Waarom hebben grote verticale motoren de neiging om geluid en trillingen te veroorzaken?

Vergeleken met horizontale motoren hebben verticale motoren, vooral die met grote specificaties, hun eigen kenmerken op het gebied van lagersystemen.

Aan één uiteinde van de motor worden hoekcontactkogellagers gebruikt.

Vanwege de unieke structuur van hoekcontactkogellagers is het van cruciaal belang om de fout te vermijden bij het omkeren van de montagerichting van het lager, anders worden de lagers direct beschadigd.

Als de lagers niet correct zijn geïnstalleerd of als er sprake is van een verkeerde uitlijning in de axiale coördinatie tijdens de werking van de motor, kan dit abnormale trillingen en vreemde geluiden in de elektromotor veroorzaken.

Characteristics of angular contact ball bearings

Hoekcontactkogellagers met één rij zijn ontworpen voor gecombineerde belastingen en zijn bestand tegen grotere krachten in één richting.

De meeste verticale motoren gebruiken een set hoekcontactkogellagers met één rij aan het niet-uitgestrekte uiteinde van de as om axiale krachten op te vangen die hoog genoeg zijn om de axiale belastingscapaciteit van diepgroefkogellagers te overschrijden.

Wat de afmetingen betreft, kunnen ze worden uitgewisseld met de overeenkomstige eenrijige diepgroeflagers van de motor, waardoor de noodzaak van het opnieuw ontwerpen van structurele componenten en mogelijke onvoorziene problemen wordt vermeden.

Hoekcontactkogellagers worden ook vaak gebruikt in toepassingen met hoge axiale krachten, zoals tandwielreductoren, pompen, wormwieloverbrengingen, verticale assen en spindels van werktuigmachines. In deze gevallen worden ze vaak in verschillende gepaarde combinaties geïnstalleerd.

Hoekcontactkogellager belastingsmodus

Hoekcontactkogellagers worden in verticale motoren gebruikt om een ​​axiale kracht uit te oefenen die het gewicht van de rotor in evenwicht brengt, waardoor een evenwichtige axiale positie tussen de rotor en de stator wordt gegarandeerd. Wanneer de hoekcontactkogellagers zich onder de motorrotor bevinden, is er sprake van een ondersteunende modus; wanneer ze zich boven de motorrotor bevinden, is er sprake van een hangende modus.

Ongeacht of de motor wordt geïnstalleerd door hijsen of ophangen, zullen tijdens de werking van de motor, afgezien van de bijpassende relatie van de axiale afmetingen zelf, de magnetische middellijnen van de stator en de rotor spontaan uitlijnen onder invloed van elektromagnetische kracht nadat de motor is ingeschakeld ingeschakeld, wat een axiale verplaatsing van de rotor kan veroorzaken.

Als gevolg van onvermijdelijke cumulatieve fouten bij de verwerking van componenten en afwijkingen in de montage, zal de daadwerkelijke verplaatsing die optreedt een verschillende mate van verkeerde uitlijning van het lager zelf veroorzaken. Wanneer de verkeerde uitlijning van het lager ernstig is, worden de elektromagnetische kracht van de spontane uitlijning en de rotorzwaartekracht een elkaar versterkende trillingskracht, waardoor het geluid en de trillingen van het lager worden verergerd.

 Reactiemaatregelen

Lever meer inspanningen bij de selectie van de motorlagerstructuur, zoals het gepaarde gebruik van hoekcontactkogellagers, de immobilisatie en controle van de axiale richting van het lager, de goedkeuring van een drielagerstructuur voor de motor en specifieke maatregelen zoals geschikte pre -verplaatsing van de stator en rotor van de motor.

Onder hen moet de grootte van de voorverplaatsing van de stator en rotor van de motor goed in balans zijn, anders zal het resultaat contraproductief zijn.

Het is vooral belangrijk op te merken dat tijdens het opslag-, transport- en testproces van de verticale motor de motor in de juiste verticale positie moet worden gehouden om schadelijke externe krachten te voorkomen die lagerschade kunnen veroorzaken.

