Існує багато причин вібрації двигуна, і вони також дуже складні. Двигуни з більш ніж 8 полюсами не спричинятимуть вібрації через проблеми з якістю виробництва двигуна. Вібрація є поширеним явищем у 2–6-полюсних двигунах. Стандарт IEC 60034-2, розроблений Міжнародною електротехнічною комісією (IEC), є стандартом для вимірювання вібрації обертових двигунів. Цей стандарт визначає метод вимірювання та критерії оцінки вібрації двигуна, включаючи граничні значення вібрації, вимірювальні прилади та методи вимірювання. На основі цього стандарту можна визначити, чи відповідає вібрація двигуна стандарту.

Шкода вібрації двигуна для двигуна

Вібрація, що генерується двигуном, скорочує термін служби ізоляції обмотки та підшипників, впливає на нормальне змащування підшипників, а сила вібрації призводить до розширення зазору в ізоляції, що дозволяє проникати зовнішньому пилу та волозі, що призводить до зниження опору ізоляції та збільшення струму витоку, і навіть спричиняє аварії, такі як пробій ізоляції. Крім того, вібрація, що генерується двигуном, може легко призвести до розтріскування труб охолоджувальної води та вібраційного розкриття точок зварювання. Водночас це може призвести до пошкодження навантажувального обладнання, зниження точності обробки деталі, втоми всіх механічних деталей, що вібрують, та ослаблення або поломки анкерних гвинтів. Двигун може спричинити надмірний знос вугільних щіток та контактних кілець, а також серйозне займання щіток та спалювання ізоляції колекторного кільця. Двигун генеруватиме багато шуму. Така ситуація зазвичай виникає в двигунах постійного струму.

Десять причин вібрації електродвигунів

1. Ротор, муфта, муфта та ведуче колесо (гальмівне колесо) незбалансовані.

2. Нещільно закріплені кронштейни сердечника, нещільно закріплені похилі шпонки та штифти, а також нещільне закріплення ротора можуть спричинити дисбаланс обертових деталей.

3. Система осей важільної частини не відцентрована, центральна лінія не перекривається, а центрування неправильне. Основною причиною цієї несправності є погане вирівнювання та неправильне встановлення під час процесу встановлення.

4. Центральні лінії деталей тяги залишаються однаковими в холодному стані, але після певного часу роботи центральні лінії руйнуються через деформацію точки опори ротора, фундаменту тощо, що призводить до вібрації.

5. Шестерні та муфти, підключені до двигуна, несправні, шестерні погано зачіпляються, зуби шестерень сильно зношені, колеса погано змащені, муфти перекошені або неправильно вирівняні, форма зубів та крок зубчастої муфти неправильні, зазор занадто великий або знос сильний, все це спричиняє певні вібрації.

6. Дефекти в самій конструкції двигуна, такі як овальна шийка, вигнутий вал, занадто великий або занадто малий зазор між валом і підшипником, недостатня жорсткість посадкового місця підшипника, опорної плити, частини фундаменту або навіть усього фундаменту встановлення двигуна.

7. Проблеми з встановленням: двигун та опорна плита неміцно закріплені, опорні болти ослаблені, посадкове місце підшипника та опорна плита ослаблені тощо.

8. Якщо зазор між валом і підшипником занадто великий або занадто малий, це не тільки спричинить вібрацію, але й призведе до ненормального змащування та підвищення температури підшипника.

9. Навантаження, що приводиться в рух двигуном, передає вібрацію, таку як вібрація вентилятора або водяного насоса, що приводиться в рух двигуном, що призводить до вібрації двигуна.

10. Неправильне підключення статора двигуна змінного струму, коротке замикання обмотки ротора обмотаного асинхронного двигуна, коротке замикання між витками обмотки збудження синхронного двигуна, неправильне підключення котушки збудження синхронного двигуна, пошкоджений роторний стрижень клітки асинхронного двигуна, деформація осердя ротора, що спричиняє нерівномірний повітряний зазор між статором і ротором, що призводить до незбалансованого магнітного потоку повітряного зазору та, як наслідок, вібрації.

Причини вібрації та типові випадки

Існує три основні причини вібрації: електромагнітні причини; механічні причини; та електромеханічні змішані причини.

1. Електромагнітні причини

1. Джерело живлення: трифазна напруга незбалансована, і трифазний двигун працює з пропущеною фазою.

