Rispetto ai motori orizzontali, i motori verticali, soprattutto quelli di grandi dimensioni, hanno caratteristiche proprie in termini di sistemi di cuscinetti.
Su un'estremità del motore vengono utilizzati cuscinetti a sfere a contatto obliquo.
A causa della struttura unica dei cuscinetti a sfere a contatto obliquo, è fondamentale evitare l'errore di invertire la direzione di montaggio del cuscinetto, altrimenti i cuscinetti verranno danneggiati direttamente.
Se i cuscinetti non sono installati correttamente o se si verifica un disallineamento nella coordinazione assiale durante il funzionamento del motore, potrebbero verificarsi vibrazioni anomale e strani rumori nel motore elettrico.
Characteristics of angular contact ball bearings
I cuscinetti a sfere a contatto obliquo ad una corona sono progettati per carichi combinati e possono sopportare spinte maggiori in una direzione.
La maggior parte dei motori verticali utilizza un set di cuscinetti a sfere a contatto obliquo a corona singola sull'estremità non estesa dell'albero per gestire forze assiali sufficientemente elevate da superare la capacità di carico assiale dei cuscinetti a sfere a gola profonda.
In termini di dimensioni, possono essere intercambiati con i corrispondenti cuscinetti a gola profonda a corona singola del motore, evitando la necessità di riprogettare i componenti strutturali e potenziali problemi imprevisti.
I cuscinetti a sfere a contatto obliquo sono comunemente utilizzati anche in applicazioni con forze assiali elevate, come riduttori, pompe, trasmissioni a vite senza fine, alberi verticali e mandrini di macchine utensili. In questi casi, vengono spesso installati in varie combinazioni accoppiate.
Modalità di carico con cuscinetto a sfere a contatto angolare
I cuscinetti a sfere a contatto obliquo vengono utilizzati nei motori verticali per applicare una forza assiale che bilancia il peso del rotore, garantendo una posizione assiale equilibrata tra il rotore e lo statore. Quando i cuscinetti a sfere a contatto obliquo si trovano sotto il rotore del motore, si tratta di una modalità di supporto; quando si trovano sopra il rotore del motore, si tratta di una modalità sospesa.
Indipendentemente dal fatto che sia installato tramite sollevamento o sospensione, durante il funzionamento del motore, a parte il rapporto di corrispondenza delle dimensioni assiali stesse, le linee centrali magnetiche dello statore e del rotore si allineeranno spontaneamente sotto l'azione della forza elettromagnetica dopo che il motore è alimentato acceso, che potrebbe causare lo spostamento assiale del rotore.
A causa degli inevitabili errori cumulativi nella lavorazione dei componenti e delle deviazioni nell'assemblaggio, lo spostamento effettivo che si verifica causerà vari gradi di disallineamento del cuscinetto stesso. Quando il disallineamento del cuscinetto è grave, la forza elettromagnetica di allineamento spontaneo e la gravità del rotore diventano una forza di vibrazione che si rinforza a vicenda, esacerbando il rumore e la vibrazione del cuscinetto.
Misure di risposta
Fare ulteriori sforzi nella selezione della struttura del cuscinetto motorio, come l'uso accoppiato di cuscinetti angolari a sfera di contatto, l'immobilizzazione e il controllo della direzione assiale del cuscinetto, l'adozione di una struttura a tre porta -Splaction dello statore e del rotore del motore.
Tra questi, le dimensioni della pre-spostamento dello statore e del rotore del motore devono essere adeguatamente bilanciate, altrimenti il risultato sarà controproducente.
È particolarmente importante notare che durante il processo di stoccaggio, trasporto e test del motore verticale, il motore deve essere mantenuto nella posizione verticale corretta per evitare forze esterne dannose che potrebbero causare danni ai cuscinetti.
