Istnieje wiele przyczyn drgań silnika, a także są one bardzo skomplikowane. Silniki z więcej niż 8 biegunami nie będą powodować drgań z powodu problemów z jakością produkcji silnika. Drgania są powszechne w silnikach 2–6 biegunowych. Norma IEC 60034-2 opracowana przez Międzynarodową Komisję Elektrotechniczną (IEC) jest normą dotyczącą pomiaru drgań silników obrotowych. Norma ta określa metodę pomiaru i kryteria oceny drgań silnika, w tym wartości graniczne drgań, przyrządy pomiarowe i metody pomiaru. Na podstawie tej normy można określić, czy drgania silnika spełniają normę.

Szkodliwość drgań silnika na silnik

Drgania generowane przez silnik skracają żywotność izolacji uzwojenia i łożysk, wpływają na normalne smarowanie łożysk, a siła drgań powoduje rozszerzenie szczeliny izolacyjnej, umożliwiając wnikanie zewnętrznego pyłu i wilgoci, co skutkuje zmniejszeniem rezystancji izolacji i zwiększeniem prądu upływu, a nawet powoduje wypadki, takie jak uszkodzenie izolacji. Ponadto drgania generowane przez silnik mogą łatwo spowodować pęknięcie rur chłodniczej wody i wibracyjne otwarcie punktów spawalniczych. Jednocześnie spowoduje to uszkodzenie maszyny obciążeniowej, zmniejszy dokładność przedmiotu obrabianego, spowoduje zmęczenie wszystkich wibrujących części mechanicznych oraz poluzuje lub złamie śruby kotwiące. Silnik spowoduje nieprawidłowe zużycie szczotek węglowych i pierścieni ślizgowych, a nawet poważny pożar szczotek i spalenie izolacji pierścienia kolektora. Silnik będzie generował dużo hałasu. Taka sytuacja występuje zwykle w silnikach prądu stałego.

Dziesięć powodów, dla których silniki elektryczne wibrują

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

2. Luźne wsporniki rdzenia, luźne kliny i sworznie skośne oraz luźne mocowania wirnika mogą być przyczyną braku równowagi w obracających się częściach.

3. Układ osi części łączącej nie jest wyśrodkowany, linia środkowa nie zachodzi na siebie, a centrowanie jest nieprawidłowe. Główną przyczyną tej awarii jest słabe wyrównanie i nieprawidłowa instalacja podczas procesu instalacji.

4. Linie środkowe elementów układu zawieszenia 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. Koła zębate i sprzęgła podłączone do silnika są uszkodzone, koła zębate nie zazębiają się dobrze, zęby kół zębatych są mocno zużyte, koła są słabo nasmarowane, sprzęgła są skośne lub niewspółosiowe, kształt zębów i skok sprzęgła zębatego są nieprawidłowe, szczelina jest zbyt duża lub zużycie jest duże, a wszystkie te czynniki powodują pewne wibracje.

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

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

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

9. Obciążenie napędzane przez silnik przenosi drgania, np. drgania wentylatora lub pompy wodnej napędzanej przez silnik, co powoduje drgania silnika.

10. Nieprawidłowe podłączenie stojana silnika prądu przemiennego, zwarcie uzwojenia wirnika silnika asynchronicznego z uzwojeniem, zwarcie między zwojami uzwojenia wzbudzenia silnika synchronicznego, nieprawidłowe podłączenie cewki wzbudzenia silnika synchronicznego, pęknięty pręt wirnika klatkowego silnika asynchronicznego, odkształcenie rdzenia wirnika powodujące nierównomierną szczelinę powietrzną między stojanem i wirnikiem, co prowadzi do niezrównoważonego strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej, a w konsekwencji do drgań.

Przyczyny wibracji i typowe przypadki

Istnieją trzy główne przyczyny powstawania drgań: przyczyny elektromagnetyczne, przyczyny mechaniczne i przyczyny elektromechaniczne mieszane.

