เหตุใดมอเตอร์แนวตั้งขนาดใหญ่จึงมีเสียงดังและแรงสั่นสะเทือน?

เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์แนวนอน มอเตอร์แนวตั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มีข้อกำหนดขนาดใหญ่ จะมีลักษณะเฉพาะของตัวเองในแง่ของระบบตลับลูกปืน

มีการใช้ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมที่ปลายด้านหนึ่งของมอเตอร์

เนื่องจากโครงสร้างเฉพาะของตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการกลับทิศทางการประกอบตลับลูกปืน มิฉะนั้นตลับลูกปืนจะได้รับความเสียหายโดยตรง

หากติดตั้งแบริ่งไม่ถูกต้องหรือมีการวางแนวที่ไม่ตรงในการประสานงานตามแนวแกนระหว่างการทำงานของมอเตอร์ อาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่ผิดปกติและเกิดเสียงแปลก ๆ ในมอเตอร์ไฟฟ้าได้

Characteristics of angular contact ball bearings

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดี่ยวได้รับการออกแบบสำหรับการรับน้ำหนักรวมและสามารถทนต่อแรงผลักดันที่มากขึ้นในทิศทางเดียว

มอเตอร์แนวตั้งส่วนใหญ่ใช้ชุดตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมแถวเดี่ยวที่ปลายเพลาที่ไม่ขยายเพื่อรองรับแรงในแนวแกนที่สูงพอที่จะเกินความสามารถในการรับน้ำหนักตามแนวแกนของตลับลูกปืนเม็ดกลมร่องลึก

ในแง่ของขนาด สามารถสับเปลี่ยนกับตลับลูกปืนร่องลึกแถวเดี่ยวของมอเตอร์ได้ หลีกเลี่ยงความจำเป็นในการออกแบบส่วนประกอบโครงสร้างใหม่และปัญหาที่คาดไม่ถึงที่อาจเกิดขึ้น

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมยังใช้กันทั่วไปในการใช้งานที่มีแรงในแนวแกนสูง เช่น ตัวลดเกียร์ ปั๊ม ตัวขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอน เพลาแนวตั้ง และสปินเดิลของเครื่องมือกล ในกรณีเหล่านี้ มักจะติดตั้งในชุดค่าผสมที่จับคู่กันต่างๆ

โหมดโหลดตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุม

ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมใช้ในมอเตอร์แนวตั้งเพื่อใช้แรงตามแนวแกนที่ทำให้น้ำหนักของโรเตอร์สมดุล เพื่อให้มั่นใจว่าตำแหน่งตามแนวแกนที่สมดุลระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ เมื่อตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมอยู่ใต้โรเตอร์มอเตอร์ จะเป็นโหมดรองรับ เมื่ออยู่เหนือโรเตอร์ของมอเตอร์ จะเป็นโหมดแขวน

ไม่ว่าจะติดตั้งโดยการยกหรือแขวน ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ นอกเหนือจากความสัมพันธ์ที่ตรงกันของขนาดแกนแล้ว เส้นศูนย์กลางแม่เหล็กของสเตเตอร์และโรเตอร์จะจัดเรียงตามธรรมชาติภายใต้การกระทำของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าหลังจากที่มอเตอร์ถูกขับเคลื่อน ซึ่งอาจทำให้เกิดการเคลื่อนที่ตามแนวแกนของโรเตอร์ได้

เนื่องจากข้อผิดพลาดสะสมที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการประมวลผลส่วนประกอบและการเบี่ยงเบนในการประกอบ การเคลื่อนตัวที่เกิดขึ้นจริงจะทำให้เกิดการวางแนวของตลับลูกปืนในระดับที่แตกต่างกัน เมื่อการวางแนวของตลับลูกปืนไม่ตรงอย่างรุนแรง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าในการจัดตำแหน่งที่เกิดขึ้นเองและแรงโน้มถ่วงของโรเตอร์จะกลายเป็นแรงสั่นสะเทือนที่เสริมซึ่งกันและกัน ส่งผลให้เสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนของตลับลูกปืนรุนแรงขึ้น

 มาตรการตอบสนอง

ใช้ความพยายามมากขึ้นในการเลือกโครงสร้างแบริ่งมอเตอร์ เช่น การใช้ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสเชิงมุมคู่กัน การตรึงและการควบคุมทิศทางตามแนวแกนของแบริ่ง การใช้โครงสร้างแบริ่งสามตัวสำหรับมอเตอร์ และมาตรการเฉพาะ เช่น การเตรียมการล่วงหน้าที่เหมาะสม - การเคลื่อนที่ของสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์