Il problema con la vibrazione dei motori verticali
Le grandi pompe verticali, con il supporto del cilindro motore e un'altezza complessiva che generalmente si avvicina ai 2 metri o addirittura superano i 3 metri, funzionano tipicamente a una velocità di circa 1500 giri al minuto. I cuscinetti superiori del motore si dividono generalmente in due tipologie: cuscinetti radenti e cuscinetti volventi.
I problemi di vibrazione causati dalla regolazione dei cuscinetti scorrevoli non vengono discussi in questa sede. Verrà introdotta solo la vibrazione dei motori con cuscinetti volventi come cuscinetti superiori.
La struttura è quella mostrata nello schema seguente, composta dal motore, dal supporto del cilindro del motore, dal corpo della pompa e dai tubi di ingresso/uscita.
Caratteristiche delle vibrazioni
La vibrazione è maggiore nella parte superiore del motore e diminuisce progressivamente verso il basso. Ha una forte direzionalità (nord-sud o est-ovest).
Quando il motore viene testato senza il rotore della pompa collegato, la frequenza di vibrazione è assoluta e corrisponde alla frequenza di rotazione.
Dopo aver collegato il rotore della pompa al motore, la frequenza principale può essere 2X. D'altra parte, ci sono casi in cui la vibrazione supera lo standard durante la nuova installazione e messa in servizio, dopo la sostituzione o la riparazione del motore, o quando la vibrazione aumenta durante il funzionamento. Tuttavia, anche dopo aver scollegato il rotore della pompa, le vibrazioni rimangono relativamente elevate.
Causa delle vibrazioni
Il motore stesso, il cilindro di supporto, il corpo della pompa e i tubi di ingresso/uscita possono essere tutti potenziali cause di vibrazione del motore. Di seguito, discuteremo ciascuna di queste cause una per una.
1. Problema motorio
In generale, potrebbero esserci problemi di precisione della bilancia, problemi di installazione dei cuscinetti, problemi di installazione del motore e problemi di risonanza strutturale.
Per quanto riguarda i problemi elettrici, a causa della corrente insufficiente di solito non si notano in stato di riposo e possono essere sostanzialmente esclusi.
Il motivo per cui viene menzionato è che quando la rigidità complessiva del supporto della canna e del motore è relativamente debole, un piccolo squilibrio può facilmente causare vibrazioni significative del motore. Spesso, riducendo lo squilibrio è possibile soddisfare i requisiti di vibrazione.
Lo standard di bilanciamento per questo tipo di motore è generalmente G2.5, il che significa che la vibrazione è di circa 15μm (p-p).
Finché soddisfa questo standard, è possibile escludere problemi di equilibrio. È possibile fare riferimento al rapporto sulla bilancia fornito dal produttore o eseguire una prova sulla piattaforma di test. Se la vibrazione è superiore a 30μm, può essere riequilibrata, il che dovrebbe avere un effetto significativo. Tali problemi si verificano solitamente nelle apparecchiature appena installate.
(2) Problemi di installazione dei cuscinetti
I grandi motori verticali generalmente sopportano il carico sul cuscinetto superiore, mentre il cuscinetto inferiore fornisce supporto e guida.
Il rotore si trova in uno stato sospeso, per questo motivo in questo tipo di motore il cuscinetto superiore è spesso il primo a essere danneggiato.
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.
Tuttavia, se il carico non è significativo, potrebbe non essere evidente durante un funzionamento a secco sulla piattaforma di prova, ma la vibrazione verrà amplificata dopo l'installazione nell'alloggiamento (quando la rigidità complessiva è debole). Pertanto, l'approccio migliore è controllare il carico su entrambi i cuscinetti.
Questi tipi di problemi si verificano generalmente dopo la manutenzione o la sostituzione del motore.
(3) Problemi di installazione del motore
Questo tipo di guasto è solitamente causato da un'insufficiente verticalità dell'installazione del motore o da una forza di serraggio insufficiente dei bulloni di collegamento con il cilindro di supporto. Può essere misurato con un righello di livello e i bulloni di collegamento possono essere serrati nuovamente. Questo tipo di guasto è particolarmente evidente nei problemi di vibrazione dopo aver collegato il rotore della pompa.
