים מגע זוויתיים, קיבוע ובקרה של כיוון ציר המיסב, אימוץ מבנה בעל שלושה נושאים עבור המנוע, ואמצעים ספציפיים כגון קדם מתאים. - תזוזה של הסטטור והרוטור של המנוע.

ביניהם, גודל העקירה המוקדמת של הסטטור והרוטור של המנוע חייב להיות מאוזן כראוי, אחרת התוצאה תהיה לא יעילה.

חשוב במיוחד לציין שבמהלך תהליך האחסון, ההובלה והבדיקה של המנוע האנכי, יש לשמור את המנוע במצב אנכי נכון כדי למנוע כוחות חיצוניים מזיקים שעלולים לגרום לנזק למיסבים.

הבעיה ברטט של מנועים אנכיים

משאבות אנכיות גדולות, עם תמיכת צילינדר המנוע שלהן והגובה הכולל שלהן מתקרבים בדרך כלל ל-2 מטרים או אפילו יותר מ-3 מטרים, פועלות בדרך כלל במהירות של כ-1500 סיבובים לדקה. המסבים העליונים של המנוע מחולקים בדרך כלל לשני סוגים: מיסבים הזזה ומיסבים מתגלגלים.

בעיות רטט הנגרמות כתוצאה מהתאמת מיסבי ההזזה אינן נדונות כאן. רק הרטט של מנועים עם מיסבים מתגלגלים כמיסבים עליונים יוצגו.

המבנה הוא כפי שמוצג בתרשים שלהלן, מורכב מהמנוע, תמיכת צילינדר מנוע, גוף המשאבה וצינורות כניסה/יציאה.

 מאפייני רטט

הרטט הוא הגדול ביותר בחלק העליון של המנוע ויורד בהדרגה כלפי מטה. יש לו כיווניות חזקה (צפון-דרום או מזרח-מערב).

כאשר המנוע נבדק ללא חיבור רוטור המשאבה, תדר הרטט הוא מוחלט ומתאים לתדר הסיבוב.

לאחר חיבור רוטור המשאבה למנוע, התדר הראשי עשוי להיות פי 2. מנגד, ישנם מקרים בהם הרטט חורגת מהתקן במהלך התקנה והפעלה חדשה, לאחר החלפה או תיקון המנוע או כאשר הרטט מתגבר במהלך הפעולה. עם זאת, גם לאחר ניתוק רוטור המשאבה, הרטט נשאר גבוה יחסית.

סיבה לרטט

המנוע עצמו, צילינדר התמיכה, גוף המשאבה וצינורות הכניסה/יציאה יכולים כולם להיות גורמים פוטנציאליים לרטט המנוע. להלן, נדון בכל אחת מהסיבות הללו אחת לאחת.

1. בעיה עצמית מוטורית

באופן כללי, ייתכן שיש דיוק איזון לא מספיק, בעיות התקנת מסבים, בעיות התקנת מנוע ובעיות תהודה מבנית.

באשר לבעיות חשמל, לרוב הן אינן ניכרות במצב סרק עקב זרם לא מספיק וניתן לשלול אותן בעצם.

 (1) דיוק איזון לא מספיק

נושא זה למעשה אינו נפוץ במיוחד.

הסיבה שהיא מוזכרת היא שכאשר הקשיחות הכללית של תומך החבית והמנוע חלשה יחסית, כמות קטנה של חוסר איזון יכולה בקלות לגרום לרטט משמעותי של המנוע. לעתים קרובות, הפחתת חוסר האיזון יכולה לעמוד בדרישות הרטט.

תקן האיזון עבור סוג זה של מנוע הוא בדרך כלל G2.5, כלומר הרטט הוא בסביבות 15μm (p-p).

כל עוד הוא עומד בתקן זה, ניתן לשלול בעיות איזון. אתה יכול לעיין בדוח האיזון שסופק על ידי היצרן או לבצע ריצה יבשה על פלטפורמת הבדיקה. אם הרטט הוא מעל 30μm, ניתן לאזן אותו מחדש, מה שאמור להיות בעל השפעה משמעותית. בעיות כאלה מתרחשות בדרך כלל בציוד שהותקן לאחרונה.

 (2) בעיות התקנת מיסבים

מנועים אנכיים גדולים נושאים בדרך כלל את העומס על המיסב העליון, בעוד שהמיסב התחתון מספק תמיכה והדרכה.

הרוטור נמצא במצב תלוי, וזו הסיבה שהמיסב העליון הוא לרוב הראשון שנפגע במנוע מסוג זה.

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.

עם זאת, אם העומס אינו משמעותי, ייתכן שהוא לא יהיה ברור במהלך ריצה יבשה על פלטפורמת הבדיקה, אך הרטט יוגבר לאחר ההתקנה במארז (כאשר הקשיחות הכללית חלשה). לכן, הגישה הטובה ביותר היא לבדוק את העומס על שני המסבים.

