摘要：電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中常會(huì)發(fā)生振動(dòng),振動(dòng)的產(chǎn)生會(huì)在一定程度上影響電機(jī)的正常運(yùn)行。本文就電機(jī)振動(dòng)的原因進(jìn)行了分析,同時(shí)給出了處理振動(dòng)常用的一些方法。
在對(duì)電機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行處理時(shí),遵循科學(xué)的診斷方法和診斷技術(shù)是十分有必要的。由于實(shí)際中的振動(dòng)故障一般具有綜合性和復(fù)雜性,對(duì)其進(jìn)行分析和處理是比較有難度的,所以,在處理振動(dòng)故障時(shí),必須思路清晰、找出振動(dòng)的具體原因以便可以有針對(duì)性地處理,盡量減少由振動(dòng)而造成的設(shè)備停運(yùn)或損壞。
電機(jī)振動(dòng)帶來(lái)的危害
對(duì)于大部分的機(jī)械設(shè)備而言,振動(dòng)是設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中普遍存在的一種現(xiàn)象。電機(jī)和其他一些設(shè)備基本上一樣,在工作時(shí)也會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)。經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員長(zhǎng)期的觀察,得出了電機(jī)振動(dòng)的危害,其危害可以歸結(jié)為如下幾個(gè)部分：
1）電機(jī)的振動(dòng)在一定程度上會(huì)消耗能量,進(jìn)而降低電機(jī)的效率；
2）振動(dòng)會(huì)直接地傷害到電機(jī)的軸承,加快電機(jī)軸承的磨損程度,使得其正常壽命大大縮減；
3）電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲或者是斷裂,這主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極的松動(dòng)造成了定子和轉(zhuǎn)子之間相互擦碰；
4）振動(dòng)會(huì)在一定程度上降低絕緣電阻,這主要是因?yàn)殡姍C(jī)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)端部綁線松動(dòng),造成端部繞組相互摩擦；
5）振動(dòng)會(huì)造成一些零件松動(dòng),使得其它的機(jī)械設(shè)備不能正常的運(yùn)行。
實(shí)際工作中電機(jī)機(jī)座振動(dòng)的主要原因可以歸結(jié)為如下兩點(diǎn):
1)轉(zhuǎn)子振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的激振力;
2)定子鐵心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)引起機(jī)座的倍頻振動(dòng),相關(guān)研究表明當(dāng)單機(jī)容量增大時(shí),倍頻振動(dòng)也會(huì)隨之更加明顯。由相關(guān)技術(shù)人員得到的結(jié)論表明:軸承座設(shè)置在定子機(jī)座端蓋上的軸承形式對(duì)機(jī)座的影響要比落地軸承形式的轉(zhuǎn)子激振力對(duì)機(jī)座的影響要大得多。
對(duì)于電機(jī)機(jī)座振動(dòng)的具體減振措施如下:
1)設(shè)置彈性結(jié)構(gòu),既是把鐵心與機(jī)座之間的連接結(jié)構(gòu)改為彈性結(jié)構(gòu),以便在一定程度上減小振動(dòng)帶來(lái)的影響;
2)控制機(jī)座自身的自振頻率,使其避開(kāi)鐵心的倍頻振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)子的振動(dòng)頻率。
電機(jī)中轉(zhuǎn)子的機(jī)械不平衡可以大體的分為三種:
1)靜不平衡,其導(dǎo)致的離心力會(huì)在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相同的振動(dòng);
2)動(dòng)不平衡,其產(chǎn)生的離心力偶會(huì)在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相反的振動(dòng);(3)混合不平衡, 其是電機(jī)實(shí)際工作中最常碰到的一種機(jī)械不平衡�；旌喜黄胶馐庆o不平衡離心力偶和動(dòng)不平衡力偶共同作用在兩個(gè)支座上產(chǎn)生的大小不等, 相位不同的振動(dòng)�！ �
對(duì)于轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)的處理方法有:
1)利用動(dòng)平衡校驗(yàn)的基本原理進(jìn)行處理,既是先通過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力所引起的振動(dòng)現(xiàn)象找出轉(zhuǎn)子不平衡的具體位置和大小,然后再利用加重或減重的方法加以消除;
