1. Десять причин вибрации двигателя

1. Дисбаланс ротора, муфты, соединительной муфты и приводного шкива.

2. Ослабленные опоры сердечника, ослабленные или неэффективные шпонки и штифты, а также ослабленное крепление ротора могут стать причиной дисбаланса вращающихся компонентов.

3. Несоосность системы валов тяги, несовпадение осевых линий и неправильное центрирование. Эта неисправность в первую очередь вызвана несоосностью или неправильной установкой.

4. Осевые линии компонентов рычажного механизма выравниваются в холодном состоянии, но после определенного периода эксплуатации деформация опоры ротора, фундамента и другие факторы могут нарушить эту осевую линию, вызывая вибрацию.

5. Неисправности зубчатых передач и муфт, соединённых с двигателем. Ненадлежащее зацепление шестерён, сильный износ зубьев, недостаточная смазка шестерён, перекос или несоосность муфт, неправильный профиль и шаг зубьев, чрезмерный зазор или сильный износ — всё это может вызывать вибрацию.

6. Дефекты конструкции двигателя, такие как эллиптическая цапфа, изогнутый вал, чрезмерный или недостаточный зазор между валом и подшипником, недостаточная жесткость посадочного места подшипника, опорной плиты, части фундамента или даже всего основания двигателя.

7. Проблемы с установкой, такие как ненадежное крепление двигателя к опорной плите, ослабленные анкерные болты, люфт между седлом подшипника и опорной плитой и т. д.

8. Чрезмерный или недостаточный зазор между валом и подшипником может не только вызвать вибрацию, но и привести к ненормальной смазке и температуре подшипника.

9. Вибрация, передаваемая нагрузкой, приводимой в движение двигателем, например вибрация вентилятора или водяного насоса, приводимого в движение двигателем, может вызвать вибрацию двигателя.

10. Неправильное подключение статора в двигателях переменного тока, короткие замыкания в обмотках ротора асинхронных двигателей с фазным ротором, межвитковые замыкания в обмотках возбуждения синхронных двигателей, неправильное подключение катушек возбуждения синхронных двигателей, поломка стержней ротора в асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором и деформация сердечника ротора могут привести к неравномерности воздушных зазоров статора и ротора, что приводит к дисбалансу магнитного потока в воздушном зазоре и, как следствие, к вибрации.

2. Причины вибрации

1. Электромагнитные причины

Электропитание: Несимметрия трехфазного напряжения, работа трехфазных двигателей с отсутствующей фазой.

Статор: сердечник статора становится овальным, эксцентричным или ослабленным; обмотки статора страдают от обрыва проводов, пробоя на землю, межвитковых замыканий, ошибок проводки и несбалансированного трехфазного тока статора.

Например: перед капитальным ремонтом герметичного электродвигателя вентилятора котельной на сердечнике статора был обнаружен красный порошок. Возникло подозрение на неплотное прилегание, но это не было предусмотрено стандартным капитальным ремонтом и не было устранено. После капитального ремонта во время пробного запуска электродвигатель издавал резкий визг. Замена статора устранила проблему.

Неисправность ротора: сердечник ротора становится овальным, эксцентричным или ослабленным. Возможны размыкание сварных швов стержней каркаса ротора, поломка стержней каркаса ротора, дефекты обмотки, плохой контакт щёток и т. д.

2. Механические причины

Проблемы, связанные с двигателем: дисбаланс ротора, изогнутый вал, деформированные контактные кольца, неравномерные воздушные зазоры между статором и ротором, смещение магнитных центров между статором и ротором, выход из строя подшипников, некачественная установка фундамента, недостаточная механическая прочность, резонанс, ослабленные анкерные винты и повреждение вентилятора двигателя.

Проблемы, связанные с муфтой: повреждение муфты, плохое соединение муфты, неточное центрирование муфты, механический дисбаланс нагрузки, резонанс системы и т. д. Несоосность валов тяг, смещение осевых линий и неправильное центрирование. Этот тип неисправности в основном вызван плохой центровкой или неправильной установкой. В качестве альтернативы, осевые линии некоторых тяг могут быть выровнены в холодном состоянии, но после некоторого периода эксплуатации деформация оси вращения ротора и основания может привести к нарушению этой осевой линии, что вызовет вибрацию.

3. Электромеханические смешанные причины

1. Вибрация двигателя часто вызвана неравномерностью воздушных зазоров, что приводит к одностороннему электромагнитному притяжению. Это одностороннее электромагнитное притяжение ещё больше увеличивает воздушный зазор, что приводит к вибрации двигателя.

2. Осевой люфт двигателя. Электромагнитное притяжение, вызванное собственной гравитацией ротора, несоосностью его крепления или смещением магнитного центра, приводит к осевому люфту, что приводит к усилению вибрации двигателя. В тяжёлых случаях вал может изнашивать основание подшипника, что приводит к быстрому повышению его температуры.

