Przyczyn wibracji silnika jest wiele i są one również bardzo skomplikowane. Silniki z więcej niż 8 biegunami nie będą powodować wibracji ze względu na problemy z jakością produkcji silnika. Wibracje są powszechne w silnikach 2–6-biegunowych. Norma IEC 60034-2 opracowana przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC) to norma dotycząca pomiaru drgań silników obrotowych. W niniejszej normie określono metodę pomiaru i kryteria oceny drgań silnika, w tym wartości graniczne drgań, przyrządy pomiarowe i metody pomiaru. Na podstawie tej normy można określić, czy wibracje silnika spełniają normę.

Szkodliwość wibracji silnika dla silnika

Wibracje generowane przez silnik skracają żywotność izolacji uzwojenia i łożysk, wpływają na normalne smarowanie łożysk, a siła wibracji powoduje rozszerzanie się szczeliny izolacyjnej, umożliwiając przedostanie się pyłu i wilgoci z zewnątrz, co powoduje zmniejszenie rezystancji izolacji i zwiększony prąd upływowy, a nawet spowodować wypadki, takie jak awaria izolacji. Ponadto wibracje generowane przez silnik mogą łatwo spowodować pękanie rur chłodniejszej wody i otwieranie się wibracji w miejscach zgrzewania. Jednocześnie spowoduje to uszkodzenie maszyn obciążających, zmniejszenie dokładności przedmiotu obrabianego, zmęczenie wszystkich części mechanicznych podlegających wibracjom oraz poluzowanie lub złamanie śrub kotwiących. Silnik spowoduje nadmierne zużycie szczotek węglowych i pierścieni ślizgowych, a nawet poważny pożar szczotek i spalenie izolacji pierścienia kolektora. Silnik będzie generował dużo hałasu. Taka sytuacja zwykle występuje w silnikach prądu stałego.

Dziesięć powodów, dla których silniki elektryczne wibrują

1. Wirnik, łącznik, sprzęgło i koło napędowe (koło hamulcowe) są niewyważone.

2. Luźne wsporniki rdzenia, luźne ukośne wpusty i sworznie oraz luźne wiązania wirnika mogą powodować brak równowagi w częściach obrotowych.

3. Układ osi elementu łączącego nie jest wycentrowany, linia środkowa nie zachodzi na siebie, a wycentrowanie jest nieprawidłowe. Główną przyczyną tej awarii jest złe ustawienie i niewłaściwa instalacja podczas procesu instalacji.

4. Linie środkowe części łączących są spójne, gdy są zimne, ale po pewnym czasie pracy linie środkowe ulegają zniszczeniu z powodu odkształcenia punktu podparcia wirnika, fundamentu itp., co powoduje wibracje.

5. Przekładnie i sprzęgła podłączone do silnika są uszkodzone, koła zębate nie zazębiają się dobrze, zęby przekładni są mocno zużyte, koła są słabo nasmarowane, sprzęgła są przekrzywione lub niewspółosiowe, kształt zębów i podziałka sprzęgła są nieprawidłowe nieprawidłowe, szczelina jest zbyt duża lub zużycie jest duże, a wszystko to powoduje pewne wibracje.

6. Wady samej konstrukcji silnika takie jak owalny czop, wygięty wał, zbyt duża lub zbyt mała szczelina pomiędzy wałem a łożyskiem, niewystarczająca sztywność gniazda łożyska, płyty podstawy, części fundamentu lub nawet całej instalacji silnika fundacja.

7. Problemy z instalacją: silnik i płyta podstawy nie są mocno zamocowane, śruby podstawy są luźne, gniazdo łożyska i płyta podstawy są luźne itp.

8. Jeśli szczelina pomiędzy wałem a łożyskiem jest za duża lub za mała, spowoduje to nie tylko wibracje, ale także nieprawidłowe smarowanie i temperaturę łożyska.

9. Obciążenie napędzane przez silnik przenosi wibracje, takie jak wibracje wentylatora lub pompy wodnej napędzanej przez silnik, co powoduje wibracje silnika.