ในหมู่พวกเขา ขนาดของการเคลื่อนที่ล่วงหน้าของสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์จะต้องมีความสมดุลอย่างเหมาะสม มิฉะนั้นผลลัพธ์จะไม่เป็นผล

สิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องทราบว่าในระหว่างขั้นตอนการจัดเก็บ การขนส่ง และการทดสอบของมอเตอร์แนวตั้ง ควรเก็บมอเตอร์ไว้ในตำแหน่งแนวตั้งที่ถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงแรงภายนอกที่เป็นอันตรายซึ่งอาจทำให้ตลับลูกปืนเสียหาย

ปัญหาการสั่นสะเทือนของมอเตอร์แนวตั้ง

ปั๊มแนวตั้งขนาดใหญ่ที่มีการรองรับกระบอกสูบมอเตอร์และความสูงโดยรวมโดยทั่วไปอยู่ที่ 2 เมตรหรือเกิน 3 เมตร โดยทั่วไปทำงานที่ความเร็วประมาณ 1,500 รอบต่อนาที โดยทั่วไปแบริ่งด้านบนของมอเตอร์จะแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบริ่งเลื่อนและแบริ่งกลิ้ง

ปัญหาการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการปรับตลับลูกปืนเลื่อนไม่ได้กล่าวถึงในที่นี้ จะมีการแนะนำเฉพาะการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ที่มีแบริ่งกลิ้งเป็นแบริ่งด้านบนเท่านั้น

โครงสร้างดังแสดงในแผนภาพด้านล่าง ประกอบด้วยมอเตอร์ ส่วนรองรับกระบอกสูบของมอเตอร์ ตัวปั๊ม และท่อทางเข้า/ออก

 ลักษณะการสั่นสะเทือน

การสั่นสะเทือนจะยิ่งใหญ่ที่สุดที่ด้านบนของมอเตอร์และลดลงเรื่อยๆ มีทิศทางที่ชัดเจน (ทั้งเหนือ-ใต้ หรือตะวันออก-ตะวันตก)

เมื่อทดสอบมอเตอร์โดยไม่ได้เชื่อมต่อโรเตอร์ปั๊ม ความถี่การสั่นสะเทือนจะเป็นค่าสัมบูรณ์และสอดคล้องกับความถี่ในการหมุน

หลังจากเชื่อมต่อโรเตอร์ปั๊มเข้ากับมอเตอร์แล้ว ความถี่หลักอาจเป็น 2X ในทางกลับกัน มีหลายกรณีที่การสั่นสะเทือนเกินมาตรฐานระหว่างการติดตั้งและการทดสอบการใช้งานใหม่ หลังจากเปลี่ยนหรือซ่อมแซมมอเตอร์ หรือเมื่อการสั่นสะเทือนเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน อย่างไรก็ตาม แม้หลังจากถอดโรเตอร์ปั๊มแล้ว การสั่นสะเทือนก็ยังคงค่อนข้างสูง

เหตุสั่นสะเทือน

ตัวมอเตอร์ กระบอกสูบรองรับ ตัวปั๊ม และท่อทางเข้า/ออก ล้วนเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ได้ ด้านล่างนี้เราจะพูดถึงสาเหตุแต่ละข้อทีละรายการ

1. ปัญหาเกี่ยวกับมอเตอร์ด้วยตนเอง

โดยทั่วไป อาจมีความแม่นยำของความสมดุลไม่เพียงพอ ปัญหาในการติดตั้งตลับลูกปืน ปัญหาในการติดตั้งมอเตอร์ และปัญหาการสั่นพ้องของโครงสร้าง

สำหรับปัญหาทางไฟฟ้า มักจะไม่ปรากฏชัดเมื่ออยู่ในสถานะไม่ได้ใช้งานเนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าไม่เพียงพอ และโดยทั่วไปสามารถตัดออกได้

 (1) ความแม่นยำของความสมดุลไม่เพียงพอ

จริงๆ แล้วปัญหานี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนัก

เหตุผลที่กล่าวถึงก็คือ เมื่อความแข็งโดยรวมของตัวรองรับกระบอกปืนและมอเตอร์ค่อนข้างอ่อน ความไม่สมดุลจำนวนเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของมอเตอร์ได้ง่าย บ่อยครั้งที่การลดความไม่สมดุลสามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านการสั่นสะเทือนได้

