대형 수직형 모터에 소음과 진동이 발생하는 경향이 있는 이유는 무엇입니까?

수평 모터와 비교하여 수직 모터, 특히 대형 사양의 모터는 베어링 시스템 측면에서 고유한 특성을 가지고 있습니다.

모터의 한쪽 끝에는 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 사용됩니다.

앵귤러 콘택트 볼 베어링의 독특한 구조로 인해 베어링 조립 방향을 바꾸는 실수를 피하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 베어링이 직접 손상됩니다.

베어링이 제대로 설치되지 않거나 모터 작동 중 축 조정이 어긋나는 경우 전기 모터에서 비정상적인 진동 및 이상한 소음이 발생할 수 있습니다.

Characteristics of angular contact ball bearings

단열 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 결합된 하중을 위해 설계되었으며 한 방향으로 더 큰 추력을 견딜 수 있습니다.

대부분의 수직 모터는 깊은 홈 볼 베어링의 축 하중 용량을 초과할 만큼 충분히 높은 축 힘을 처리하기 위해 샤프트의 확장되지 않은 끝 부분에 단열 앵귤러 콘택트 볼 베어링 세트를 사용합니다.

치수 측면에서 모터의 해당 단열 깊은 홈 베어링과 상호 교환할 수 있으므로 구조적 구성 요소를 재설계할 필요와 예상치 못한 잠재적인 문제를 피할 수 있습니다.

앵귤러 콘택트 볼 베어링은 기어 감속기, 펌프, 웜 기어 드라이브, 수직 샤프트 및 공작 기계 스핀들과 같이 축 방향 힘이 높은 응용 분야에도 일반적으로 사용됩니다. 이러한 경우에는 다양한 쌍을 이루는 조합으로 설치되는 경우가 많습니다.

앵귤러 콘택트 볼 베어링 부하 모드

앵귤러 콘택트 볼 베어링은 수직 모터에 사용되어 로터 무게의 균형을 맞추는 축력을 가하여 로터와 고정자 사이의 축 위치 균형을 보장합니다. 앵귤러 콘택트 볼 베어링이 모터 로터 아래에 있는 경우 이는 지지 모드입니다. 모터 로터 위에 위치하면 행잉 모드입니다.

리프팅 또는 서스펜션 방식으로 설치되었는지 여부에 관계없이 모터 작동 중에 축 치수 자체의 일치 관계와는 별도로 고정자와 회 전자 자기 중심선은 모터에 전원이 공급된 후 전자기력의 작용에 따라 자동으로 정렬됩니다. 이로 인해 로터의 축방향 변위가 발생할 수 있습니다.

부품 처리 및 조립 편차의 피할 수 없는 누적 오류로 인해 발생하는 실제 변위는 베어링 자체의 다양한 정도의 정렬 불량을 유발합니다. 베어링 정렬 불량이 심할 경우 자연 정렬 전자기력과 회전자 중력이 상호 강화하는 진동력이 되어 베어링의 소음과 진동을 악화시킵니다.

 대응조치

앵귤러 콘택트 볼 베어링의 쌍 사용, 베어링 축 방향 고정 및 제어, 모터용 3베어링 구조 채택, 적절한 사전 조치와 같은 구체적인 조치 등 모터 베어링 구조 선택에 더 많은 노력을 기울이십시오. - 모터의 고정자와 회전자의 변위.

그중에서도 모터 고정자와 회전자의 사전 변위 크기가 적절하게 균형을 이루어야 합니다. 그렇지 않으면 결과가 역효과를 낳게 됩니다.

수직 모터의 보관, 운송 및 테스트 과정에서는 베어링 손상을 일으킬 수 있는 유해한 외부 힘을 피하기 위해 모터를 올바른 수직 위치에 유지해야 한다는 점에 유의하는 것이 특히 중요합니다.