Het probleem met de trillingen van verticale motoren

Grote verticale pompen, waarvan de motorcilindersteun en de totale hoogte doorgaans bijna 2 meter of zelfs meer dan 3 meter bedragen, werken doorgaans met een snelheid van ongeveer 1500 omwentelingen per minuut. De bovenste lagers van de motor zijn over het algemeen verdeeld in twee typen: glijlagers en wentellagers.

Trillingsproblemen veroorzaakt door het afstellen van de glijlagers worden hier niet besproken. Alleen de trillingen van motoren met wentellagers als bovenste lagers zullen worden geïntroduceerd.

De structuur is zoals weergegeven in het onderstaande diagram, bestaande uit de motor, motorcilindersteun, pomplichaam en inlaat-/uitlaatleidingen.

 Trillingseigenschappen

De trillingen zijn het grootst bovenaan de motor en nemen geleidelijk af naar beneden. Het heeft een sterke directionaliteit (noord-zuid of oost-west).

Wanneer de motor wordt getest zonder dat de pomprotor is aangesloten, is de trillingsfrequentie absoluut en komt overeen met de rotatiefrequentie.

Nadat de pomprotor op de motor is aangesloten, kan de hoofdfrequentie 2X zijn. Aan de andere kant zijn er gevallen waarin de trillingen de norm overschrijden tijdens nieuwe installatie en inbedrijfstelling, na vervanging of reparatie van de motor, of wanneer de trillingen tijdens bedrijf toenemen. Maar zelfs na het loskoppelen van de pomprotor blijft de trilling relatief hoog.

Oorzaak trillingen

De motor zelf, de steuncilinder, het pomplichaam en de inlaat-/uitlaatleidingen kunnen allemaal potentiële oorzaken zijn van motortrillingen. Hieronder zullen we elk van deze oorzaken één voor één bespreken.

1. Zelfprobleem van de motor

Over het algemeen kunnen er sprake zijn van onvoldoende nauwkeurigheid van de balans, problemen met de installatie van lagers, problemen met de motorinstallatie en problemen met structurele resonantie.

Wat elektrische problemen betreft, deze zijn in de rusttoestand meestal niet zichtbaar vanwege onvoldoende stroom en kunnen in principe worden uitgesloten.

 (1) Onvoldoende nauwkeurigheid van de balans

Dit probleem komt eigenlijk niet zo vaak voor.

De reden dat dit wordt vermeld is dat wanneer de algehele stijfheid van de loopsteun en de motor relatief zwak is, een kleine mate van onbalans gemakkelijk aanzienlijke motortrillingen kan veroorzaken. Vaak kan het verminderen van de onbalans aan de trillingseisen voldoen.

De balansnorm voor dit type motor is over het algemeen G2.5, wat betekent dat de trilling ongeveer rond de 15μm (p-p) ligt.

Zolang het aan deze norm voldoet, zijn evenwichtsproblemen uitgesloten. U kunt het door de fabrikant verstrekte balansrapport raadplegen of een proefrit uitvoeren op het testplatform. Als de trilling hoger is dan 30 μm, kan deze opnieuw worden gebalanceerd, wat een aanzienlijk effect zou moeten hebben. Dergelijke problemen komen meestal voor bij nieuw geïnstalleerde apparatuur.

 (2) Problemen met de installatie van lagers

Grote verticale motoren dragen doorgaans de belasting op het bovenste lager, terwijl het onderste lager ondersteuning en geleiding biedt.

De rotor bevindt zich in een hangende toestand, waardoor bij dit type motor vaak het bovenste lager beschadigd raakt.

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.

Als de belasting echter niet significant is, is dit misschien niet duidelijk tijdens een droge run op het testplatform, maar de trillingen zullen worden versterkt na installatie in de behuizing (wanneer de algehele stijfheid zwak is). Daarom is de beste aanpak het controleren van de belasting op beide lagers.

Dit soort problemen treden meestal op na onderhoud of vervanging van de motor.

(3) Problemen met de motorinstallatie

Dit type storing wordt meestal veroorzaakt door onvoldoende verticaliteit van de motorinstallatie of onvoldoende aanhaalkracht van de verbindingsbouten met de steuncilinder. Met een waterpasliniaal kan deze worden gemeten en kunnen de verbindingsbouten opnieuw worden vastgedraaid. Dit type storing treedt vooral op bij trillingsproblemen na het aansluiten van de pomprotor.

