電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生原因(電機(jī)振動(dòng)原因分析)
電機(jī)的振動(dòng)會(huì)縮短繞組絕緣和軸承壽命,影響滑動(dòng)軸承的正常潤(rùn)滑,振動(dòng)力會(huì)使絕緣間隙擴(kuò)大,使外界的灰塵和濕氣侵入其中,導(dǎo)致絕緣電阻降低,泄漏電流增大,甚至形成絕緣擊穿等事故。
另外,電機(jī)震動(dòng)時(shí),容易使冷卻器水管開(kāi)裂,焊點(diǎn)震動(dòng)。同時(shí)會(huì)造成裝載機(jī)械的損壞,降低工件的精度,造成所有被振動(dòng)的機(jī)械部件疲勞,地腳螺絲松動(dòng)或斷裂。
電機(jī)的振動(dòng)會(huì)造成碳刷和滑環(huán)的異常磨損,嚴(yán)重的甚至?xí)龎募姯h(huán)的絕緣。馬達(dá)會(huì)產(chǎn)生很大的噪音,這種情況通常發(fā)生在DC汽車公司。
振動(dòng)產(chǎn)生的原因
主要有三種情況:
電磁原因;機(jī)械原因;機(jī)電原因。
一、電磁方面的原因
1.電源:三相電壓不平衡,三相電機(jī)缺相運(yùn)行。
2.定子:定子鐵芯變橢圓、偏心、松動(dòng);定子有斷線、接地?fù)舸⒃验g短路、接線錯(cuò)誤,定子三相電流不平衡。
典型案例:
鍋爐房密封風(fēng)機(jī)電機(jī)檢修前,發(fā)現(xiàn)定子鐵芯有紅色粉末。懷疑是定子鐵芯松動(dòng),但不屬于標(biāo)準(zhǔn)大修范圍,所以沒(méi)有處理。大修后,試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)發(fā)出尖銳的嘯叫,更換一個(gè)定子后故障消除。
3.轉(zhuǎn)子故障:轉(zhuǎn)子鐵芯變橢圓、偏心、松動(dòng)。轉(zhuǎn)子籠與端環(huán)開(kāi)焊、轉(zhuǎn)子籠破損、繞錯(cuò)、電刷接觸不良等。
典型案例:
無(wú)齒鋸電機(jī)在軌枕段運(yùn)行過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子電流來(lái)回?cái)[動(dòng),電機(jī)振動(dòng)逐漸增大。根據(jù)這一現(xiàn)象,判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子籠條可能被焊斷。電機(jī)解體后,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子籠條斷了七根,嚴(yán)重的兩根,兩邊和端環(huán)都斷了。如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí),可能會(huì)造成定子燒毀的嚴(yán)重事故。
二、機(jī)械原因
1.馬達(dá)本身
轉(zhuǎn)子不平衡,軸彎曲,滑環(huán)變形,定轉(zhuǎn)子氣隙不均勻,定轉(zhuǎn)子磁中心不一致,軸承故障,基礎(chǔ)安裝不良,機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不夠,共振,地腳螺絲松動(dòng),電機(jī)風(fēng)扇損壞。
典型案例:
廠內(nèi)更換凝結(jié)水泵電機(jī)上軸承后,電機(jī)晃動(dòng)加劇,轉(zhuǎn)子和定子有輕微掃膛跡象。仔細(xì)檢查后,發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的提升高度不對(duì),轉(zhuǎn)子和定子的磁中心沒(méi)有對(duì)齊。重新調(diào)整推力頭螺帽后,電機(jī)振動(dòng)故障消除。
大修后,天車電機(jī)振動(dòng)一直偏高,且有逐漸增大的跡象。電機(jī)掉鉤時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)還是很大,有很大的軸向串動(dòng)。解體后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng),轉(zhuǎn)子平衡也有問(wèn)題。更換備用轉(zhuǎn)子后,故障消除,原轉(zhuǎn)子返廠維修。
2、與聯(lián)軸器配合方面
聯(lián)軸器損壞、聯(lián)軸器連接不良、聯(lián)軸器對(duì)中不準(zhǔn)、負(fù)載機(jī)械不平衡、系統(tǒng)共振等。部分聯(lián)動(dòng)軸系錯(cuò)位,中心線不重合,對(duì)中不正確。這種故障主要是安裝時(shí)找正不好,安裝不當(dāng)造成的。
還有一種情況,就是一些聯(lián)動(dòng)部件在冷態(tài)時(shí)中心線重合,但運(yùn)行一段時(shí)間后,由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn)和基礎(chǔ)變形,中心線被破壞,導(dǎo)致振動(dòng)。
典型案例:
a、循環(huán)水泵電機(jī)在運(yùn)行中振動(dòng)過(guò)大,電機(jī)檢查無(wú)任何問(wèn)題,空載且一切正常,水泵班認(rèn)為電機(jī)運(yùn)行正常,最后檢查出電機(jī)找正中心差過(guò)大,水泵班重新找正后,電機(jī)振動(dòng)消除。
B.更換鍋爐房引風(fēng)機(jī)滑輪后,試運(yùn)行時(shí)電機(jī)振動(dòng),電機(jī)三相電流增大。檢查所有電路和電氣元件后,發(fā)現(xiàn)滑輪不正常
2.電機(jī)的軸向移動(dòng),由于轉(zhuǎn)子本身的重力或安裝水平及磁中心不對(duì)而產(chǎn)生的電磁張力,引起電機(jī)的軸向移動(dòng),使電機(jī)的振動(dòng)增大。嚴(yán)重時(shí),軸磨損蹄根,導(dǎo)致軸瓦溫度迅速升高。與電機(jī)相連的齒輪和聯(lián)軸器有問(wèn)題。這類故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良、輪齒磨損嚴(yán)重、齒輪潤(rùn)滑不良、聯(lián)軸器歪斜錯(cuò)位、齒聯(lián)軸器齒形和齒距不正確、間隙過(guò)大或磨損嚴(yán)重,都會(huì)引起一定的振動(dòng)。
電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)缺陷和安裝問(wèn)題。這類故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓、軸彎曲、軸與軸瓦間隙過(guò)大或過(guò)小、軸承座、基礎(chǔ)板、部分基礎(chǔ)乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)剛度不足、電機(jī)與基礎(chǔ)板固定不穩(wěn)、地腳螺栓松動(dòng)、軸承座與基礎(chǔ)板松動(dòng)等。但軸與軸瓦間隙過(guò)大或過(guò)小,不僅會(huì)引起振動(dòng),還會(huì)引起軸瓦潤(rùn)滑異常和溫度升高。
3.由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng)。
典型案例:
渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪振動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇和水泵的振動(dòng)引起電機(jī)振動(dòng)。
三、電機(jī)混合原因
1.電機(jī)停止前,用振動(dòng)計(jì)檢查各部分的振動(dòng)。對(duì)于振動(dòng)較大的零件,測(cè)試垂直、水平、軸向三個(gè)方向的振動(dòng)值。如果地腳螺絲松動(dòng)或軸承端蓋螺絲松動(dòng),可以直接緊固。緊固后,測(cè)量振動(dòng)是否消除或減輕。
其次,檢查電源三相電壓是否平衡,三相保險(xiǎn)絲是否熔斷。電機(jī)單相運(yùn)行不僅會(huì)引起振動(dòng),還會(huì)使電機(jī)溫度迅速升高。觀察電流表指針是否來(lái)回?cái)[動(dòng),轉(zhuǎn)子線棒斷裂時(shí)是否出現(xiàn)電流擺動(dòng)現(xiàn)象。
最后檢查電機(jī)三相電流是否平衡,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)聯(lián)系運(yùn)行人員停止電機(jī),以免燒壞電機(jī)。
2.如果表面現(xiàn)象處理后電機(jī)振動(dòng)沒(méi)有解決,繼續(xù)斷開(kāi)電源,解開(kāi)聯(lián)軸器,機(jī)械分離連接電機(jī)的負(fù)載,單方向旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
如果電機(jī)本身不振動(dòng),說(shuō)明振動(dòng)源是聯(lián)軸器或裝載機(jī)械不對(duì)中造成的。如果電機(jī)振動(dòng),說(shuō)明電機(jī)本身有問(wèn)題。
另外,可以采用斷電的方法來(lái)區(qū)分是電氣原因還是機(jī)械原因。斷電時(shí),電機(jī)不振動(dòng)或振動(dòng)立即減小,說(shuō)明是電氣原因,否則就是機(jī)械故障。
如何查找振動(dòng)原因
針對(duì)故障原因進(jìn)行檢修
首先,確定定子的三相DC電阻是否平衡。如果不平衡,說(shuō)明定子連接的焊接部位有開(kāi)焊。斷開(kāi)繞組相位以找出原因。另外,繞組是否存在匝間短路,如果故障明顯,從絕緣表面可以看到焦痕。或者,用儀器測(cè)量定子繞組。確認(rèn)匝間短路后,電機(jī)繞組將再次離線。
典型案例:
水泵,運(yùn)行中,電機(jī)不僅振動(dòng)大,而且軸承溫度高。小修測(cè)試表明電機(jī)DC電阻不合格,電機(jī)定子繞組開(kāi)焊。故障排除后,電機(jī)運(yùn)行正常。
1、電氣原因的檢修:
檢查氣隙是否均勻,如果測(cè)量值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn),重新調(diào)整氣隙。檢查軸承并測(cè)量軸承間隙。如果軸承不合格,請(qǐng)更換新軸承。檢查鐵芯的變形和松動(dòng)情況。松散的鐵芯可以用環(huán)氧樹(shù)脂粘合。檢查旋轉(zhuǎn)軸。修復(fù)彎曲的轉(zhuǎn)軸,返工或直接矯直,然后對(duì)轉(zhuǎn)子做平衡測(cè)試。
2、機(jī)械原因的檢修:
如果電機(jī)本身沒(méi)有問(wèn)題,故障是連接部分造成的。此時(shí),檢查電機(jī)的基礎(chǔ)水平、傾斜度、強(qiáng)度、中心對(duì)準(zhǔn)是否正確,聯(lián)軸器是否損壞,電機(jī)軸的延伸和纏繞程度是否符合要求。
3、負(fù)載機(jī)械部分的檢修:
1,從lo上斷開(kāi)電機(jī)
3.如果四只腳或兩只對(duì)角腳只有一只振動(dòng)超標(biāo),松開(kāi)地腳螺栓,振動(dòng)合格,說(shuō)明腳墊不牢固,擰緊地腳螺栓后框架會(huì)變形振動(dòng)。緊固腳墊,重新對(duì)齊,擰緊地腳螺栓。
4.將四個(gè)地腳螺栓完全擰緊,電機(jī)振動(dòng)值仍超標(biāo)。此時(shí),檢查軸伸上的聯(lián)軸器是否與軸肩平齊。如果不平,軸伸上多余鍵產(chǎn)生的激振力會(huì)造成電機(jī)水平振動(dòng)超標(biāo)。
這種情況下振動(dòng)值不會(huì)超過(guò)太多,與主機(jī)對(duì)接后振動(dòng)值往往會(huì)下降,所以要?jiǎng)裼脩羰褂谩T诠S試驗(yàn)期間,根據(jù)GB10068 - 2006,二極電機(jī)安裝在軸伸鍵槽中的半鍵中。額外的鑰匙不會(huì)增加激振力。如果需要處理的話,把多余的鍵剪掉,把多余長(zhǎng)度的剪掉就行了。
5.如果空氣試驗(yàn)中電機(jī)振動(dòng)不超標(biāo),帶負(fù)荷振動(dòng)超標(biāo),原因有二:一是找正偏差大;
另一種是主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分(轉(zhuǎn)子)的剩余不平衡量的相位與電機(jī)轉(zhuǎn)子的相位重疊。對(duì)接后同一位置整個(gè)軸系的剩余不平衡量大,產(chǎn)生的激振力大,引起振動(dòng)。此時(shí)可以斷開(kāi)聯(lián)軸器,將兩個(gè)聯(lián)軸器中的任意一個(gè)旋轉(zhuǎn)180,再連接試驗(yàn)機(jī),振動(dòng)就會(huì)減小。
6.如果振動(dòng)速度(強(qiáng)度)不超標(biāo),振動(dòng)加速度超標(biāo),只能更換軸承。
7.兩極大功率電機(jī)由于剛性差,長(zhǎng)時(shí)間不使用轉(zhuǎn)子會(huì)變形,再次轉(zhuǎn)動(dòng)可能會(huì)振動(dòng)。這就是電機(jī)存放不當(dāng)?shù)脑颉UG闆r下,二極電機(jī)存放期間。每隔15天,電機(jī)至少應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)8次。
8.滑動(dòng)軸承電機(jī)振動(dòng)與軸瓦裝配質(zhì)量有關(guān)。檢查軸瓦是否有高點(diǎn),軸瓦進(jìn)油量是否足夠,軸瓦張力、軸瓦間隙、磁中心線是否合適。
9.一般情況下,從三個(gè)方向的振動(dòng)值可以簡(jiǎn)單判斷電機(jī)振動(dòng)的原因,如水平振動(dòng)大、轉(zhuǎn)子不平衡;垂直振動(dòng)大,安裝基礎(chǔ)不均勻;軸向振動(dòng)大,軸承裝配質(zhì)量差。
這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的判斷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和上述因素,綜合考慮,找出振動(dòng)的真正原因。
10.應(yīng)特別注意Y系列箱式電機(jī)的軸向振動(dòng)。如果軸向振動(dòng)大于徑向振動(dòng),對(duì)電機(jī)軸承的危害很大,會(huì)導(dǎo)致抱軸事故。
注意軸承溫度。如果定位軸承比非定位軸承升溫快,立即停止機(jī)器。這是機(jī)座軸向剛度不足引起的軸向振動(dòng),所以要對(duì)機(jī)座進(jìn)行加固。
11.轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡后,轉(zhuǎn)子的剩余不平衡量已經(jīng)固化在轉(zhuǎn)子上,不會(huì)發(fā)生變化,電機(jī)本身的振動(dòng)也不會(huì)隨著位置和工況的變化而變化,所以振動(dòng)問(wèn)題可以在用戶現(xiàn)場(chǎng)處理。
一般檢修電機(jī)時(shí)不需要檢查電機(jī)的動(dòng)平衡。除了非常特殊的情況,如柔性基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)子變形等,需要做現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡或返廠。
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