Alcune strutture di motori hanno frequenze inferiori alla frequenza della velocità nominale e sono molto inferiori, soprattutto per i motori a frequenza variabile.
Dopo la conferma della fabbrica motoria, questo è il design previsto. Attraverso i test, la gamma di impatto sulla frequenza di risonanza è alta quanto ± 160 rivoluzioni e, in alcuni casi, ha effettivamente influenzato la velocità nominale.
Se si tratta di un motore a frequenza variabile e la frequenza strutturale è inferiore alla velocità nominale, è possibile effettuare un test di velocità per determinare se c'è risonanza.
Se si tratta di un motore CA o la frequenza strutturale è superiore alla frequenza di velocità nominale, è necessario condurre un'analisi iniziale del test di avvio per osservare l'ampiezza e la fase per determinare se è influenzato da risonanza.
Questo tipo di problema generalmente esiste durante l'installazione iniziale e la messa in servizio e la soluzione abituale in loco è migliorare la precisione della bilancia.
Problema del cilindro di supporto
Questo tipo di problema è abbastanza comune in cantiere e spesso si manifesta con una debole rigidità generale dopo aver collegato il motore.
Il metodo di distinzione è relativamente semplice e diretto, testando separatamente il motore e il motore con un cilindro di supporto sulla piattaforma di prova.
Molte persone cercano di aumentare la rigidità aggiungendo un rinforzo verticale al supporto del cilindro, ma l'effetto non è significativo. Ho utilizzato solo metodi temporanei, come l'aggiunta di un supporto nella parte superiore del motore, che ha un effetto molto significativo e funziona ininterrottamente da diversi anni senza problemi. Un altro metodo è sostituire il motore con uno di qualità superiore, il che potrebbe avere effetti inaspettati (l'ho visto una volta sul posto).
Per risolvere completamente il problema, potrebbe essere necessario riprogettarlo.
Problemi di classe di base, a parte le basi allentate, non sono stati riscontrati altri problemi sul posto. È appena menzionato qui come fattore e spero che tutti possano gentilmente offrire consigli e fornire ulteriori informazioni.
Problemi di pipeline di entrata e di uscita
La rigidità della tubazione di ingresso e di uscita stessa, nonché la disposizione della tubazione, non solo possono causare problemi ai fluidi ma influiscono anche direttamente sulla rigidità dell'intera pompa.
Ho riscontrato personalmente una situazione in cantiere in cui l'installazione di un giunto di dilatazione sulla tubazione di mandata della pompa, per altri motivi, ha provocato forti vibrazioni dell'intera pompa.
La vibrazione era nella direzione dell'entrata e dell'uscita e, anche quando il motore era al minimo, superava ampiamente lo standard. Dopo aver rimosso il giunto di dilatazione, la vibrazione è tornata alla normalità.
Misure adottate
Sulla base delle ragioni di cui sopra, è possibile implementare trattamenti mirati, tra cui il miglioramento della precisione del bilanciamento, la garanzia della verticalità complessiva, la regolazione del gioco dei cuscinetti, l’aggiunta di un supporto temporaneo e la riprogettazione del supporto della canna, tra gli altri.
Poiché il supporto temporaneo è comunemente utilizzato in cantiere, è necessario sottolineare che quando si aggiunge il supporto, è preferibile farlo all'estremità superiore del motore e la vibrazione dovrebbe diminuire sensibilmente, o addirittura diminuire in modo significativo.
In caso contrario non è consigliabile colmarlo forzatamente. Naturalmente ciò è possibile solo se accanto al corpo della pompa è presente un supporto.
Per ulteriori informazioni sul motore elettrico, contattare Motore Dongchun per una risposta rapida.
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