2. Статор: Серцевина статора стає еліптичною, ексцентричною та розхитаною; обмотка статора пошкоджена, заземлена, коротке замикання між витками, неправильне підключення, а трифазний струм статора незбалансований.

Наприклад: Перед капітальним ремонтом герметичного двигуна вентилятора в котельні на осерді статора було виявлено червоний порошок. Була підозра, що осердя статора ослаблене, але це не входило до стандартного капітального ремонту, тому з цим не боролися. Після капітального ремонту двигун видав пронизливий вереск під час пробного запуску. Несправність було усунено після заміни статора.

3. Поломка ротора: Серцевина ротора стає еліптичною, ексцентричною та розхитаною. Стрічка клітки ротора та торцеве кільце зварені, стрижень клітки ротора зламаний, обмотка неправильна, контакт щітки поганий тощо.

Наприклад: Під час роботи двигуна беззубої пилки в секції шпали було виявлено, що струм статора двигуна коливався вперед і назад, а вібрація двигуна поступово зростала. Згідно з цим явищем, було зроблено висновок, що стрижень клітки ротора двигуна міг зваритися та зламатися. Після розбирання двигуна було виявлено, що в стрижні клітки ротора було 7 переломів, два серйозних з яких були повністю зламані з обох боків та торцевого кільця. Якщо це не буде виявлено вчасно, це може призвести до серйозної аварії та загоряння статора.

2. Механічні причини

1. Двигун:

Незбалансований ротор, погнутий вал, деформоване контактне кільце, нерівномірний повітряний зазор між статором і ротором, невідповідний магнітний центр між статором і ротором, поломка підшипника, погане встановлення фундаменту, недостатня механічна міцність, резонанс, ослаблені анкерні гвинти, пошкоджений вентилятор двигуна.

Типовий випадок: Після заміни верхнього підшипника двигуна конденсатного насоса трясіння двигуна посилилося, а ротор і статор демонстрували незначні ознаки розгойдування. Після ретельного огляду було виявлено, що ротор двигуна був піднятий на неправильну висоту, а магнітний центр ротора та статора не був вирівняний. Після повторного регулювання ковпачка з упорною головкою несправність вібрації двигуна була усунена. Після капітального ремонту двигуна поперечного підйомника вібрація завжди була значною та демонструвала ознаки поступового зростання. Коли двигун скидав гак, було виявлено, що вібрація двигуна все ще була значною, і була велика осьова тяга. Після розбирання було виявлено, що сердечник ротора був ослаблений, а також була проблематична балансування ротора. Після заміни запасного ротора несправність була усунена, а оригінальний ротор був повернутий на завод для ремонту.

2. Співпраця з муфтою:

Муфта пошкоджена, муфта погано з'єднана, муфта не відцентрована, навантаження механічно незбалансоване, система резонує. Система валів важільної частини не відцентрована, центральна лінія не перекривається, а центрування неправильне. Основною причиною цієї несправності є погане центрування та неправильне встановлення під час процесу встановлення. Існує й інша ситуація, коли центральна лінія деяких важільних частин залишається незмінною в холодному стані, але після певного часу роботи центральна лінія руйнується через деформацію точки опори ротора, фундаменту тощо, що призводить до вібрації.

Наприклад:

a. Вібрація двигуна циркуляційного водяного насоса завжди була значною під час роботи. Перевірка двигуна не виявила жодних проблем, і все працює нормально, коли він не навантажений. Клас насоса вважає, що двигун працює нормально. Зрештою, виявляється, що центр вирівнювання двигуна занадто відрізняється. Після повторного вирівнювання класу насоса вібрація двигуна усувається.

b. Після заміни шківа вентилятора котельні, під час пробної роботи двигун генерує вібрацію, і трифазний струм двигуна збільшується. Усі ланцюги та електричні компоненти перевіряються, і проблем немає. Зрештою, виявляється, що шків несправний. Після заміни вібрація двигуна усувається, а трифазний струм двигуна повертається до норми.

3. Електромеханічні змішані причини:

1. Вібрація двигуна часто спричинена нерівномірним повітряним зазором, що викликає одностороннє електромагнітне напруження, а одностороннє електромагнітне напруження ще більше збільшує повітряний зазор. Цей електромеханічний змішаний ефект проявляється як вібрація двигуна.