1. Przyczyny elektromagnetyczne

1. Zasilanie: napięcie trójfazowe jest nierównomierne, a silnik trójfazowy pracuje w brakującej fazie.

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

Na przykład: Przed remontem uszczelnionego silnika wentylatora w kotłowni na rdzeniu stojana znaleziono czerwony proszek. Podejrzewano, że rdzeń stojana był luźny, ale nie mieściło się to w zakresie standardowego remontu, więc nie zostało to naprawione. Po remoncie silnik wydawał przenikliwy, krzyczący dźwięk podczas testu. Usterkę usunięto po wymianie stojana.

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

Na przykład: Podczas pracy silnika piły bezzębnej w sekcji podkładu stwierdzono, że prąd stojana silnika kołysał się tam i z powrotem, a drgania silnika stopniowo rosły. Zgodnie z tym zjawiskiem osądzono, że pręt klatki wirnika silnika może być zespawany i złamany. Po rozebraniu silnika stwierdzono, że pręt klatki wirnika miał 7 pęknięć, a dwa poważne były całkowicie złamane po obu stronach i pierścieniu końcowym. Jeśli nie zostanie to wykryte na czas, może to spowodować poważny wypadek 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, uszkodzenie łożyska, nieodpowiedni montaż fundamentu, niewystarczająca wytrzymałość mechaniczna, rezonans, luźne śruby kotwiące, uszkodzony wentylator silnika.

Typowy przypadek: Po wymianie górnego łożyska silnika pompy kondensatu drgania silnika nasiliły się, a wirnik i stojan wykazywały niewielkie oznaki zamiatania. Po dokładnej inspekcji stwierdzono, że wirnik silnika został podniesiony na niewłaściwą wysokość, a środek magnetyczny wirnika i stojana nie był wyrównany. Po ponownym wyregulowaniu nakrętki śruby głowicy oporowej usunięto usterkę drgań silnika. Po remoncie silnika wciągarki poprzecznej drgania były zawsze duże i wykazywały oznaki stopniowego wzrostu. Gdy silnik upuścił hak, stwierdzono, że drgania silnika były nadal duże i występował duży ciąg osiowy. Po demontażu stwierdzono, że rdzeń wirnika był luźny, a wyważenie wirnika również było problematyczne. Po wymianie zapasowego wirnika usterka została wyeliminowana, a oryginalny wirnik zwrócono do fabryki w celu naprawy.

2.Współpraca ze sprzęgiem:

Sprzęgło jest uszkodzone, sprzęgło jest źle połączone, sprzęgło nie jest wycentrowane, obciążenie jest mechanicznie niezrównoważone, a układ rezonuje. Układ wału części łączącej nie jest wycentrowany, linia środkowa nie zachodzi na siebie, a centrowanie jest nieprawidłowe. Głównym powodem tej usterki jest słabe centrowanie i nieprawidłowa instalacja podczas procesu instalacji. Istnieje inna sytuacja, a mianowicie linia środkowa niektórych części łączących jest spójna, gdy są zimne, ale po pewnym czasie pracy linia środkowa ulega zniszczeniu z powodu odkształcenia punktu podparcia wirnika, fundamentu itp., co powoduje drgania.

Na przykład:

a. Drgania silnika pompy obiegowej wody zawsze były duże podczas pracy. Kontrola silnika nie wykazała żadnych problemów i wszystko jest normalne, gdy jest on odciążony. Klasa pompy uważa, że ​​silnik pracuje normalnie. Na koniec okazuje się, że środek wyrównania silnika jest zbyt różny. Po ponownym wyrównaniu klasy pompy drgania silnika zostają wyeliminowane.

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

3. Przyczyny mieszane elektromechaniczne:

1. Drgania silnika są często powodowane przez nierówną szczelinę powietrzną, która powoduje jednostronne napięcie elektromagnetyczne, a jednostronne napięcie elektromagnetyczne dodatkowo zwiększa szczelinę powietrzną. Ten elektromechaniczny efekt mieszany objawia się jako drgania silnika.

2. Ruch osiowy struny silnika, spowodowany własną grawitacją wirnika lub poziomem instalacji i niewłaściwym środkiem magnetycznym, powoduje, że napięcie elektromagnetyczne powoduje ruch osiowy struny silnika, co powoduje wzrost wibracji silnika. W poważnych przypadkach wał zużywa korzeń łożyska, co powoduje szybki wzrost temperatury łożyska.