수직 모터의 진동 문제

모터 실린더 지지대와 전체 높이가 일반적으로 2미터에 가까우거나 심지어 3미터를 초과하는 대형 수직 펌프는 일반적으로 분당 약 1500회전의 속도로 작동합니다. 모터의 상부 베어링은 일반적으로 슬라이딩 베어링과 롤링 베어링의 두 가지 유형으로 구분됩니다.

슬라이딩 베어링 조정으로 인해 발생하는 진동 문제는 여기서 논의되지 않습니다. 롤링 베어링을 상부 베어링으로 ​​사용하는 모터의 진동만 소개합니다.

구조는 아래 그림과 같으며 모터, 모터 실린더 지지대, 펌프 본체, 흡입/배출 파이프로 구성됩니다.

 진동특성

진동은 모터 상단에서 가장 크고 아래쪽으로 갈수록 감소합니다. 방향성이 강합니다(북-남 또는 동-서).

펌프 로터를 연결하지 않고 모터를 테스트할 때 진동 주파수는 절대적이며 회전 주파수에 해당합니다.

펌프 로터를 모터에 연결한 후 주 주파수는 2X가 될 수 있습니다. 반면, 신규 설치 및 시운전 시, 모터 교체 또는 수리 후, 운전 중 진동이 증가하는 경우에는 진동이 기준을 초과하는 경우도 있습니다. 그러나 펌프 로터를 분리한 후에도 진동은 상대적으로 높게 유지됩니다.

진동 원인

모터 자체, 지지 실린더, 펌프 본체 및 흡입/배출 파이프는 모두 모터 진동의 잠재적인 원인이 될 수 있습니다. 아래에서는 이러한 각 원인에 대해 하나씩 논의해 보겠습니다.

1. 모터 자체 문제

일반적으로 밸런스 정확도 부족, 베어링 설치 문제, 모터 설치 문제, 구조적 공진 문제 등이 있을 수 있습니다.

전기적 문제의 경우 일반적으로 전류 부족으로 인해 유휴 상태에서는 뚜렷하지 않으며 기본적으로 배제될 수 있습니다.

 (1) 밸런스 정확도가 부족함

이 문제는 사실 그리 흔하지 않습니다.

언급하는 이유는 배럴 지지대와 모터의 전체적인 강성이 상대적으로 약한 경우 작은 불균형으로도 모터 진동이 크게 발생할 수 있기 때문입니다. 종종 불균형을 줄이면 진동 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

이러한 유형의 모터에 대한 밸런스 표준은 일반적으로 G2.5입니다. 이는 진동이 약 15μm(p-p) 정도임을 의미합니다.

이 기준을 충족하는 한 밸런스 문제는 배제될 수 있습니다. 제조업체에서 제공하는 잔액 보고서를 참조하거나 테스트 플랫폼에서 모의 ​​실행을 수행할 수 있습니다. 진동이 30μm를 초과하면 균형을 재조정할 수 있으며 이는 상당한 영향을 미칩니다. 이러한 문제는 일반적으로 새로 설치된 장비에서 발생합니다.

 (2) 베어링 설치 문제

대형 수직 모터는 일반적으로 상부 베어링의 하중을 견디고 하부 베어링은 지지 및 안내 기능을 제공합니다.

로터는 정지 상태에 있으므로 이러한 유형의 모터에서는 상부 베어링이 가장 먼저 손상되는 경우가 많습니다.

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.

그러나 하중이 크지 않은 경우 테스트 플랫폼에서 드라이 런(dry run) 중에는 명확하지 않을 수 있지만 하우징에 설치한 후에는 진동이 증폭됩니다(전체 강성이 약한 경우). 따라서 가장 좋은 방법은 두 베어링의 하중을 확인하는 것입니다.

이러한 유형의 문제는 일반적으로 모터 유지 관리 또는 교체 후에 발생합니다.