10. Nieprawidłowe okablowanie stojana silnika prądu przemiennego, zwarcie uzwojenia wirnika uzwojonego silnika asynchronicznego, zwarcie między zwojami uzwojenia wzbudzenia silnika synchronicznego, nieprawidłowe podłączenie cewki wzbudzenia silnika synchronicznego, pęknięta belka wirnika silnika asynchronicznego klatkowego, deformacja wirnika rdzeń powodujący nierówną szczelinę powietrzną pomiędzy stojanem a wirnikiem, co prowadzi do niezrównoważonego strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej, a tym samym do wibracji.

Przyczyny drgań i typowe przypadki

Istnieją trzy główne przyczyny wibracji: przyczyny elektromagnetyczne; przyczyny mechaniczne; i elektromechaniczne przyczyny mieszane.

1. Powody elektromagnetyczne

1. Zasilanie: napięcie trójfazowe jest niezrównoważone i silnik trójfazowy pracuje w brakującej fazie.

2. Stojan: Rdzeń stojana staje się eliptyczny, mimośrodowy i luźny; uzwojenie stojana jest zerwane, uziemione, zwarte między zwojami, nieprawidłowo podłączone, a prąd trójfazowy stojana jest niezrównoważony.

Przykład: Przed remontem uszczelnionego silnika wentylatora w kotłowni na rdzeniu stojana znaleziono czerwony proszek. Podejrzewano, że rdzeń stojana jest poluzowany, jednak nie wchodziło to w zakres standardowego remontu, więc nie podjęto się naprawy. Po remoncie podczas jazdy próbnej silnik wydał przenikliwy, krzyczący dźwięk. Usterka została usunięta po wymianie stojana.

3. Awaria wirnika: Rdzeń wirnika staje się eliptyczny, mimośrodowy i luźny. Pręt klatki wirnika i pierścień końcowy są zespawane, pręt klatki wirnika jest uszkodzony, uzwojenie jest nieprawidłowe, styk szczotek jest słaby itp.

Na przykład: Podczas pracy bezzębnego silnika piły w części podkładowej stwierdzono, że prąd stojana silnika kołysał się tam i z powrotem, a wibracje silnika stopniowo wzrastały. Na podstawie tego zjawiska uznano, że pręt klatki wirnika silnika może zostać zespawany i pęknięty. Po rozebraniu silnika stwierdzono, że na belce klatki wirnika stwierdzono 7 pęknięć, z czego dwa poważniejsze uległy całkowitemu złamaniu po obu stronach oraz na pierścieniu końcowym. Jeśli nie zostanie wykryty na czas, może to spowodować poważny wypadek w postaci spalenia stojana.

2. Przyczyny mechaniczne

1. Silnik:

Niewyważony wirnik, wygięty wał, zdeformowany pierścień ślizgowy, nierówna szczelina powietrzna między stojanem a wirnikiem, niespójny środek magnetyczny między stojanem a wirnikiem, awaria łożyska, zły montaż fundamentu, niewystarczająca wytrzymałość mechaniczna, rezonans, luźne śruby kotwowe, uszkodzony wentylator silnika.

Typowy przypadek: Po wymianie górnego łożyska silnika pompy kondensatu drgania silnika wzrosły, a wirnik i stojan wykazywały lekkie oznaki omiatania. Po dokładnej kontroli stwierdzono, że wirnik silnika został podniesiony na niewłaściwą wysokość, a środek magnetyczny wirnika i stojana nie był ustawiony w jednej linii. Po ponownym wyregulowaniu nakrętki głowicy oporowej błąd wibracji silnika został wyeliminowany. Po remoncie silnika wciągnika poprzecznego drgania były zawsze duże i wykazywały oznaki stopniowego wzrostu. Kiedy silnik upuścił hak, stwierdzono, że wibracje silnika były nadal duże i występowała duża struna osiowa. Po demontażu okazało się, że rdzeń wirnika jest luźny i problematyczne jest również wyważenie wirnika. Po wymianie zapasowego rotora usterkę usunięto, a oryginalny rotor wrócił do fabryki w celu naprawy.