2. Рух осьової струни двигуна, через власну силу тяжіння ротора або рівень встановлення, а також неправильне розташування магнітного центру, призводить до електромагнітного напруження, яке спричиняє рух осьової струни двигуна, що призводить до збільшення вібрації двигуна. У важких випадках вал зношує корінець підшипника, що призводить до швидкого підвищення температури підшипника.

3. Несправні шестерні та муфти, підключені до двигуна. Ця несправність проявляється головним чином у поганому зачепленні передач, сильному зносі зубів шестерень, поганому змащенні коліс, перекошених та неспіввісних муфтах, неправильній формі зубів та кроці зубчастої муфти, надмірному зазорі або сильному зносі, що спричиняє певні вібрації.

4. Дефекти конструкції двигуна та проблеми з монтажем. Цей дефект в основному проявляється як еліптична шийка вала, вигнутий вал, занадто великий або занадто малий зазор між валом і підшипником, недостатня жорсткість посадкового місця підшипника, опорної плити, частини фундаменту або навіть усього фундаменту для встановлення двигуна, нещільне кріплення між двигуном і опорною плитою, нещільне кріплення опорних болтів, нещільне кріплення посадкового місця підшипника і опорної плити тощо. Занадто великий або занадто малий зазор між валом і підшипником може не тільки спричинити вібрацію, але й аномальне змащення та перегрів підшипника.

5. Вантаж, що приводиться в рух двигуном, проводить вібрацію.

Наприклад: вібрація парової турбіни паротурбогенератора, вібрація вентилятора та водяного насоса, що приводяться в рух двигуном, що призводить до вібрації двигуна.

Як знайти причину вібрації?

Щоб усунути вібрацію двигуна, ми повинні спочатку з'ясувати причину вібрації. Тільки знайшовши причину вібрації, ми можемо вжити цілеспрямованих заходів для усунення вібрації двигуна.

1. Перед зупинкою двигуна перевірте вібрацію кожної деталі за допомогою віброметра. Для деталей зі значною вібрацією детально перевірте значення вібрації у вертикальному, горизонтальному та осьовому напрямках. Якщо анкерні гвинти або гвинти кришки підшипника ослаблені, їх можна безпосередньо затягнути. Після затягування виміряйте розмір вібрації, щоб побачити, чи вона усунулася або зменшилася. По-друге, перевірте, чи збалансована трифазна напруга джерела живлення та чи не перегорів трифазний запобіжник. Однофазна робота двигуна може не тільки спричинити вібрацію, але й призвести до швидкого підвищення температури двигуна. Спостерігайте, чи коливається стрілка амперметра вперед і назад. Коли ротор пошкоджений, струм коливається. Нарешті, перевірте, чи збалансований трифазний струм двигуна. Якщо виявлено будь-які проблеми, вчасно зверніться до оператора, щоб зупинити двигун та уникнути його опіків.

2. Якщо вібрація двигуна не зникає після усунення поверхневого явища, продовжуйте відключати живлення, послабте муфту, від’єднайте навантажувальний механізм, підключений до двигуна, та обертайте двигун окремо. Якщо сам двигун не вібрує, це означає, що джерело вібрації спричинене неправильним розташуванням муфти або навантажувального механізму. Якщо двигун вібрує, це означає, що проблема в самому двигуні. Крім того, метод вимкнення живлення може бути використаний для визначення, чи є це електричною чи механічною причиною. Після відключення живлення двигун припиняє вібрацію або вібрація негайно зменшується, що означає, що це електрична причина, в іншому випадку це механічна поломка.

Усунення несправностей

1. Перевірка електричних причин:

Спочатку визначте, чи збалансований трифазний опір постійному струму статора. Якщо він незбалансований, це означає, що в місці зварювання статора є відкритий зварний шов. Від'єднайте фази обмотки для перевірки. Крім того, чи є коротке замикання між витками обмотки. Якщо несправність очевидна, можна побачити сліди опіків на поверхні ізоляції або виміряти обмотку статора за допомогою приладу. Після підтвердження короткого замикання між витками обмотку двигуна знову вимикають.

Наприклад: двигун водяного насоса, двигун не тільки сильно вібрує під час роботи, але й має високу температуру підшипників. Під час незначного ремонту було виявлено, що опір постійному струму двигуна був невідповідним вимогам, а обмотка статора двигуна мала розірваний зварний шов. Після того, як несправність була знайдена та усунена методом ліквідації, двигун працював нормально.