בעיות מסוג זה מתרחשות בדרך כלל לאחר תחזוקה או החלפה של המנוע.

(3) בעיות בהתקנת מנוע

סוג זה של כשל נגרם בדרך כלל על ידי אנכיות לא מספקת של התקנת המנוע או כוח הידוק לא מספיק של הברגים המחברים עם קנה התמיכה. ניתן למדוד עם סרגל רמה וניתן להדק מחדש את הברגים המחברים. כשל מסוג זה בולט במיוחד בבעיות רטט לאחר חיבור רוטור המשאבה.

(4) תהודה מבנית

למבני מנועים מסוימים יש תדרים נמוכים מתדר המהירות המדורג, והם נמוכים בהרבה, במיוחד עבור מנועים בתדר משתנה.

לאחר אישור מפעל המנועים, זהו התכנון המיועד. באמצעות בדיקה, טווח ההשפעה של תדר התהודה הוא עד ±160 סיבובים, ובמקרים מסוימים, הוא השפיע למעשה על המהירות המדורגת.

אם מדובר במנוע בתדר משתנה והתדר המבני נמוך מהמהירות המדורגת, ניתן לערוך בדיקת מהירות כדי לקבוע אם יש תהודה.

אם מדובר במנוע AC או שהתדר המבני גבוה מתדר המהירות המדורג, יש לערוך ניתוח מבחן הפעלה ראשוני כדי לצפות באמפליטודה והפאזה כדי לקבוע אם היא מושפעת מתהודה.

בעיה מסוג זה קיימת בדרך כלל במהלך ההתקנה וההפעלה הראשונית, והפתרון הרגיל באתר הוא שיפור דיוק האיזון.

 בעיית צילינדר תומך

סוג זה של בעיה נפוצה למדי באתר, מתבטאת לעתים קרובות בנוקשות כללית חלשה לאחר חיבור המנוע.

שיטת ההבחנה פשוטה וישירה יחסית, על ידי בדיקה נפרדת של המנוע והמנוע עם צילינדר תומך על פלטפורמת הבדיקה.

אנשים רבים מנסים להגביר את הקשיחות על ידי הוספת חיזוק אנכי לתמיכת הצילינדר, אך ההשפעה אינה משמעותית. השתמשתי רק בשיטות זמניות, כמו הוספת תמיכה בחלק העליון של המנוע, שיש לה השפעה מאוד משמעותית ופועלת ברציפות כבר כמה שנים ללא בעיות. שיטה נוספת היא החלפת המנוע במנוע איכותי יותר, שעלולות להיות לה השפעות בלתי צפויות (ראיתי את זה פעם אחת באתר).

כדי לפתור את הבעיה לחלוטין, ייתכן שיהיה צורך לעצב אותה מחדש.

בעיה בגוף המשאבה

בעיות בסיסיות בכיתה, מלבד הארקה רופפת, לא נתקלו בבעיות אחרות באתר. זה רק מוזכר כאן כגורם ואני מקווה שכולם יוכלו להציע עצות ולספק מידע נוסף.

בעיות בצנרת כניסה ויציאה

הקשיחות של צינור הכניסה והיציאה עצמו, כמו גם פריסת הצינור, לא רק עלולים לגרום לבעיות נוזלים אלא גם להשפיע ישירות על קשיחות המשאבה כולה.

חוויתי באופן אישי מצב במקום בו התקנת מפרק התפשטות על צינור היציאה של המשאבה, מסיבות אחרות, גרמה לרטט חמור של המשאבה כולה.

הרטט היה לכיוון הכניסה והיציאה, וגם כשהמנוע היה במצב סרק הוא חרג בפער גדול מהתקן. לאחר הסרת מפרק ההרחבה, הרטט חזר לקדמותו.

 אמצעים שננקטו

בהתבסס על הסיבות לעיל, ניתן ליישם טיפולים ממוקדים, לרבות שיפור דיוק האיזון, הבטחת אנכיות כללית, התאמת מרווח מסבים, הוספת תמיכה זמנית ועיצוב מחדש של תמיכת חבית, בין היתר.

מכיוון שבמקום נהוג להשתמש בתמיכה זמנית, יש צורך להדגיש כי בעת הוספת תמיכה, עדיף לעשות זאת בקצה העליון של המנוע, והרעידות אמורות לרדת בצורה ניכרת, או אפילו לרדת משמעותית.

אחרת, לא כדאי לעלות עליו בכוח. כמובן, ניתן ליישם זאת רק אם יש חיבור תמיכה ליד גוף המשאבה.

קבל מידע נוסף על מנוע חשמלי, אנא צור קשר אופנוע דונגצ'ון לתשובה מהירה.