電機振動十(shí)大原因分析及預防措施

2024-04-23

電機振(zhèn)動的原因很多,也很複雜。8極以上大極數電機不會因為電機(jī)製造質量(liàng)問題引起振動。振動常見於2--6極電機,GB10068-2000,《旋轉電機振動限值及(jí)測試方(fāng)法》規定了在剛性基礎上不同中心高電機的振動限值、測量方法及剛性基礎的判定標準,依據此標準可以判斷(duàn)電機是否符合標準。

電動機振動的危害

電動(dòng)機產生振動,會使繞組絕緣和(hé)軸承壽命(mìng)縮(suō)短,影響滑動軸承的正常(cháng)潤滑,振動力促(cù)使絕緣縫(féng)隙擴大,使外界粉塵和水(shuǐ)分入侵其中,造成絕緣電阻降低和泄露電流(liú)增(zēng)大,甚至形成絕緣擊穿等事故。另外,電動機產(chǎn)生振動,又容易使冷卻器水(shuǐ)管振裂,焊接點振開,同時會造成負載機(jī)械的損傷,降低工件精度,會造成所有遭到振動的機械(xiè)部分的(de)疲勞(láo),會使地腳螺絲鬆動或(huò)斷(duàn)掉,電動(dòng)機又會造成碳(tàn)刷和滑環的異(yì)常磨損,甚(shèn)至(zhì)會出現嚴重刷火而(ér)燒(shāo)毀集電環絕緣(yuán),電動機將產生很大噪音(yīn),這種情況一般在直流電機中也時有發生。

電動機(jī)振動的十個原因

1、轉子、耦合器、聯軸器、傳動(dòng)輪(lún)(製動輪(lún))不(bú)平衡引起的。

2、鐵心支架鬆動(dòng),斜(xié)鍵、銷釘失效鬆動,轉子綁紮不緊(jǐn)都會造成轉(zhuǎn)動部分不平衡。

3、聯動部分軸係不對中,中心線不重(chóng)合,定心(xīn)不正確。這種故障產生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當造成的。

4、聯動部分中心線在冷態時是(shì)重合(hé)一致的,但運行(háng)一段時間後由於轉子支點(diǎn),基礎(chǔ)等變形,中心線又(yòu)被破壞,因而產生振動。

5、與(yǔ)電(diàn)機相聯的齒輪、聯軸器有故障(zhàng),齒輪咬合不(bú)良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯軸器歪斜、錯位,齒式聯軸器齒形、齒距不對、間隙(xì)過大或磨損嚴重,都會造成一定的振動(dòng)。

6、電機本身結構的缺(quē)陷,軸頸橢(tuǒ)圓,轉軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或(huò)過小(xiǎo),軸承座、基礎板(bǎn)、地基的某部分乃至整個電機安裝基(jī)礎的剛度(dù)不夠。

7、安裝的問題,電機與基礎板之間(jiān)固(gù)定不牢,底(dǐ)腳螺栓鬆動,軸承座與基礎板之間鬆動等。

8、軸與軸瓦(wǎ)間間隙過大或過小不(bú)僅可以造成振動還可(kě)使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。

9、電機拖動的負載傳導振(zhèn)動,比如說(shuō)電機拖動的風機、水泵振(zhèn)動,引起電機振動。

10、交(jiāo)流電機定子接(jiē)線錯誤、繞(rào)線型異步(bù)電動機轉子繞組短(duǎn)路,同步電機勵繞組匝間(jiān)短路,同步電機勵磁線圈聯(lián)接錯誤,籠型異步電動機轉子斷條,轉子(zǐ)鐵心變形造成定(dìng)、轉子氣隙不均,導致氣(qì)隙磁通不平衡從而(ér)造成振動。

振動原因及典型案例

動原因主要有三種情況:電磁方麵原因;機械方麵原因(yīn);機電混合方麵原因。

01 電磁方麵的原因

電源方麵(miàn):三相電壓不平衡,三相電動機缺相運行。

定子方麵:定子鐵心變(biàn)橢圓、偏心、鬆動;定子繞組發生斷線、接地擊穿、匝間短(duǎn)路、接線錯誤,定子三相電流不平衡。

舉例:鍋爐房密封風機電機檢(jiǎn)修前發(fā)現定子鐵(tiě)心有紅色粉末,懷疑定子鐵心有鬆動(dòng)現象,但不屬於(yú)標準大修範圍內的(de)項目,所以未處理,大修後試轉時電機發生刺(cì)耳的尖叫聲,更換一台定子後(hòu)故障排除。