2)對(duì)于由轉(zhuǎn)子質(zhì)量產(chǎn)生的振動(dòng),則需要事先做好轉(zhuǎn)子靜平衡和低速動(dòng)平衡試驗(yàn)。在電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中,如果有必要的話則可以利用測(cè)振平衡議做轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡試驗(yàn),以便可以盡可能地消除轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡因素�！ �
對(duì)于不同功率的機(jī)械,其電機(jī)軸承形式是不一樣的,一般而言,對(duì)于中小型電機(jī)而言,常采用滾動(dòng)軸承。而對(duì)于那些大型電機(jī),則多采用滑動(dòng)軸承。電機(jī)軸承形式不同,其引起振動(dòng)的原因也就不同。電機(jī)在工作過(guò)程中,作用在軸承上的力會(huì)引起兩種不同的振動(dòng):一種是軸承座與轉(zhuǎn)子的相對(duì)振動(dòng),另一種是軸承座本身的絕對(duì)振動(dòng)。引起滾動(dòng)軸承振動(dòng)的主要因素有四個(gè)方面:
1)軸承的加工精度:軸承套圈的橢圓度、架孔中存在的一些間隙以及滾道表面存在的波紋度等。經(jīng)過(guò)一系列的研究表明,軸承的重要振動(dòng)源來(lái)自架孔中的間隙,間隙過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)劇烈的振動(dòng)�！ �
2)安裝軸承時(shí)的配合精度,既是指軸承與端蓋以及軸承與轉(zhuǎn)軸軸承擋的配合精度,所以為了避免電機(jī)的振動(dòng),需要對(duì)軸承的配合精度進(jìn)行檢驗(yàn),對(duì)于不合理的配合精度應(yīng)該及時(shí)的更改。
3)在機(jī)械與機(jī)械之間常會(huì)利用潤(rùn)滑脂來(lái)減小彼此之間的摩擦,電機(jī)軸承上一般也會(huì)涂抹一定的潤(rùn)滑脂,涂抹地潤(rùn)滑脂一旦過(guò)稠,其對(duì)滾動(dòng)體振動(dòng)阻尼作用的效果便會(huì)變差,如果過(guò)稀的話,將會(huì)導(dǎo)致干摩擦。所以在實(shí)際中必須涂抹合理稠度的潤(rùn)滑脂�！ �
4)在滑動(dòng)軸承中,支撐軸的部分是由高壓油泵打進(jìn)來(lái)的潤(rùn)滑油膜,如果油膜不穩(wěn)定,則會(huì)在一定程度上導(dǎo)致潤(rùn)滑油的渦動(dòng)和起泡,進(jìn)而使得軸承產(chǎn)生一系列不正常的反應(yīng)。導(dǎo)致油膜不穩(wěn)定的因素有很多,比如說(shuō)不穩(wěn)定地負(fù)載、轉(zhuǎn)軸中心不正等。
當(dāng)電機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí),定子繞組常常會(huì)受到一些力的影響,而引起繞組的系統(tǒng)頻率或者倍頻率振動(dòng),這些力一般包括如下幾種:
1）繞組中的電流與漏磁通之間的相互作用力;
2）轉(zhuǎn)子磁拉力;
3）熱脹冷縮產(chǎn)生的力。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)電機(jī)的時(shí)候,常常需要考慮由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動(dòng),為了避免槽部和頂部振動(dòng),可以采取槽部線棒固緊結(jié)構(gòu)或者是端部軸向剛性支架來(lái)減少振動(dòng)。
要想從根本上解決電機(jī)的振動(dòng),則應(yīng)該保證電機(jī)各部分的質(zhì)量:
1）如果定子鐵芯產(chǎn)生位移,則應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行焊接修理;
2）軸承和軸瓦間隙應(yīng)該被控制在合理的范圍內(nèi),其不能太大也不能太小;
3）一旦軸承或者軸瓦的磨損稠度比較嚴(yán)重時(shí),則需要更換滾動(dòng)軸承,同時(shí)對(duì)于滑動(dòng)軸承,也必須進(jìn)行重新澆鑄和刮研;
4）對(duì)于電機(jī)中的軸瓦球面接觸不好的,則應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行研磨,防止出現(xiàn)線或者點(diǎn)接觸,以便保證面接觸良好�！ �
通過(guò)本文的分析可知引起電機(jī)振動(dòng)的因素較多,電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題存在于電機(jī)安裝和運(yùn)行的任何時(shí)候。一旦電機(jī)發(fā)生振動(dòng),則應(yīng)該及時(shí)作出反應(yīng)。如果對(duì)電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題視而不見(jiàn),則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的長(zhǎng)期損壞或立即損壞,更會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)損失。對(duì)于如何更好地處理電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題,我們必須把其發(fā)生的原因和結(jié)果區(qū)分開(kāi)來(lái)。電機(jī)振動(dòng)發(fā)生了,則首要任務(wù)便是確定振動(dòng)的真正原因,以便下一步的維修處理等。
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原文源于《科技資訊》2012年11期 原題：電機(jī)振動(dòng)故障及處理 作者：劉莉 朱賀