2. Współpraca ze sprzęgłem:

Sprzęgło jest uszkodzone, sprzęgło jest słabo połączone, sprzęgło nie jest wycentrowane, obciążenie jest niezrównoważone mechanicznie, a układ rezonuje. Układ wałów części łączącej nie jest wyśrodkowany, linia środkowa nie zachodzi na siebie, a wycentrowanie jest nieprawidłowe. Główną przyczyną tej usterki jest złe centrowanie i nieprawidłowy montaż podczas procesu instalacji. Istnieje inna sytuacja, to znaczy, że linia środkowa niektórych części łączących jest stała na zimno, ale po pewnym czasie pracy linia środkowa ulega zniszczeniu z powodu odkształcenia punktu podparcia wirnika, fundamentu itp., co powoduje wibracje .

Na przykład:

A. Wibracje silnika pompy wody obiegowej podczas pracy zawsze były duże. Przegląd silnika przebiega bez problemów i po rozładunku wszystko jest w porządku. Klasa pompy uważa, że ​​silnik pracuje normalnie. Na koniec stwierdzono, że środek wyrównania silnika jest zbyt różny. Po ponownym wyrównaniu klasy pompy wibracje silnika są eliminowane.

B. Po wymianie koła pasowego wentylatora wyciągowego w kotłowni, silnik podczas pracy próbnej generuje drgania i wzrasta prąd trójfazowy silnika. Wszystkie obwody i elementy elektryczne są sprawdzane i nie ma żadnych problemów. Na koniec okazuje się, że koło pasowe jest niewykwalifikowane. Po wymianie wibracje silnika są eliminowane, a prąd trójfazowy silnika wraca do normy.

3. Elektromechaniczne przyczyny mieszane:

1. Wibracje silnika są często spowodowane nierówną szczeliną powietrzną, co powoduje jednostronne napięcie elektromagnetyczne, a jednostronne napięcie elektromagnetyczne dodatkowo zwiększa szczelinę powietrzną. Ten elektromechaniczny efekt mieszany objawia się wibracjami silnika.

2. Ruch osiowy struny silnika, spowodowany ciężarem własnym wirnika lub poziomem instalacji oraz niewłaściwym środkiem magnetycznym, powoduje, że napięcie elektromagnetyczne powoduje ruch osiowy struny silnika, powodując wzrost wibracji silnika. W ciężkich przypadkach wał zużywa stopę łożyska, powodując gwałtowny wzrost temperatury łożyska.

3. Przekładnie i sprzęgła podłączone do silnika są uszkodzone. Usterka ta objawia się głównie złym załączeniem przekładni, dużym zużyciem zębów przekładni, słabym smarowaniem kół, skośnymi i niewspółosiowymi sprzęgłami, nieprawidłowym kształtem zębów i podziałką sprzęgła zębatego, nadmiernym luzem lub dużym zużyciem, które będzie powodować określone wibracje.

4. Wady konstrukcji własnej silnika i problemy z montażem. Wada ta objawia się głównie eliptycznym czopem wału, wygiętym wałem, zbyt dużą lub zbyt małą szczeliną pomiędzy wałem a łożyskiem, niewystarczającą sztywnością gniazda łożyska, płyty podstawy, części fundamentu lub nawet całego fundamentu instalacji silnika , luźne mocowanie pomiędzy silnikiem a płytą podstawy, luźne śruby łap, luz pomiędzy gniazdem łożyska a płytą podstawy itp. Zbyt duża lub zbyt mała szczelina pomiędzy wałem a łożyskiem może nie tylko powodować wibracje, ale także nieprawidłowe smarowanie i temperatura łożyska.

5. Obciążenie napędzane silnikiem przewodzi wibracje.

Przykładowo: drgania turbiny parowej generatora turbiny parowej, drgania wentylatora i pompy wodnej napędzanej silnikiem, powodujące drgania silnika.

Jak znaleźć przyczynę wibracji?

Aby wyeliminować wibracje silnika, musimy najpierw znaleźć przyczynę wibracji. Tylko znajdując przyczynę wibracji, możemy podjąć ukierunkowane działania w celu wyeliminowania wibracji silnika.