轉子故障(zhàng):轉子鐵心(xīn)變橢(tuǒ)圓(yuán)、偏心、鬆動。轉子籠條與(yǔ)端(duān)環開焊,轉子籠條斷裂,繞線錯誤,電刷接觸不良等。

舉例:軌枕工段(duàn)無齒鋸電機運行中發現電機定子(zǐ)電流來回擺(bǎi)動,電(diàn)機振動(dòng)逐漸增大,根據現象判斷電機轉子籠條有開焊和斷裂的可能,電機解體後發現,轉子籠條有7處斷裂,嚴重的2根兩側與(yǔ)端環已全(quán)部斷裂,如發現不及時就有可能造(zào)成定子燒損的惡劣事故發生(shēng)。

02 機械原因

電(diàn)機本(běn)身方麵:轉子(zǐ)不平衡,轉軸彎曲,滑(huá)環變形,定、轉子氣隙不(bú)均,定(dìng)、轉子磁力中心不一致(zhì),軸承(chéng)故障,基礎安裝不(bú)良,機械機構強度不夠、共振(zhèn),地腳螺絲鬆動,電機風扇損壞。

典型案例(lì):廠(chǎng)凝結水泵電(diàn)機(jī)更換(huàn)完上軸承後,電機晃動增大,並且轉、定子(zǐ)有輕微掃膛跡象,仔細檢查後發(fā)現,電機轉子提起(qǐ)高度不對,轉、定子磁力中(zhōng)心未對上,重新調(diào)整推力頭螺絲(sī)備帽後,電機振(zhèn)動(dòng)故(gù)障消除。跨(kuà)線吊圈揚電機檢修後(hòu)振動一直偏大,並且有逐步增大的跡象,在電機(jī)落勾(gōu)的時候發現電機振動仍然很大,並且軸向有很大的串動,解體發現(xiàn),轉子鐵心(xīn)鬆動,轉子平衡也有問題,更換備用轉子後故障消除,原有(yǒu)轉子返廠修理。

與聯軸器配合方麵:聯軸器損壞,聯軸器連接不良,聯軸器找中心不準,負載(zǎi)機械不平衡,係統共(gòng)振等。聯動部分軸係不(bú)對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障(zhàng)產(chǎn)生的原因(yīn)主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況(kuàng),就是有的聯動部分中心線在冷態時是(shì)重合一致的(de),但運行一段時(shí)間後由於轉子支點,基礎等變形,中心線又被破壞,因而產生振動。

例如:a、循環水泵電機,運行中振動一直(zhí)偏大,電機檢查無任何問題,空載也一切正常,水泵班認為電機(jī)運轉正(zhèng)常,檢查出電機找正中心差太多,水泵班從新進行找正後,電機振動消除;b、鍋爐房引風機在更換皮帶輪後,電機試運(yùn)行時產生振動同時電機三相(xiàng)電流增大,檢查所有電路和電器元件沒有(yǒu)問(wèn)題臨(lín)末發現皮帶輪不合格,更換後電機振動消除(chú),同時(shí)電機的三(sān)相(xiàng)電(diàn)流也恢複正(zhèng)常。

03 電機混(hún)合原因

1、電機振(zhèn)動往往是氣隙不勻,引起單邊(biān)電磁拉(lā)力,而單邊電磁拉(lā)力又使氣隙進一(yī)步增(zēng)大,這種機電混合作用表(biǎo)現為電機振動。

2、電機軸向串動,由於轉子本身(shēn)重力或安(ān)裝水平以及磁力中心不對,引起的電(diàn)磁拉力,造成電機(jī)軸向串(chuàn)動,引起電機振動加大,嚴重情(qíng)況下發生軸磨瓦根,使軸瓦溫度(dù)迅速(sù)升高。

3、與(yǔ)電機相聯的齒輪、聯軸器有(yǒu)毛病。這(zhè)種故障主要表現為齒(chǐ)輪咬合不(bú)良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯軸器歪斜、錯位,齒式聯軸器齒(chǐ)形、齒距(jù)不(bú)對、間隙(xì)過大或磨(mó)損嚴重,都會造成一定的振動。

