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2024-04-23
電機振動(dòng)的原因很多,也很復雜。8極以上大極數電機不會(huì )因為電機制造質(zhì)量問(wèn)題引起振動(dòng)。振動(dòng)常見(jiàn)于2--6極電機,GB10068-2000,《旋轉電機振動(dòng)限值及測試方法》規定了在剛性基礎上不同中心高電機的振動(dòng)限值、測量方法及剛性基礎的判定標準,依據此標準可以判斷電機是否符合標準。
電動(dòng)機振動(dòng)的危害
電動(dòng)機產(chǎn)生振動(dòng),會(huì )使繞組絕緣和軸承壽命縮短,影響滑動(dòng)軸承的正常潤滑,振動(dòng)力促使絕緣縫隙擴大,使外界粉塵和水分入侵其中,造成絕緣電阻降低和泄露電流增大,甚至形成絕緣擊穿等事故。另外,電動(dòng)機產(chǎn)生振動(dòng),又容易使冷卻器水管振裂,焊接點(diǎn)振開(kāi),同時(shí)會(huì )造成負載機械的損傷,降低工件精度,會(huì )造成所有遭到振動(dòng)的機械部分的疲勞,會(huì )使地腳螺絲松動(dòng)或斷掉,電動(dòng)機又會(huì )造成碳刷和滑環(huán)的異常磨損,甚至會(huì )出現嚴重刷火而燒毀集電環(huán)絕緣,電動(dòng)機將產(chǎn)生很大噪音,這種情況一般在直流電機中也時(shí)有發(fā)生。
電動(dòng)機振動(dòng)的十個(gè)原因
1、轉子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)輪(制動(dòng)輪)不平衡引起的。
2、鐵心支架松動(dòng),斜鍵、銷(xiāo)釘失效松動(dòng),轉子綁扎不緊都會(huì )造成轉動(dòng)部分不平衡。
3、聯(lián)動(dòng)部分軸系不對中,中心線(xiàn)不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過(guò)程中,對中不良、安裝不當造成的。
4、聯(lián)動(dòng)部分中心線(xiàn)在冷態(tài)時(shí)是重合一致的,但運行一段時(shí)間后由于轉子支點(diǎn),基礎等變形,中心線(xiàn)又被破壞,因而產(chǎn)生振動(dòng)。
5、與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有故障,齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過(guò)大或磨損嚴重,都會(huì )造成一定的振動(dòng)。
6、電機本身結構的缺陷,軸頸橢圓,轉軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小,軸承座、基礎板、地基的某部分乃至整個(gè)電機安裝基礎的剛度不夠。
7、安裝的問(wèn)題,電機與基礎板之間固定不牢,底腳螺栓松動(dòng),軸承座與基礎板之間松動(dòng)等。
8、軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小不僅可以造成振動(dòng)還可使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。
9、電機拖動(dòng)的負載傳導振動(dòng),比如說(shuō)電機拖動(dòng)的風(fēng)機、水泵振動(dòng),引起電機振動(dòng)。
10、交流電機定子接線(xiàn)錯誤、繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機轉子繞組短路,同步電機勵繞組匝間短路,同步電機勵磁線(xiàn)圈聯(lián)接錯誤,籠型異步電動(dòng)機轉子斷條,轉子鐵心變形造成定、轉子氣隙不均,導致氣隙磁通不平衡從而造成振動(dòng)。
振動(dòng)原因及典型案例
動(dòng)原因主要有三種情況:電磁方面原因;機械方面原因;機電混合方面原因。
01 電磁方面的原因
電源方面:三相電壓不平衡,三相電動(dòng)機缺相運行。
定子方面:定子鐵心變橢圓、偏心、松動(dòng);定子繞組發(fā)生斷線(xiàn)、接地擊穿、匝間短路、接線(xiàn)錯誤,定子三相電流不平衡。
舉例:鍋爐房密封風(fēng)機電機檢修前發(fā)現定子鐵心有紅色粉末,懷疑定子鐵心有松動(dòng)現象,但不屬于標準大修范圍內的項目,所以未處理,大修后試轉時(shí)電機發(fā)生刺耳的尖叫聲,更換一臺定子后故障排除。