3. Неисправности зубчатых передач или муфт, соединённых с двигателем. Эти неисправности в первую очередь проявляются в плохом зацеплении шестерён, сильном износе зубьев, недостаточной смазке шестерён, перекосе или несоосности муфты, неправильном профиле и шаге зубьев, чрезмерном зазоре или сильном износе зубчатой муфты, что может привести к вибрации.

4. Конструктивные дефекты и проблемы монтажа в самом двигателе. Эти дефекты обычно проявляются в виде овальной шейки вала, изгиба вала, чрезмерного или недостаточного зазора между валом и вкладышами подшипников, недостаточной жёсткости посадочного места подшипника, опорной плиты, части фундамента или даже всего фундамента двигателя, неплотного соединения двигателя с опорной плитой, ослабления анкерных болтов или люфта между посадочным местом подшипника и опорной плитой. Чрезмерный или недостаточный зазор между валом и вкладышами подшипников может не только вызывать вибрацию, но и приводить к нарушению смазки и перегреву вкладышей подшипников.

5. Вибрация, передаваемая нагрузкой, приводимой в движение двигателем. Например, вибрация турбины парового турбогенератора или вибрация вентилятора или водяного насоса, приводимого в движение двигателем, может вызывать вибрацию двигателя.

3. Как определить причину вибрации?

Чтобы устранить вибрацию двигателя, необходимо сначала определить её причину. Только определив её, можно принять целенаправленные меры по устранению вибрации.

Перед выключением двигателя проверьте вибрацию каждого компонента с помощью виброметра. В зонах с повышенной вибрацией измерьте уровень вибрации в трёх направлениях: вертикальном, горизонтальном и осевом. Если анкерные винты или винты крышки подшипника ослаблены, немедленно затяните их. После затяжки снова измерьте вибрацию, чтобы убедиться, что вибрация исчезла или уменьшилась. Затем проверьте трёхфазное напряжение питания на баланс и наличие перегоревших предохранителей. Однофазная работа двигателя может не только вызывать вибрацию, но и быстро повышать его температуру. Наблюдайте за стрелкой амперметра на наличие колебаний; колебания тока возникают при обрыве стержня ротора. Наконец, проверьте баланс трёхфазного тока двигателя. При обнаружении каких-либо проблем немедленно обратитесь к оператору и остановите двигатель во избежание перегорания.

Если вибрация двигателя не устранена после обработки поверхности, отсоедините питание, ослабьте муфту, отсоедините нагрузочную технику, подключенную к двигателю, и вращайте двигатель отдельно. Если сам двигатель не вибрирует, это означает, что источником вибрации является несоосность муфты или нагрузочной техники. Если двигатель вибрирует, это означает, что проблема в самом двигателе. Кроме того, метод отключения питания может использоваться для определения того, является ли причина электрической или механической. При отключении питания двигатель прекращает вибрацию или вибрация немедленно уменьшается, это означает, что причина электрическая, в противном случае это механическая неисправность.

4. Устранение причины неполадки

Поиск и устранение неисправностей в электросистеме: Сначала проверьте трехфазное сопротивление постоянного тока статора, чтобы убедиться в его сбалансированности. Если оно несбалансировано, это указывает на неплотную сварку в месте соединения проводов статора. Отсоедините обмотки и проверьте наличие межвитковых коротких замыканий. Если проблема очевидна, обратите внимание на следы пригорания на поверхности изоляции. В качестве альтернативы, используйте измерительный прибор для проверки обмоток статора. После подтверждения межвитковых коротких замыканий установите обмотки двигателя на место.

Поиск и устранение неисправностей: Проверьте равномерность воздушного зазора. Если измеренное значение превышает стандартное, отрегулируйте воздушный зазор. Осмотрите подшипники и измерьте зазор между ними. Если результат неудовлетворительный, замените подшипники новыми. Проверьте чугунный сердечник на деформацию и люфт. Люфт можно склеить и загерметизировать эпоксидным клеем. Осмотрите вал. Любые изогнутые валы следует переварить или выпрямить. Затем проведите тест на балансировку ротора. Во время пробного запуска после капитального ремонта двигателя вентилятора двигатель не только чрезмерно вибрировал, но и испытывал чрезмерную температуру подшипников. После нескольких дней непрерывного поиска неисправностей проблема оставалась нерешенной. В ходе работы над проблемой моя команда обнаружила, что воздушный зазор двигателя был чрезмерно большим, а крепление подшипника не было выровнено. После выявления причины и регулировки зазоров двигатель успешно заработал во время испытаний.

Нагрузочный механизм был проверен нормально, и сам двигатель был в порядке. Причина проблемы заключалась в соединении. Необходимо проверить уровень фундамента двигателя, наклон, прочность, центровку, наличие повреждений муфты и удлинение вала двигателя, чтобы убедиться в его соответствии требованиям.