3. Przekładnie i sprzęgła podłączone do silnika są uszkodzone. Ta usterka objawia się głównie słabym zazębieniem przekładni, poważnym zużyciem zębów przekładni, słabym smarowaniem kół, skośnymi i niewspółosiowymi sprzęgłami, nieprawidłowym kształtem zębów i skokiem sprzęgła przekładni, nadmierną szczeliną lub poważnym zużyciem, co powoduje pewne drgania.

4. Wady w samej konstrukcji silnika i problemy z instalacją. Ta wada objawia się głównie eliptyczną szyjką wału, wygiętym wałem, zbyt dużą lub zbyt małą szczeliną między wałem a łożyskiem, niewystarczającą sztywnością gniazda łożyska, płyty bazowej, części fundamentu lub nawet całego fundamentu instalacji silnika, luźnym mocowaniem między silnikiem a płytą bazową, luźnymi śrubami stopowymi, luzem między gniazdem łożyska a płytą bazową itp. Zbyt duża lub zbyt mała szczelina między wałem a łożyskiem może nie tylko powodować wibracje, ale także nieprawidłowe smarowanie i temperaturę łożyska.

5. Obciążenie napędzane przez silnik przewodzi drgania.

Na przykład: drgania turbiny parowej generatora turbiny parowej, drgania wentylatora i pompy wodnej napędzanych silnikiem, powodujące drgania silnika.

Jak znaleźć przyczynę drgań?

Aby wyeliminować drgania silnika, musimy najpierw znaleźć przyczynę drgań. Tylko poprzez znalezienie przyczyny drgań możemy podjąć ukierunkowane działania w celu wyeliminowania drgań silnika.

1. Przed wyłączeniem silnika należy sprawdzić drgania każdej części za pomocą miernika drgań. W przypadku części o dużych drganiach należy szczegółowo sprawdzić wartości drgań w kierunku pionowym, poziomym i osiowym. Jeśli śruby kotwiące lub śruby pokrywy łożyska są luźne, można je bezpośrednio dokręcić. Po dokręceniu należy zmierzyć wielkość drgań, aby zaobserwować, czy zostały wyeliminowane lub zmniejszone. Po drugie, należy sprawdzić, czy napięcie trójfazowe zasilania jest zrównoważone i czy bezpiecznik trójfazowy nie jest przepalony. Jednofazowa praca silnika może nie tylko powodować drgania, ale także powodować szybki wzrost temperatury silnika. Należy obserwować, czy wskazówka amperomierza kołysze się tam i z powrotem. Gdy wirnik jest uszkodzony, prąd kołysze się. Na koniec należy sprawdzić, czy prąd trójfazowy silnika jest zrównoważony. W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek problemów należy skontaktować się z operatorem na czas, aby zatrzymać silnik, aby uniknąć jego spalenia.

2. Jeśli drgania silnika nie ustąpią po rozwiązaniu zjawiska powierzchniowego, kontynuuj odłączanie zasilania, poluzuj sprzęgło, odłącz mechanizm obciążenia podłączony do silnika i obróć sam silnik. Jeśli sam silnik nie wibruje, oznacza to, że źródło drgań jest spowodowane przez niewspółosiowość sprzęgła lub mechanizmu obciążenia. Jeśli silnik wibruje, oznacza to, że występuje problem z samym silnikiem. Ponadto metoda wyłączania zasilania może być użyta do rozróżnienia, czy jest to przyczyna elektryczna, czy mechaniczna. Po odcięciu zasilania silnik przestaje wibrować lub drgania są natychmiast redukowane, co oznacza, że ​​jest to przyczyna elektryczna, w przeciwnym razie jest to awaria mechaniczna.

Rozwiązywanie problemów

1. Kontrola przyczyn elektrycznych:

Najpierw określ, czy rezystancja trójfazowego prądu stałego stojana jest zrównoważona. Jeśli jest niezrównoważona, oznacza to, że istnieje otwarty spaw w części spawanej połączenia stojana. Odłącz fazy uzwojenia w celu sprawdzenia. Ponadto sprawdź, czy występuje zwarcie między zwojami w uzwojeniu. Jeśli usterka jest oczywista, możesz zobaczyć ślady przypalenia na powierzchni izolacji lub użyć przyrządu do pomiaru uzwojenia stojana. Po potwierdzeniu zwarcia między zwojami uzwojenie silnika jest ponownie wyłączane.