4、電機本(běn)身結構的缺陷(xiàn)和(hé)安裝的問題(tí)。這種故障主要表現為軸頸(jǐng)橢圓,轉軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或過小(xiǎo),軸(zhóu)承座、基礎板、地基的某(mǒu)部分乃至(zhì)整(zhěng)個電機安(ān)裝基礎的剛度不夠,電機與基礎板之間固定不牢,底腳螺栓鬆動,軸承(chéng)座與基礎板之間鬆動等。而(ér)軸與軸(zhóu)瓦間間隙過大(dà)或過小(xiǎo)不僅可以造成振動(dòng)還可使(shǐ)軸瓦的潤滑和溫度產生異常。

5、電機拖動的負載傳導振動。

例如:汽輪發電機的汽輪機振(zhèn)動,電機拖動的風機、水泵振動,引起電機振動。

如何查找振動原因?

要想消除電動機振動,首(shǒu)先(xiān)要查(chá)清產生振動的原因,隻有找到振動的原因,才能采取有針對性的(de)措施,消(xiāo)除電動機(jī)振動。

電(diàn)動機(jī)未停機之前,用測振表檢查各部振(zhèn)動(dòng)情況,對於(yú)振動較大的部位按垂直(zhí)水平軸向三個方(fāng)向詳細測(cè)試振動數值,如果是地腳(jiǎo)螺絲鬆動或軸承端蓋螺絲鬆動,則可直接緊固,緊固後在測其振動大小,觀察是(shì)否有消除或減輕。

其次要檢查電源三相電壓是否平(píng)衡,三相熔(róng)絲是否有燒斷(duàn)現(xiàn)象,電動機的單相運行不僅可以引起振動,還會使電機的溫度迅速(sù)上升,觀察電流表指針是否(fǒu)來回擺動,轉(zhuǎn)子斷條時就(jiù)出現電流擺動現象,臨末檢查電機三相電流是否平衡(héng),發現問題及時與運行(háng)人員聯係停止電機運(yùn)行,以免將電機燒損。

如果對表麵現象處理後,電機(jī)振(zhèn)動未解決,則繼續斷開電源,解開聯軸器,使電機與之相連的負載機械分離,單(dān)轉電機(jī),如(rú)果電機本(běn)身不振動,則說明(míng)振源是聯軸器沒找正或負載機械引起的,如果電機振動,則說明電機本身有問題,另外還可以采取斷電法來區分是電(diàn)氣原因,還是機械原因,當停電瞬間,電動機(jī)馬上(shàng)不振動或振動減輕,則說明是電氣原(yuán)因,否(fǒu)則是機械故障。

針對故障(zhàng)原因進(jìn)行(háng)檢(jiǎn)修

電氣原因的檢修:首先是測定(dìng)定子三相直流電阻是(shì)否平衡,如不平衡(héng),則說明定子連線焊接部位有開焊現象,斷開繞組分相進行查找,另外繞組是否存在匝間短路現象,如故障(zhàng)明顯可以(yǐ)從(cóng)絕緣表麵看到燒焦痕跡,或用儀器(qì)測量定子繞組,確認匝間短路後,將電機繞組重新下線。

例如:水泵電機,運(yùn)行中電(diàn)機不僅振動大軸承溫度(dù)也偏高小修試驗發現電機(jī)直流電阻不合(hé)格,電機定子繞組有開焊現象,用(yòng)排除法將(jiāng)故障找到消除後,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(chéng),測量軸承間隙,如不合格更換新軸承,檢查鐵心變形和鬆動情況,鬆動的鐵心可用環氧樹脂(zhī)膠粘(zhān)接灌實,檢查(chá)轉軸,對彎曲的轉軸進行補焊重新加工或直接直軸,然後對(duì)轉子做平衡試(shì)驗。打風機電機大修後試運行期間,電機不僅振動大,而且軸(zhóu)瓦(wǎ)溫度超標(biāo),連續處(chù)理幾天後,故障仍未解決。我(wǒ)班組人員在幫助處理時發現,電機氣隙非(fēi)常大,瓦座水平也不合格,故障(zhàng)原因找到後,重新調整各部間隙後,電機試轉一次成功。