(4) Structurele resonantie

Sommige motorconstructies hebben frequenties die lager zijn dan de nominale snelheidsfrequentie, en ze zijn veel lager, vooral voor motoren met variabele frequentie.

Na bevestiging van de motorfabriek is dit het beoogde ontwerp. Door testen is het bereik van de resonantiefrequentie-impact zo hoog als ±160 omwentelingen, en in sommige gevallen heeft dit zelfs de nominale snelheid beïnvloed.

Als het een motor met variabele frequentie is en de structurele frequentie lager is dan het nominale toerental, kan een snelheidstest worden uitgevoerd om te bepalen of er sprake is van resonantie.

Als het een AC-motor is of als de structurele frequentie hoger is dan de nominale snelheidsfrequentie, moet een initiële opstarttestanalyse worden uitgevoerd om de amplitude en fase te observeren om te bepalen of deze door resonantie wordt beïnvloed.

Dit soort problemen doet zich doorgaans voor tijdens de eerste installatie en inbedrijfstelling, en de gebruikelijke oplossing ter plaatse is het verbeteren van de nauwkeurigheid van de balans.

 Ondersteunend cilinderprobleem

Dit type probleem komt vrij vaak voor op de bouwplaats en manifesteert zich vaak als een zwakke algehele stijfheid na het aansluiten van de motor.

De onderscheidingsmethode is relatief eenvoudig en direct, door de motor en de motor met een steuncilinder op het testplatform afzonderlijk te testen.

Veel mensen proberen de stijfheid te vergroten door verticale versteviging aan de cilindersteun toe te voegen, maar het effect is niet significant. Ik heb alleen tijdelijke methoden gebruikt, zoals het toevoegen van ondersteuning aan de bovenkant van de motor, wat een zeer significant effect heeft en al enkele jaren zonder problemen continu draait. Een andere methode is om de motor te vervangen door een exemplaar van hogere kwaliteit, wat onverwachte effecten kan hebben (ik heb het ooit ter plaatse gezien).

Om het probleem volledig op te lossen, kan het nodig zijn om het opnieuw te ontwerpen.

Probleem met pomplichaam

Basisklasseproblemen zijn, afgezien van losse aarding, ter plaatse geen andere problemen tegengekomen. Het wordt hier alleen als factor genoemd en ik hoop dat iedereen vriendelijk advies kan geven en aanvullende informatie kan verstrekken.

Problemen met in- en uitgangspijpleidingen

De stijfheid van de ingangs- en uitgangspijpleiding zelf, evenals de lay-out van de pijpleiding, kunnen niet alleen vloeistofproblemen veroorzaken, maar hebben ook rechtstreeks invloed op de stijfheid van de gehele pomp.

Ik heb persoonlijk een situatie ter plaatse meegemaakt waarbij de installatie van een compensator op de uitlaatleiding van de pomp, om andere redenen, resulteerde in ernstige trillingen van de gehele pomp.

De trilling bevond zich in de richting van de in- en uitgang en zelfs als de motor stationair draaide, overtrof deze de norm ruimschoots. Na het verwijderen van de dilatatievoeg waren de trillingen weer normaal.

 Genomen maatregelen

Op basis van de bovenstaande redenen kunnen gerichte behandelingen worden geïmplementeerd, waaronder het verbeteren van de balansnauwkeurigheid, het garanderen van de algehele verticaliteit, het aanpassen van de lagerspeling, het toevoegen van tijdelijke ondersteuning en het opnieuw ontwerpen van de loopondersteuning.

Omdat tijdelijke ondersteuning vaak op locatie wordt gebruikt, moet worden benadrukt dat het bij het toevoegen van ondersteuning de voorkeur verdient om dit aan de bovenkant van de motor te doen, en dat de trillingen merkbaar moeten afnemen of zelfs aanzienlijk moeten afnemen.

Anders is het niet raadzaam om het met geweld te bedekken. Uiteraard kan dit alleen worden gerealiseerd als er een steunbevestiging naast het pomplichaam aanwezig is.

Voor meer informatie over elektromotoren kunt u contact opnemen Dongchun-motor voor snel antwoord.