1. Przed wyłączeniem silnika użyj miernika drgań, aby sprawdzić wibracje każdej części. W przypadku części o dużych wibracjach należy szczegółowo przetestować wartości wibracji w kierunku pionowym, poziomym i osiowym. Jeśli śruby kotwowe lub śruby pokrywy końcowej łożyska są poluzowane, można je dokręcić bezpośrednio. Po dokręceniu zmierz wielkość wibracji i zobacz, czy zostały one wyeliminowane, czy zmniejszone. Po drugie sprawdź czy napięcie trójfazowe zasilacza jest zrównoważone i czy nie przepalił się bezpiecznik trójfazowy. Jednofazowa praca silnika może nie tylko powodować wibracje, ale także powodować szybki wzrost temperatury silnika. Obserwuj, czy wskazówka amperomierza porusza się w przód i w tył. Kiedy wirnik jest uszkodzony, prąd się waha. Na koniec sprawdź, czy prąd trójfazowy silnika jest zrównoważony. W przypadku wykrycia jakichkolwiek problemów należy odpowiednio wcześnie skontaktować się z operatorem, aby zatrzymać silnik i uniknąć jego spalenia.

2. Jeżeli po usunięciu zjawiska powierzchniowego drgania silnika nie ustąpią, należy w dalszym ciągu odłączać zasilanie, poluzować sprzęgło, odłączyć maszynę obciążającą podłączoną do silnika i obrócić sam silnik. Jeśli sam silnik nie wibruje, oznacza to, że źródłem drgań jest niewspółosiowość sprzęgła lub maszyny obciążającej. Jeśli silnik wibruje, oznacza to, że występuje problem z samym silnikiem. Ponadto metodę wyłączania można zastosować do rozróżnienia, czy jest to przyczyna elektryczna, czy mechaniczna. Po odcięciu zasilania silnik przestaje wibrować lub wibracje natychmiast się zmniejszają, co oznacza, że ​​jest to przyczyna elektryczna, w przeciwnym razie jest to awaria mechaniczna.

Rozwiązywanie problemów

1. Kontrola przyczyn elektrycznych:

Najpierw określ, czy trójfazowa rezystancja DC stojana jest zrównoważona. Jeśli jest niezrównoważony, oznacza to, że w części spawanej połączenia stojana znajduje się otwarta spoina. Odłącz fazy uzwojenia w celu wyszukiwania. Ponadto, czy występuje zwarcie między zwojami uzwojenia. Jeśli usterka jest oczywista, można zobaczyć ślady przypaleń na powierzchni izolacji lub użyć przyrządu do pomiaru uzwojenia stojana. Po potwierdzeniu zwarcia między zwojami uzwojenie silnika zostaje ponownie odłączone.

Na przykład: silnik pompy wodnej, silnik nie tylko gwałtownie wibruje podczas pracy, ale także ma wysoką temperaturę łożysk. Drobny test naprawy wykazał, że rezystancja prądu stałego silnika była nieodpowiednia, a uzwojenie stojana silnika miało otwartą spoinę. Po znalezieniu i usunięciu usterki metodą eliminacji silnik pracował normalnie.

2. Naprawa z przyczyn mechanicznych:

Sprawdź, czy szczelina powietrzna jest jednolita. Jeśli zmierzona wartość przekracza normę, należy ponownie wyregulować szczelinę powietrzną. Sprawdź łożyska i zmierz luz łożyskowy. Jeśli jest niekwalifikowany, wymień nowe łożyska. Sprawdź odkształcenie i luz żelaznego rdzenia. Luźny rdzeń żelazny można skleić i wypełnić klejem na bazie żywicy epoksydowej. Sprawdź wał, ponownie zespawaj wygięty wał lub bezpośrednio wyprostuj wał, a następnie wykonaj próbę wyważenia wirnika. Podczas pracy próbnej po remoncie silnika wentylatora silnik nie tylko mocno wibrował, ale także temperatura łożysk przekroczyła normę. Po kilku dniach ciągłego przetwarzania usterka nadal nie została rozwiązana. Pomagając sobie z tym, członkowie mojego zespołu odkryli, że szczelina powietrzna silnika jest bardzo duża, a poziom osadzenia łożyska nierówny. Po znalezieniu przyczyny usterki ponownie wyregulowano szczeliny w każdej części i silnik przeszedł pomyślnie jeden test.

3. Sprawdź część mechaniczną obciążenia:

Przyczyną usterki była część łącząca. W tym momencie należy sprawdzić poziom fundamentu silnika, nachylenie, wytrzymałość, czy jest prawidłowe ustawienie środkowe, czy sprzęgło nie jest uszkodzone oraz czy uzwojenie przedłużenia wału silnika spełnia wymagania.