負載機械部分檢查正常,電機本(běn)身也沒有問題:引起故障的原因(yīn)是(shì)連接部分造成的,這時(shí)要檢查電機的基礎水(shuǐ)平麵,傾斜度、強度,中心找(zhǎo)正是否正確,聯軸器是否(fǒu)損(sǔn)壞,電機軸伸繞度是否符合要求(qiú)等。

處理電機振動的步(bù)驟

1、把電機和負載脫開,空試電機,檢測振動值。

2、檢查電機底腳振動值,依據(jù)國標(biāo)GB10068-2006,底(dǐ)腳板處的振動值不得大於軸承相應位置的25%,如超過此(cǐ)數值說明電機(jī)基礎不是剛性基礎。

3、如四(sì)個底腳隻有一個或(huò)對角兩個振動超標,鬆(sōng)開地腳螺栓,振動就(jiù)會合格,說明該底腳下墊得不實,地腳螺栓(shuān)緊固後引起機座(zuò)變形產生振動,把底腳墊實,重新找正對中,擰(nǐng)緊地腳螺栓。

4、把基礎上四個地腳螺栓全緊固,電機的振動值仍然超標,這時檢查軸伸上裝的聯軸器是否和軸肩靠平了,如(rú)不平,軸伸上多餘的鍵產生的(de)激(jī)振力會引起電機水(shuǐ)平振動超標(biāo)。這種情(qíng)況振(zhèn)動值超得不會太多,往往和主機(jī)對接後振動值能下(xià)降,應說服用戶使用,二極電機在出廠試驗時根據GB10068--2006在軸伸鍵槽內裝在半鍵。多餘的鍵就不會(huì)額外增加(jiā)激振力。如需處理,隻需把多餘的鍵截去多出長度(dù)的一般即可。

5、如電機空試振動不超標,帶上負載振動(dòng)超標,有兩種原因:一種是找正(zhèng)偏差較大;另一種是主(zhǔ)機的旋轉部件(轉子)的殘餘不平衡量和電機轉(zhuǎn)子的殘(cán)餘不平衡量(liàng)所(suǒ)處相(xiàng)位(wèi)重疊,對接後整個軸係在同一位置的殘餘不(bú)平衡量大,所產(chǎn)生的激振動力大引起振動?這時,可(kě)以把聯軸器脫開,把兩個聯軸器中的任一個旋轉180℃,再對接試機,振動會下降。

6、振動振速(sù)(烈度)不超(chāo)標,振動加速度超標,隻能更換軸承。

7、二極大功率電機的轉子由於剛性差,長時間不用(yòng)轉子會變形,再轉時可能會振動,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(jī)盤車,每次盤(pán)車至少轉動(dòng)8圈以上。

8、滑(huá)動軸承的電機振動和軸瓦的裝(zhuāng)配質量有關,應檢(jiǎn)查軸瓦是否有高點,軸瓦(wǎ)的進油是否夠、軸瓦(wǎ)緊力、軸瓦間(jiān)隙、磁力中心線是否合適。

9、一般情況下,電機振動的原因,可以從(cóng)三個方(fāng)向的振動值大小做(zuò)簡單的(de)判斷,水平振動大,轉子(zǐ)不平衡;垂(chuí)直振動大(dà),安裝基礎不平不好;軸向振動大,軸承裝配質量差。這隻是(shì)簡單判斷,要(yào)根據現(xiàn)場情況,結(jié)合以上所述的因素(sù)綜合考慮,查(chá)找振動的真實原因(yīn)。

10、Y係列箱式電機的振動應特別注意軸向振動,如軸向振動(dòng)大於(yú)徑向振動,對電機軸承的危害極大,會引起抱軸事故。要注意觀察(chá)軸承溫度(dù),如定位軸承比非定位(wèi)軸承升溫速度快,應立即停機。這是(shì)因為機座的軸向剛度不夠(gòu)引起的(de)軸向振動,應加固機座。

11、轉子經動平衡後(hòu),轉子的(de)殘餘不平衡量已經固化在轉子上,不會改變,電機本身的振動也(yě)不會隨著地點(diǎn)、工況的變化而變(biàn)化,在用戶現(xiàn)場是能處(chù)理好振(zhèn)動問題的。一般情況下,檢修電機不需要(yào)對電機再(zài)做動平衡校(xiào)驗,除(chú)了極(jí)特別的情況(kuàng),如柔性基礎、轉子變形等,須做現場(chǎng)動平衡或返廠處理。

來源:網絡

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