2. Ремонт механічних причин:

Перевірте, чи повітряний зазор рівномірний. Якщо виміряне значення перевищує стандартне, відрегулюйте повітряний зазор. Перевірте підшипники та виміряйте зазор підшипника. Якщо він не відповідає вимогам, замініть підшипники новими. Перевірте деформацію та ослаблення залізного осердя. Ослаблене залізне осердя можна склеїти та заповнити епоксидним клеєм. Перевірте вал, повторно зваріть вигнутий вал або безпосередньо вирівняйте вал, а потім проведіть випробування на балансування ротора. Під час пробного запуску після капітального ремонту двигуна вентилятора двигун не тільки сильно вібрував, але й температура підшипника перевищила стандартну. Після кількох днів безперервної обробки несправність все ще не була усунена. Під час допомоги у вирішенні проблеми члени моєї команди виявили, що повітряний зазор двигуна був дуже великим, а рівень посадки підшипника був невідповідним. Після виявлення причини несправності зазори кожної деталі були відрегульовані, і двигун успішно пройшов один раз випробування.

3. Перевірте механічну частину навантаження:

Причиною несправності була з'єднувальна частина. На цьому етапі необхідно перевірити рівень фундаменту двигуна, нахил, міцність, правильність центрального вирівнювання, пошкодження муфти та відповідність обмотки подовжувача вала двигуна вимогам.

Кроки для боротьби з вібрацією двигуна

1. Від’єднайте двигун від навантаження, перевірте двигун без навантаження та перевірте значення вібрації.

2. Перевірте значення вібрації опори двигуна відповідно до стандарту IEC 60034-2.

3. Якщо коливання лише однієї з чотирьох футів або двох діагональних ніжок перевищують стандартне значення, послабте анкерні болти, і вібрація буде кваліфікована, що свідчить про те, що опора для ніжки не є міцною, а анкерні болти призводять до деформації та вібрації основи після затягування. Міцно встановіть опору для ніжки, вирівняйте та затягніть анкерні болти.

4. Затягніть усі чотири анкерні болти на фундаменті, і якщо значення вібрації двигуна все ще перевищує стандартне. У цей час перевірте, чи муфта, встановлена ​​на подовжувачі вала, знаходиться врівень з буртиком вала. Якщо ні, збуджувальна сила, що створюється додатковою шпонкою на подовжувачі вала, призведе до перевищення горизонтальної вібрації двигуна стандартним значенням. У цьому випадку значення вібрації не перевищуватиме занадто багато, і значення вібрації часто може зменшуватися після стикування з хостом, тому користувача слід переконати використовувати його.

5. Якщо вібрація двигуна не перевищує стандарту під час випробування без навантаження, але перевищує стандарт під навантаженням, є дві причини: одна полягає у великому відхиленні вирівнювання; інша полягає у перекритті залишкового дисбалансу обертових частин (ротора) головного двигуна та залишкового дисбалансу ротора двигуна у фазі. Після стикування залишковий дисбаланс усієї системи валів в одному положенні є великим, а створювана сила збудження також велика, що викликає вібрацію. У цей час муфту можна роз'єднати, повернути будь-яку з двох муфт на 180°, а потім зістикувати для випробування, і вібрація зменшиться.

6. Швидкість (інтенсивність) вібрації не перевищує стандартну, але віброприскорення перевищує стандарт, і підшипник можна лише замінити.

7. Ротор двополюсного потужного двигуна має низьку жорсткість. Якщо його тривалий час не використовувати, ротор деформується та може вібрувати під час повторного обертання. Це пов'язано з неправильним зберіганням двигуна. За нормальних обставин двополюсний двигун зберігається. Двигун слід запускати кожні 15 днів, і кожен оберт слід обертати щонайменше 8 разів.

8. Вібрація двигуна підшипника ковзання пов'язана з якістю складання підшипника. Перевірте, чи має підшипник виступи, чи достатній впуск оливи в підшипник, чи є зусилля затягування підшипника, зазор підшипника та магнітна центральна лінія відповідними.