มาตรฐานความสมดุลสำหรับมอเตอร์ประเภทนี้โดยทั่วไปคือ G2.5 ซึ่งหมายความว่าการสั่นสะเทือนจะอยู่ที่ประมาณ 15μm (p-p)

ตราบใดที่เป็นไปตามมาตรฐานนี้ ปัญหาเรื่องความสมดุลก็สามารถตัดออกได้ คุณสามารถดูรายงานยอดคงเหลือที่ผู้ผลิตจัดเตรียมไว้ให้ หรือดำเนินการทดสอบการทำงานแบบแห้งบนแพลตฟอร์มทดสอบ หากการสั่นสะเทือนสูงกว่า 30μm ก็สามารถปรับสมดุลได้ ซึ่งน่าจะมีผลกระทบอย่างมาก ปัญหาดังกล่าวมักเกิดขึ้นในอุปกรณ์ที่ติดตั้งใหม่

 (2) ปัญหาการติดตั้งตลับลูกปืน

มอเตอร์แนวตั้งขนาดใหญ่โดยทั่วไปจะรับภาระที่แบริ่งส่วนบน ในขณะที่แบริ่งด้านล่างจะให้การสนับสนุนและการนำทาง

โรเตอร์อยู่ในสถานะหยุดนิ่ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมตลับลูกปืนด้านบนมักเป็นชิ้นแรกที่ได้รับความเสียหายในมอเตอร์ประเภทนี้

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.

อย่างไรก็ตาม หากโหลดไม่สำคัญ อาจไม่ชัดเจนในระหว่างการวิ่งแบบแห้งบนแท่นทดสอบ แต่การสั่นสะเทือนจะขยายมากขึ้นหลังจากการติดตั้งในตัวเครื่อง (เมื่อความแข็งโดยรวมอ่อน) ดังนั้นแนวทางที่ดีที่สุดคือการตรวจสอบการรับน้ำหนักของตลับลูกปืนทั้งสองตัว

ปัญหาประเภทนี้มักเกิดขึ้นหลังการบำรุงรักษาหรือเปลี่ยนมอเตอร์

(3) ปัญหาการติดตั้งมอเตอร์

ความล้มเหลวประเภทนี้มักเกิดจากการติดตั้งมอเตอร์ในแนวตั้งไม่เพียงพอหรือแรงขันของสลักเกลียวเชื่อมต่อกับกระบอกรองรับไม่เพียงพอ สามารถวัดได้ด้วยไม้บรรทัดวัดระดับและสามารถขันโบลท์เชื่อมต่อให้แน่นอีกครั้งได้ ความล้มเหลวประเภทนี้มีความโดดเด่นเป็นพิเศษในปัญหาการสั่นสะเทือนหลังจากเชื่อมต่อโรเตอร์ปั๊ม

(4) เสียงสะท้อนของโครงสร้าง

โครงสร้างมอเตอร์บางตัวมีความถี่ต่ำกว่าความถี่ความเร็วที่กำหนด และความถี่นั้นต่ำกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์ที่มีความถี่แปรผัน

หลังจากที่โรงงานมอเตอร์ได้รับการยืนยัน นี่คือการออกแบบที่ตั้งใจไว้ ผ่านการทดสอบ ช่วงผลกระทบของความถี่เรโซแนนซ์จะสูงถึง ±160 รอบ และในบางกรณีก็ส่งผลต่อความเร็วพิกัดด้วย

หากเป็นมอเตอร์ความถี่แปรผันและความถี่โครงสร้างต่ำกว่าความเร็วที่กำหนด สามารถทำการทดสอบความเร็วเพื่อตรวจสอบว่ามีการสั่นพ้องหรือไม่

หากเป็นมอเตอร์ AC หรือความถี่โครงสร้างสูงกว่าความถี่ความเร็วที่กำหนด ควรทำการวิเคราะห์การทดสอบการเริ่มต้นครั้งแรกเพื่อสังเกตแอมพลิจูดและเฟสเพื่อตรวจสอบว่าได้รับผลกระทบจากการสั่นพ้องหรือไม่