轉子故障:轉子鐵心變橢圓、偏心、松動(dòng)。轉子籠條與端環(huán)開(kāi)焊,轉子籠條斷裂,繞線(xiàn)錯誤,電刷接觸不良等。
舉例:軌枕工段無(wú)齒鋸電機運行中發(fā)現電機定子電流來(lái)回擺動(dòng),電機振動(dòng)逐漸增大,根據現象判斷電機轉子籠條有開(kāi)焊和斷裂的可能,電機解體后發(fā)現,轉子籠條有7處斷裂,嚴重的2根兩側與端環(huán)已全部斷裂,如發(fā)現不及時(shí)就有可能造成定子燒損的惡劣事故發(fā)生。
02 機械原因
電機本身方面:轉子不平衡,轉軸彎曲,滑環(huán)變形,定、轉子氣隙不均,定、轉子磁力中心不一致,軸承故障,基礎安裝不良,機械機構強度不夠、共振,地腳螺絲松動(dòng),電機風(fēng)扇損壞。
典型案例:廠(chǎng)凝結水泵電機更換完上軸承后,電機晃動(dòng)增大,并且轉、定子有輕微掃膛跡象,仔細檢查后發(fā)現,電機轉子提起高度不對,轉、定子磁力中心未對上,重新調整推力頭螺絲備帽后,電機振動(dòng)故障消除??缇€(xiàn)吊圈揚電機檢修后振動(dòng)一直偏大,并且有逐步增大的跡象,在電機落勾的時(shí)候發(fā)現電機振動(dòng)仍然很大,并且軸向有很大的串動(dòng),解體發(fā)現,轉子鐵心松動(dòng),轉子平衡也有問(wèn)題,更換備用轉子后故障消除,原有轉子返廠(chǎng)修理。
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)軸器找中心不準,負載機械不平衡,系統共振等。聯(lián)動(dòng)部分軸系不對中,中心線(xiàn)不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過(guò)程中,對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況,就是有的聯(lián)動(dòng)部分中心線(xiàn)在冷態(tài)時(shí)是重合一致的,但運行一段時(shí)間后由于轉子支點(diǎn),基礎等變形,中心線(xiàn)又被破壞,因而產(chǎn)生振動(dòng)。
例如:a、循環(huán)水泵電機,運行中振動(dòng)一直偏大,電機檢查無(wú)任何問(wèn)題,空載也一切正常,水泵班認為電機運轉正常,檢查出電機找正中心差太多,水泵班從新進(jìn)行找正后,電機振動(dòng)消除;b、鍋爐房引風(fēng)機在更換皮帶輪后,電機試運行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)同時(shí)電機三相電流增大,檢查所有電路和電器元件沒(méi)有問(wèn)題臨末發(fā)現皮帶輪不合格,更換后電機振動(dòng)消除,同時(shí)電機的三相電流也恢復正常。
03 電機混合原因
1、電機振動(dòng)往往是氣隙不勻,引起單邊電磁拉力,而單邊電磁拉力又使氣隙進(jìn)一步增大,這種機電混合作用表現為電機振動(dòng)。
2、電機軸向串動(dòng),由于轉子本身重力或安裝水平以及磁力中心不對,引起的電磁拉力,造成電機軸向串動(dòng),引起電機振動(dòng)加大,嚴重情況下發(fā)生軸磨瓦根,使軸瓦溫度迅速升高。
3、與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現為齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過(guò)大或磨損嚴重,都會(huì )造成一定的振動(dòng)。
4、電機本身結構的缺陷和安裝的問(wèn)題。這種故障主要表現為軸頸橢圓,轉軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小,軸承座、基礎板、地基的某部分乃至整個(gè)電機安裝基礎的剛度不夠,電機與基礎板之間固定不牢,底腳螺栓松動(dòng),軸承座與基礎板之間松動(dòng)等。而軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小不僅可以造成振動(dòng)還可使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。
5、電機拖動(dòng)的負載傳導振動(dòng)。
例如:汽輪發(fā)電機的汽輪機振動(dòng),電機拖動(dòng)的風(fēng)機、水泵振動(dòng),引起電機振動(dòng)。
如何查找振動(dòng)原因?