9. Загалом, причину вібрації двигуна можна просто визначити за значеннями вібрації у трьох напрямках. Якщо горизонтальна вібрація велика, ротор незбалансований; якщо вертикальна вібрація велика, фундамент для встановлення нерівний і поганий; якщо осьова вібрація велика, якість збірки підшипника низька. Це лише просте судження. Необхідно враховувати фактичну причину вібрації, виходячи з умов на місці та вищезазначених факторів.

10. Після динамічного балансування ротора залишковий дисбаланс ротора закріплюється на роторі та не змінюється. Вібрація самого двигуна не змінюється зі зміною місця розташування та умов роботи. Проблему вібрації можна добре вирішити на місці користувача. Загалом, немає потреби виконувати динамічне балансування двигуна під час його ремонту. За винятком надзвичайно особливих випадків, таких як гнучкий фундамент, деформація ротора тощо, потрібне динамічне балансування на місці або повернення на завод для обробки.

Компанія Anhui Mingteng Permanent Magnetic Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) технології виробництва та можливості забезпечення якості

Технологія виробництва

1. Наша компанія має максимальний діаметр повороту 4 м, висоту 3,2 метра і нижче на вертикальному токарному верстаті з ЧПУ, який в основному використовується для обробки основи двигуна. Для забезпечення концентричності основи вся обробка основи двигуна оснащена відповідним обробним обладнанням, низьковольтний двигун використовує технологію обробки "один ніж падає".

Для кованих валів зазвичай використовуються поковки валів з легованої сталі 35CrMo, 42CrMo, 45CrMo, і кожна партія валів відповідає вимогам «Технічних умов на ковані вали» щодо випробувань на розтяг, ударний тиск, твердість та інших випробувань. Підшипники можна вибирати відповідно до потреб SKF або NSK, а також інших імпортних підшипників.

2. Матеріал постійного магніту ротора двигуна з постійними магнітами нашої компанії використовує спечений NdFeB з високим магнітним продуктом та високою внутрішньою коерцитивністю, звичайні марки - N38SH, N38UH, N40UH, N42UH тощо, а максимальна робоча температура не менше 150 °C. Ми розробили професійні інструменти та напрямні пристосування для складання магнітної сталі, а також якісно проаналізували полярність зібраного магніту розумними засобами, щоб відносне значення магнітного потоку кожного щілинного магніту було близьким, що забезпечує симетрію магнітного кола та якість складання магнітної сталі.

3. Пробивна лопатка ротора виготовлена ​​з високоякісних матеріалів для пробивання, таких як 50W470, 50W270, 35W270 тощо, осердя статора формувальної котушки використовує процес тангенціального пробивання жолоба, а пробивна лопатка ротора використовує процес пробивання подвійної матриці для забезпечення однорідності продукту.

4. Наша компанія використовує спеціально розроблений підйомний інструмент у процесі зовнішнього пресування статора, який може безпечно та плавно піднімати компактний статор із зовнішнім тиском до основи машини; Під час складання статора та ротора машина для складання двигуна з постійними магнітами проектується та вводиться в експлуатацію самостійно, що запобігає пошкодженню магніту та підшипника через всмоктування магніту, а також ротора через всмоктування магніту під час складання.

Можливості забезпечення якості

1. Наш випробувальний центр може виконати повноцінні типові випробування двигунів з постійними магнітами на рівні напруги 10 кВ та потужністю 8000 кВт. Випробувальна система використовує комп'ютерне керування та режим зворотного зв'язку по енергії, що наразі є випробувальною системою з передовими технологіями та високими можливостями в галузі виробництва надефективних синхронних двигунів з постійними магнітами в Китаї.

2. Ми створили надійну систему управління та пройшли сертифікацію системи управління якістю ISO9001 та сертифікацію системи екологічного менеджменту ISO14001. Управління якістю приділяє увагу постійному вдосконаленню процесів, зменшує непотрібні зв'язки, підвищує здатність контролювати п'ять факторів, таких як «людина, машина, матеріал, метод та довкілля», та має досягти того, щоб «люди найкраще використовували свої таланти, найкраще використовували свої можливості, найкраще використовували свої матеріали, найкраще використовували свої навички та найкраще використовували своє довкілля».

Авторське право: Ця стаття є передруком оригінального посилання:

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

Ця стаття не відображає погляди нашої компанії. Якщо у вас є інші думки чи погляди, будь ласка, виправте нас!