Na przykład: silnik pompy wodnej, silnik nie tylko gwałtownie wibruje podczas pracy, ale ma również wysoką temperaturę łożyska. Test drobnej naprawy wykazał, że rezystancja DC silnika była niekwalifikowana, a uzwojenie stojana silnika miało otwarty spaw. Po znalezieniu usterki i wyeliminowaniu jej metodą eliminacji silnik pracował normalnie.

2. Naprawa przyczyn mechanicznych:

Sprawdź, czy szczelina powietrzna jest jednolita. Jeśli zmierzona wartość przekracza normę, wyreguluj szczelinę powietrzną. Sprawdź łożyska i zmierz luz łożyska. Jeśli jest niekwalifikowany, wymień nowe łożyska. Sprawdź odkształcenie i luzy rdzenia żelaznego. Luźny rdzeń żelazny można skleić i wypełnić klejem epoksydowym. Sprawdź wał, ponownie zespawaj wygięty wał lub bezpośrednio wyprostuj wał, a następnie wykonaj test wyważenia wirnika. Podczas próbnego uruchomienia po remoncie silnika wentylatora silnik nie tylko gwałtownie wibrował, ale również temperatura łożyska przekroczyła normę. Po kilku dniach ciągłego przetwarzania usterka nadal nie została rozwiązana. Pomagając sobie z nią, członkowie mojego zespołu odkryli, że szczelina powietrzna silnika była bardzo duża, a poziom gniazda łożyska był niekwalifikowany. Po znalezieniu przyczyny usterki wyregulowano szczeliny każdej części, a silnik pomyślnie przetestowano raz.

3. Sprawdź część mechaniczną obciążenia:

Przyczyną usterki była część łącząca. W tym momencie konieczne jest sprawdzenie poziomu fundamentu silnika, nachylenia, wytrzymałości, czy wyrównanie środkowe jest prawidłowe, czy sprzęgło nie jest uszkodzone i 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 drgań.

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

3. Jeśli tylko jedna z czterech stóp lub dwóch stóp diagonalnych wibracji przekracza normę, poluzuj śruby kotwiące, a wibracje zostaną zakwalifikowane, wskazując, że podkładka stopy nie jest solidna, a śruby kotwiące powodują odkształcenie podstawy i wibracje po dokręceniu. Mocno podłóż stopę, ponownie wyrównaj i dokręć śruby kotwiące.

4. Dokręć wszystkie cztery śruby kotwiące na fundamencie, a wartość drgań silnika nadal przekracza normę. W tym momencie sprawdź, czy sprzęgło zamontowane na przedłużeniu wału jest na równi z barkiem wału. Jeśli nie, siła wzbudzająca generowana przez dodatkowy klin na przedłużeniu wału spowoduje, że poziome drgania silnika przekroczą normę. W takim przypadku wartość drgań nie przekroczy zbyt wiele, a wartość drgań może często zmniejszyć się po zadokowaniu z hostem, więc należy przekonać użytkownika do jego użycia.

5. Jeśli drgania silnika nie przekraczają normy podczas testu bez obciążenia, ale przekraczają normę przy obciążeniu, istnieją dwa powody: jeden to duże odchylenie wyrównania; drugi to nakładanie się w fazie resztkowego niewyważenia obracających się części (wirnika) silnika głównego i resztkowego niewyważenia wirnika silnika. Po dokowaniu resztkowe niewyważenie całego układu wału w tej samej pozycji jest duże, a generowana siła wzbudzenia jest duża, powodując drgania. W tym momencie sprzęgło można rozłączyć, a każde z dwóch sprzęgieł można obrócić o 180°, a następnie zadokować do testu, a drgania zmniejszą się.

6. Prędkość (intensywność) drgań nie przekracza normy, ale przyspieszenie drgań przekracza normę i łożysko nadaje się jedynie do wymiany.

7. Wirnik dwubiegunowego silnika dużej mocy ma słabą sztywność. Jeśli nie jest używany przez dłuższy czas, wirnik odkształci się i może wibrować, gdy zostanie ponownie obrócony. Jest to spowodowane złym przechowywaniem silnika. W normalnych okolicznościach dwubiegunowy silnik jest przechowywany podczas przechowywania. Silnik należy kręcić korbą co 15 dni, a każde kręcenie korbą powinno być wykonane co najmniej 8 razy.