要想消除電動(dòng)機振動(dòng),首先要查清產(chǎn)生振動(dòng)的原因,只有找到振動(dòng)的原因,才能采取有針對性的措施,消除電動(dòng)機振動(dòng)。
電動(dòng)機未停機之前,用測振表檢查各部振動(dòng)情況,對于振動(dòng)較大的部位按垂直水平軸向三個(gè)方向詳細測試振動(dòng)數值,如果是地腳螺絲松動(dòng)或軸承端蓋螺絲松動(dòng),則可直接緊固,緊固后在測其振動(dòng)大小,觀(guān)察是否有消除或減輕。
其次要檢查電源三相電壓是否平衡,三相熔絲是否有燒斷現象,電動(dòng)機的單相運行不僅可以引起振動(dòng),還會(huì )使電機的溫度迅速上升,觀(guān)察電流表指針是否來(lái)回擺動(dòng),轉子斷條時(shí)就出現電流擺動(dòng)現象,臨末檢查電機三相電流是否平衡,發(fā)現問(wèn)題及時(shí)與運行人員聯(lián)系停止電機運行,以免將電機燒損。
如果對表面現象處理后,電機振動(dòng)未解決,則繼續斷開(kāi)電源,解開(kāi)聯(lián)軸器,使電機與之相連的負載機械分離,單轉電機,如果電機本身不振動(dòng),則說(shuō)明振源是聯(lián)軸器沒(méi)找正或負載機械引起的,如果電機振動(dòng),則說(shuō)明電機本身有問(wèn)題,另外還可以采取斷電法來(lái)區分是電氣原因,還是機械原因,當停電瞬間,電動(dòng)機馬上不振動(dòng)或振動(dòng)減輕,則說(shuō)明是電氣原因,否則是機械故障。
針對故障原因進(jìn)行檢修
電氣原因的檢修:首先是測定定子三相直流電阻是否平衡,如不平衡,則說(shuō)明定子連線(xiàn)焊接部位有開(kāi)焊現象,斷開(kāi)繞組分相進(jìn)行查找,另外繞組是否存在匝間短路現象,如故障明顯可以從絕緣表面看到燒焦痕跡,或用儀器測量定子繞組,確認匝間短路后,將電機繞組重新下線(xiàn)。
例如:水泵電機,運行中電機不僅振動(dòng)大軸承溫度也偏高小修試驗發(fā)現電機直流電阻不合格,電機定子繞組有開(kāi)焊現象,用排除法將故障找到消除后,電機運行一切正常。
機械原因的檢修:檢查氣隙是否均勻,如果測量值超標,重新調整氣隙。檢查軸承,測量軸承間隙,如不合格更換新軸承,檢查鐵心變形和松動(dòng)情況,松動(dòng)的鐵心可用環(huán)氧樹(shù)脂膠粘接灌實(shí),檢查轉軸,對彎曲的轉軸進(jìn)行補焊重新加工或直接直軸,然后對轉子做平衡試驗。打風(fēng)機電機大修后試運行期間,電機不僅振動(dòng)大,而且軸瓦溫度超標,連續處理幾天后,故障仍未解決。我班組人員在幫助處理時(shí)發(fā)現,電機氣隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新調整各部間隙后,電機試轉一次成功。
負載機械部分檢查正常,電機本身也沒(méi)有問(wèn)題:引起故障的原因是連接部分造成的,這時(shí)要檢查電機的基礎水平面,傾斜度、強度,中心找正是否正確,聯(lián)軸器是否損壞,電機軸伸繞度是否符合要求等。
處理電機振動(dòng)的步驟
1、把電機和負載脫開(kāi),空試電機,檢測振動(dòng)值。
2、檢查電機底腳振動(dòng)值,依據國標GB10068-2006,底腳板處的振動(dòng)值不得大于軸承相應位置的25%,如超過(guò)此數值說(shuō)明電機基礎不是剛性基礎。