Kroki radzenia sobie z wibracjami silnika

1. Odłącz silnik od obciążenia, przetestuj silnik bez obciążenia i sprawdź wartość wibracji.

2. Sprawdź wartość drgań stopy silnika zgodnie z normą IEC 60034-2.

3. Jeśli tylko jedna z czterech lub dwóch ukośnych wibracji stóp przekracza normę, poluzuj śruby kotwowe, a wibracje zostaną uznane, wskazując, że podnóżek nie jest solidny, a śruby kotwowe powodują odkształcenie i wibracje podstawy po dokręceniu. Mocno podłóż stopę, ponownie wyrównaj i dokręć śruby kotwowe.

4. Dokręcić wszystkie cztery śruby kotwowe na fundamencie, a wartość wibracji silnika nadal przekracza normę. W tym momencie należy sprawdzić, czy sprzęgło zamontowane na przedłużeniu wału jest zlicowane z kołnierzem wału. W przeciwnym razie siła wzbudzająca generowana przez dodatkowy wpust na przedłużeniu wału spowoduje, że poziome wibracje silnika przekroczą normę. W takim przypadku wartość wibracji nie przekroczy zbyt dużej wartości, a wartość wibracji często może spaść po zadokowaniu z hostem, dlatego należy przekonać użytkownika do jej użycia.

5. Jeżeli wibracje silnika nie przekraczają normy podczas testu bez obciążenia, ale przekraczają normę pod obciążeniem, istnieją dwa powody: po pierwsze, odchylenie wyrównania jest duże; drugim jest to, że resztkowe niewyważenie części wirujących (wirnika) silnika głównego i resztkowe niewyważenie wirnika silnika pokrywają się w fazach. Po dokowaniu resztkowe niewyważenie całego układu wałów w tym samym położeniu jest duże, a wygenerowana siła wzbudzenia jest duża, co powoduje wibracje. W tym momencie sprzęgło można rozłączyć i dowolne z dwóch sprzęgów obrócić o 180°, a następnie zadokować w celu przetestowania, co spowoduje zmniejszenie wibracji.

6. Prędkość (natężenie) drgań nie przekracza normy, ale przyspieszenie drgań przekracza normę i łożysko można jedynie wymienić.

7. Wirnik dwubiegunowego silnika dużej mocy ma słabą sztywność. Jeśli nie będzie używany przez dłuższy czas, wirnik odkształci się i może wibrować przy ponownym obróceniu. Wynika to ze złego przechowywania silnika. W normalnych okolicznościach silnik dwubiegunowy jest przechowywany podczas przechowywania. Silnik należy kręcić korbą co 15 dni, a każde uruchomienie powinno być wykonane co najmniej 8 razy.

8. Wibracje silnika łożyska ślizgowego są powiązane z jakością montażu łożyska. Sprawdź, czy łożysko ma wysokie punkty, czy wlot oleju do łożyska jest wystarczający, siła dokręcania łożyska, luz łożyska i środkowa linia magnetyczna są odpowiednie.

9. Ogólnie rzecz biorąc, przyczynę wibracji silnika można łatwo ocenić na podstawie wartości wibracji w trzech kierunkach. Jeśli wibracje poziome są duże, wirnik jest niewyważony; jeśli wibracje pionowe są duże, fundament instalacji jest nierówny i zły; jeśli wibracje osiowe są duże, jakość zespołu łożyska jest niska. To tylko prosty wyrok. Należy rozważyć rzeczywistą przyczynę wibracji w oparciu o warunki panujące na miejscu i wyżej wymienione czynniki.

10. Po dynamicznym wyważeniu wirnika, resztkowe niewyważenie wirnika utrwaliło się na wirniku i nie ulegnie zmianie. Wibracje samego silnika nie ulegną zmianie wraz ze zmianą lokalizacji i warunków pracy. Problem wibracji można dobrze rozwiązać u użytkownika. Ogólnie rzecz biorąc, podczas naprawy nie jest konieczne wykonywanie dynamicznego wyważania silnika. Z wyjątkiem wyjątkowo szczególnych przypadków, takich jak elastyczne podłoże, odkształcenie wirnika itp., wymagane jest wyważenie dynamiczne na miejscu lub zwrot do fabryki w celu przetworzenia.