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

9. Zasadniczo przyczynę drgań silnika można łatwo ocenić na podstawie wartości drgań w trzech kierunkach. Jeśli drgania poziome są duże, wirnik jest niewyważony; jeśli drgania pionowe są duże, fundament montażowy jest nierówny i zły; jeśli drgania osiowe są duże, jakość montażu łożysk jest słaba. To jest po prostu prosta ocena. Należy rozważyć rzeczywistą przyczynę drgań na podstawie warunków na miejscu i wyżej wymienionych czynników.

10. Po dynamicznym wyważeniu wirnika, resztkowe niewyważenie wirnika zostało utrwalone na wirniku i nie ulegnie zmianie. Drgania samego silnika nie ulegną zmianie wraz ze zmianą lokalizacji i warunków pracy. Problem drgań można dobrze rozwiązać u użytkownika. Zasadniczo nie jest konieczne wykonywanie dynamicznego wyważania silnika podczas jego naprawy. Poza wyjątkowo szczególnymi przypadkami, takimi jak elastyczne podłoże, odkształcenie wirnika itp., wymagane jest dynamiczne wyważanie na miejscu lub zwrot do fabryki w celu przetworzenia.

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

Technologia produkcji

1. Nasza firma dysponuje maksymalną średnicą toczenia 4 m, wysokością 3,2 m i niższą pionową tokarką CNC, używaną głównie do obróbki podstawy silnika. Aby zapewnić koncentryczność podstawy, wszystkie obróbki podstawy silnika są wyposażone w odpowiednie narzędzia do obróbki. Silnik niskonapięciowy przyjmuje technologię obróbki „jednym nożem”.

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

2. Materiał wirnika silnika z magnesem trwałym naszej firmy z magnesem trwałym przyjmuje wysokoenergetyczny produkt magnetyczny i wysoką wewnętrzną koercję spiekanego NdFeB, konwencjonalne gatunki to N38SH, N38UH, N40UH, N42UH itp., a maksymalna temperatura robocza nie jest niższa niż 150 °C. Zaprojektowaliśmy profesjonalne narzędzia i uchwyty prowadzące do montażu stali magnetycznej i jakościowo przeanalizowaliśmy biegunowość zmontowanego magnesu za pomocą rozsądnych środków, tak aby względna wartość strumienia magnetycznego każdego magnesu szczelinowego była bliska, co zapewnia symetrię obwodu magnetycznego i jakość montażu stali magnetycznej.

3. Ostrze wykrawające wirnika wykorzystuje materiały wykrawające o wysokiej specyfikacji, takie jak 50W470, 50W270, 35W270 itp., rdzeń stojana cewki formującej wykorzystuje proces wykrawania stycznej rynny, a ostrze wykrawające wirnika wykorzystuje proces wykrawania podwójnej matrycy, aby zapewnić spójność produktu.

4. Nasza firma stosuje specjalnie zaprojektowane przez siebie narzędzie podnoszące w procesie zewnętrznego dociskania stojana, które może bezpiecznie i płynnie podnosić kompaktowy zewnętrzny stojan ciśnieniowy do podstawy maszyny; Podczas montażu stojana i wirnika maszyna do montażu silnika z magnesami trwałymi jest projektowana i uruchamiana samodzielnie, co zapobiega uszkodzeniu magnesu i łożyska z powodu zasysania magnesu i wirnika z powodu zasysania magnesu podczas montażu.

Możliwość zapewnienia jakości

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

2. Ustanowiliśmy 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 zbędne powiązania, zwiększa zdolność kontrolowania pięciu czynników, takich jak „człowiek, maszyna, materiał, metoda i środowisko”, i musi osiągnąć „ludzie najlepiej wykorzystują swoje talenty, najlepiej wykorzystują swoje możliwości, najlepiej wykorzystują swoje materiały, najlepiej wykorzystują swoje umiejętności i najlepiej wykorzystują swoje otoczenie”.

Prawa autorskie: Niniejszy artykuł jest przedrukiem oryginalnego linku:

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

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