3、如四個(gè)底腳只有一個(gè)或對角兩個(gè)振動(dòng)超標,松開(kāi)地腳螺栓,振動(dòng)就會(huì )合格,說(shuō)明該底腳下墊得不實(shí),地腳螺栓緊固后引起機座變形產(chǎn)生振動(dòng),把底腳墊實(shí),重新找正對中,擰緊地腳螺栓。
4、把基礎上四個(gè)地腳螺栓全緊固,電機的振動(dòng)值仍然超標,這時(shí)檢查軸伸上裝的聯(lián)軸器是否和軸肩靠平了,如不平,軸伸上多余的鍵產(chǎn)生的激振力會(huì )引起電機水平振動(dòng)超標。這種情況振動(dòng)值超得不會(huì )太多,往往和主機對接后振動(dòng)值能下降,應說(shuō)服用戶(hù)使用,二極電機在出廠(chǎng)試驗時(shí)根據GB10068--2006在軸伸鍵槽內裝在半鍵。多余的鍵就不會(huì )額外增加激振力。如需處理,只需把多余的鍵截去多出長(cháng)度的一般即可。
5、如電機空試振動(dòng)不超標,帶上負載振動(dòng)超標,有兩種原因:一種是找正偏差較大;另一種是主機的旋轉部件(轉子)的殘余不平衡量和電機轉子的殘余不平衡量所處相位重疊,對接后整個(gè)軸系在同一位置的殘余不平衡量大,所產(chǎn)生的激振動(dòng)力大引起振動(dòng)?這時(shí),可以把聯(lián)軸器脫開(kāi),把兩個(gè)聯(lián)軸器中的任一個(gè)旋轉180℃,再對接試機,振動(dòng)會(huì )下降。
6、振動(dòng)振速(烈度)不超標,振動(dòng)加速度超標,只能更換軸承。
7、二極大功率電機的轉子由于剛性差,長(cháng)時(shí)間不用轉子會(huì )變形,再轉時(shí)可能會(huì )振動(dòng),這是電機保管不善的原因,正常情況下,二極電機儲存期間。每隔15天要對電機盤(pán)車(chē),每次盤(pán)車(chē)至少轉動(dòng)8圈以上。
8、滑動(dòng)軸承的電機振動(dòng)和軸瓦的裝配質(zhì)量有關(guān),應檢查軸瓦是否有高點(diǎn),軸瓦的進(jìn)油是否夠、軸瓦緊力、軸瓦間隙、磁力中心線(xiàn)是否合適。
9、一般情況下,電機振動(dòng)的原因,可以從三個(gè)方向的振動(dòng)值大小做簡(jiǎn)單的判斷,水平振動(dòng)大,轉子不平衡;垂直振動(dòng)大,安裝基礎不平不好;軸向振動(dòng)大,軸承裝配質(zhì)量差。這只是簡(jiǎn)單判斷,要根據現場(chǎng)情況,結合以上所述的因素綜合考慮,查找振動(dòng)的真實(shí)原因。
10、Y系列箱式電機的振動(dòng)應特別注意軸向振動(dòng),如軸向振動(dòng)大于徑向振動(dòng),對電機軸承的危害極大,會(huì )引起抱軸事故。要注意觀(guān)察軸承溫度,如定位軸承比非定位軸承升溫速度快,應立即停機。這是因為機座的軸向剛度不夠引起的軸向振動(dòng),應加固機座。
11、轉子經(jīng)動(dòng)平衡后,轉子的殘余不平衡量已經(jīng)固化在轉子上,不會(huì )改變,電機本身的振動(dòng)也不會(huì )隨著(zhù)地點(diǎn)、工況的變化而變化,在用戶(hù)現場(chǎng)是能處理好振動(dòng)問(wèn)題的。一般情況下,檢修電機不需要對電機再做動(dòng)平衡校驗,除了極特別的情況,如柔性基礎、轉子變形等,須做現場(chǎng)動(dòng)平衡或返廠(chǎng)處理。
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