Anhui Mingteng Permanent Magnetic Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) technologii produkcji i możliwości zapewnienia jakości

Technologia produkcji

1. Nasza firma ma maksymalną średnicę obrotu 4 m, wysokość 3,2 m i niższą tokarkę pionową CNC, używaną głównie do obróbki podstawy silnika, aby zapewnić koncentryczność podstawy, cała obróbka podstawy silnika jest wyposażona w odpowiednie oprzyrządowanie do przetwarzania, silnik niskonapięciowy wykorzystuje technologię przetwarzania „jednego noża”.

W odkuwkach wałów stosuje się zwykle odkuwki wałów ze stali stopowej 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo, a każda partia wałów jest zgodna z wymaganiami „Warunków technicznych kucia wałów” w zakresie próby rozciągania, próby udarności, próby twardości i innych testów. Łożyska można dobierać zgodnie z potrzebami SKF lub NSK i innych importowanych łożysk.

2. Materiał wirnika silnika z magnesami trwałymi naszej firmy wykorzystuje produkt o wysokiej energii magnetycznej i spiekany NdFeB o wysokiej wewnętrznej koercji. Konwencjonalne gatunki to N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itp., a maksymalna temperatura robocza jest nie mniejsza niż 150 °C. Zaprojektowaliśmy profesjonalne oprzyrządowanie i uchwyty prowadzące do montażu stali magnetycznej i jakościowo przeanalizowaliśmy polaryzację zmontowanego magnesu w rozsądny sposób, tak aby względna wartość strumienia magnetycznego każdego magnesu szczelinowego była bliska, co zapewnia symetrię obwodu magnetycznego i jakość zespołu stali magnetycznej

3. Ostrze wykrawające wirnika wykorzystuje materiały wykrawające o wysokich parametrach, takie jak 50W470, 50W270, 35W270 itp., rdzeń stojana cewki formującej przyjmuje proces wykrawania stycznego zsypu, a ostrze wykrawające wirnika przyjmuje proces wykrawania podwójnej matrycy aby zapewnić konsystencję produktu.

4. Nasza firma wykorzystuje samodzielnie zaprojektowane specjalne narzędzie do podnoszenia w procesie zewnętrznego prasowania stojana, które może bezpiecznie i płynnie podnieść kompaktowy stojan z ciśnieniem zewnętrznym do podstawy maszyny; Podczas montażu stojana i wirnika maszyna do montażu silnika z magnesami trwałymi jest projektowana i uruchamiana samodzielnie, co pozwala uniknąć uszkodzenia magnesu i łożyska w wyniku zasysania magnesu i wirnika w wyniku zasysania magnesu podczas montażu .

Możliwość zapewnienia jakości

1. Nasze centrum testowe może przeprowadzić pełny test typu silników z magnesami trwałymi o napięciu 10 kV i mocy 8000 kW. System testowy wykorzystuje sterowanie komputerowe i tryb sprzężenia zwrotnego energii, który jest obecnie systemem testowym z wiodącą technologią i dużymi możliwościami w dziedzinie ultrawydajnego przemysłu silników synchronicznych z magnesami trwałymi w Chinach.

2. Stworzyliśmy solidny system zarządzania i przeszliśmy certyfikację systemu zarządzania jakością ISO9001 oraz certyfikację systemu zarządzania środowiskowego ISO14001. Zarządzanie jakością zwraca uwagę na ciągłe doskonalenie procesów, redukuje niepotrzebne powiązania, zwiększa zdolność kontrolowania pięciu czynników, takich jak „człowiek, maszyna, materiał, metoda i środowisko” i musi osiągnąć „ludzie jak najlepiej wykorzystują swoje talenty, sprawiają, że jak najlepiej wykorzystywać swoje możliwości, jak najlepiej wykorzystywać swoje materiały, jak najlepiej wykorzystywać swoje umiejętności i jak najlepiej wykorzystywać swoje środowisko”.

Prawa autorskie: ten artykuł jest przedrukiem oryginalnego linku:

https://mp.weixin.qq.com/s/BoUJgXnms5PQsOniAAJS4A

Artykuł ten nie reprezentuje poglądów naszej firmy. Jeśli masz inne zdanie lub poglądy, popraw nas!