(3) 모터 설치 문제

이러한 유형의 고장은 일반적으로 모터 설치의 수직성이 부족하거나 지지 배럴과 연결 볼트의 조임력이 부족하여 발생합니다. 레벨자로 측정할 수 있으며 연결 볼트를 다시 조일 수 있습니다. 이러한 유형의 고장은 펌프 로터를 연결한 후 진동 문제에서 특히 두드러집니다.

(4) 구조적 공명

일부 모터 구조는 정격 속도 주파수보다 낮은 주파수를 가지며 특히 가변 주파수 모터의 경우 훨씬 낮습니다.

모터 공장의 확인을 받은 후 의도된 설계입니다. 테스트를 통해 공진 주파수 영향 범위는 ±160회전에 달하며, 실제로 정격 속도에 영향을 미치는 경우도 있습니다.

가변 주파수 모터이고 구조 주파수가 정격 속도보다 낮은 경우 공진 여부를 확인하기 위해 속도 테스트를 수행할 수 있습니다.

AC 모터이거나 구조 주파수가 정격 속도 주파수보다 높은 경우 초기 시동 테스트 분석을 수행하여 진폭과 위상을 관찰하여 공진에 의해 영향을 받는지 확인해야 합니다.

이러한 유형의 문제는 일반적으로 초기 설치 및 시운전 중에 존재하며 일반적인 현장 해결 방법은 저울 정확도를 향상시키는 것입니다.

 지지 실린더 문제

이러한 유형의 문제는 현장에서 매우 흔히 발생하며, 모터를 연결한 후 전반적인 강성이 약한 것으로 나타나는 경우가 많습니다.

구별 방법은 테스트 플랫폼에서 모터와 지지 실린더를 사용하여 모터를 별도로 테스트하는 비교적 간단하고 직접적입니다.

많은 사람들이 실린더 지지대에 수직 보강재를 추가하여 강성을 높이려고 노력하지만 효과는 크지 않습니다. 모터 상단에 지지대를 추가하는 등 일시적인 방법만을 사용했는데, 이는 매우 큰 효과가 있으며 수년 동안 아무런 문제 없이 지속적으로 작동해 왔습니다. 또 다른 방법은 모터를 더 좋은 품질의 모터로 교체하는 것인데, 이는 예상치 못한 영향을 미칠 수 있습니다(현장에서 한 번 본 적이 있습니다).

문제를 완전히 해결하려면 문제를 다시 설계해야 할 수도 있습니다.

펌프 본체 문제

기본적인 수업 문제는 느슨한 접지를 제외하고 현장에서 다른 문제가 발생하지 않았습니다. 여기서는 하나의 요인으로 언급했을 뿐입니다. 모두가 친절하게 조언하고 추가 정보를 제공할 수 있기를 바랍니다.

입구 및 출구 파이프라인 문제

입구 및 출구 파이프라인 자체의 강성 및 파이프라인의 레이아웃은 유체 문제를 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 펌프의 강성에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.

저는 다른 이유로 인해 펌프의 토출 파이프라인에 익스펜션 조인트를 설치했을 때 펌프 전체에 심한 진동이 발생하는 상황을 현장에서 직접 경험했습니다.

진동은 출입구 방향으로 발생했고, 모터가 공회전 상태에서도 기준치를 크게 초과했습니다. 익스팬션 조인트를 제거한 후 진동이 정상으로 돌아 왔습니다.

 취해진 조치

위의 이유를 바탕으로 균형 정확도 향상, 전반적인 수직성 보장, 베어링 간격 조정, 임시 지지대 추가, 배럴 지지대 재설계 등을 포함한 목표 처리를 구현할 수 있습니다.

임시 지지대는 현장에서 흔히 사용되기 때문에 지지대를 추가할 때는 모터 상단에 추가하는 것이 바람직하며 진동이 눈에 띄게 감소하거나 심지어 크게 감소해야 한다는 점을 강조할 필요가 있습니다.

그렇지 않으면 강제로 상단을 덮는 것이 바람직하지 않습니다. 물론 이는 펌프 본체 옆에 지지대가 부착된 경우에만 구현할 수 있습니다.

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