โดยทั่วไปปัญหาประเภทนี้จะเกิดขึ้นระหว่างการติดตั้งและทดสอบการใช้งานครั้งแรก และวิธีแก้ปัญหาที่ไซต์งานตามปกติคือการปรับปรุงความแม่นยำของเครื่องชั่ง

 รองรับปัญหากระบอกสูบ

ปัญหาประเภทนี้พบได้บ่อยในไซต์งาน ซึ่งมักแสดงออกมาว่าเป็นความแข็งโดยรวมเล็กน้อยหลังจากเชื่อมต่อมอเตอร์

วิธีการแยกแยะนั้นค่อนข้างง่ายและตรงไปตรงมา โดยแยกการทดสอบมอเตอร์และมอเตอร์ด้วยกระบอกสูบรองรับบนแท่นทดสอบ

หลายๆ คนพยายามเพิ่มความแข็งโดยการเพิ่มการเสริมแรงในแนวดิ่งให้กับส่วนรองรับกระบอกสูบ แต่ผลที่ได้ไม่มีนัยสำคัญ ฉันใช้วิธีการชั่วคราวเท่านั้น เช่น เพิ่มการรองรับที่ด้านบนของมอเตอร์ ซึ่งให้ผลที่สำคัญมากและทำงานอย่างต่อเนื่องมาหลายปีโดยไม่มีปัญหาใดๆ อีกวิธีหนึ่งคือการเปลี่ยนมอเตอร์ด้วยมอเตอร์คุณภาพสูงกว่า ซึ่งอาจมีผลกระทบที่ไม่คาดคิด (ฉันเคยเห็นมันครั้งหนึ่งที่ไซต์งาน)

เพื่อแก้ปัญหาได้อย่างสมบูรณ์ อาจจำเป็นต้องออกแบบใหม่

ปัญหาตัวปั๊ม

ปัญหาพื้นฐานของชั้นเรียน นอกเหนือจากการต่อสายดินหลวมแล้ว ยังไม่พบปัญหาอื่นๆ ในสถานที่อีกด้วย เป็นเพียงปัจจัยหนึ่งที่กล่าวถึงในที่นี้ และหวังว่าทุกคนจะสามารถให้คำแนะนำและให้ข้อมูลเพิ่มเติมได้

ปัญหาท่อทางเข้าและออก

ความแข็งของท่อทางเข้าและทางออกตลอดจนรูปแบบของท่อไม่เพียงแต่อาจทำให้เกิดปัญหาของเหลว แต่ยังส่งผลโดยตรงต่อความแข็งแกร่งของปั๊มทั้งหมด

โดยส่วนตัวแล้วฉันเคยประสบกับสถานการณ์ในสถานที่ซึ่งการติดตั้งข้อต่อขยายบนท่อทางออกของปั๊มด้วยเหตุผลอื่น ๆ ส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงของปั๊มทั้งหมด

การสั่นสะเทือนเกิดขึ้นในทิศทางของทางเข้าและทางออก และแม้ในขณะที่มอเตอร์เดินเบาอยู่ ก็เกินมาตรฐานด้วยระยะขอบที่มาก หลังจากถอดข้อต่อขยายออก การสั่นสะเทือนก็กลับมาเป็นปกติ

 มาตรการที่ดำเนินการ

ด้วยเหตุผลข้างต้น จึงสามารถดำเนินการรักษาตามเป้าหมายได้ รวมถึงการปรับปรุงความแม่นยำของเครื่องชั่ง การรับประกันแนวตั้งโดยรวม การปรับระยะห่างของตลับลูกปืน การเพิ่มการรองรับชั่วคราว และการออกแบบการรองรับลำกล้องใหม่ และอื่นๆ อีกมากมาย

เนื่องจากมักใช้ส่วนรองรับชั่วคราวที่ไซต์งาน จึงจำเป็นต้องเน้นว่าเมื่อเพิ่มส่วนรองรับ ควรทำเช่นนั้นที่ปลายด้านบนของมอเตอร์ และการสั่นสะเทือนควรลดลงอย่างเห็นได้ชัด หรือลดลงอย่างมากด้วยซ้ำ

มิฉะนั้นจะไม่แนะนำให้บังคับด้านบน แน่นอนว่าสิ่งนี้สามารถนำไปใช้ได้ก็ต่อเมื่อมีอุปกรณ์รองรับติดกับตัวปั๊ม

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า กรุณาติดต่อ ตงชุนมอเตอร์ เพื่อการตอบกลับที่รวดเร็ว