電機振動故障及處理
電機在運行過程中常會發生振動,振動的產生會在一定程度上影響電機的正常運行。本文就電機振動的原因進行了分析,同時給出了處理振動常用的一些方法。
在對電機的振動進行處理時,遵循科學的診斷方法和診斷技術是十分有必要的。由於實際中的振動故障一般具有綜合性和複雜性,對其進行分析和處理是比較有難度的,所以,在處理振動故障時,必須思路清晰、找出振動的具體原因以便可以有針對性地處理,盡量減少由振動而造成的設備停運或損壞。
1 電機振動帶來的危害
對於大部分的機械設備而言,振動是設備在運行過程中普遍存在的一種現象。電機和其他一些設備基本上一樣,在工作時也會發生不同程度的振動。經過相關技術人員長期的觀察,得出了電機振動的危害,其危害可以歸結為如下幾個部分:
(1)電機的振動在一定程度上會消耗能量,進而降低電機的效率;
(2)振動會直接地傷害到電機的軸承,加快電機軸承的磨損程度,使得其正常壽命大大縮減;
(3)電機轉子發生彎曲或者是斷裂,這主要是因為轉子磁極的鬆動造成了定子和轉子之間相互擦碰;
(4)振動會在一定程度上降低絕緣電阻,這主要是因為電機的振動會導致電機端部綁線鬆動,造成端部繞組相互摩擦;
(5)振動會造成一些零件鬆動,使得其它的機械設備不能正常的運行。
2 電機振動的原因及處理方法
2.1 電機機座振動的主要原因及處理方法
實際工作中電機機座振動的主要原因可以歸結為如下兩點:
(1)轉子振動時產生的激振力;
(2)定子鐵心產生的電磁振動引起機座的倍頻振動,相關研究表明當單機容量增大時,倍頻振動也會隨之更加明顯。由相關技術人員得到的結論表明:軸承座設置在定子機座端蓋上的軸承形式對機座的影響要比落地軸承形式的轉子激振力對機座的影響要大得多。
對於電機機座振動的具體減振措施如下:
(1)設置彈性結構,既是把鐵心與機座之間的連接結構改為彈性結構,以便在一定程度上減小振動帶來的影響;
(2)控制機座自身的自振頻率,使其避開鐵心的倍頻振動頻率和轉子的振動頻率。
2.2 轉子不平衡產生的振動及處理方法
電機中轉子的機械不平衡可以大體的分為三種:
(1)靜不平衡,其導致的離心力會在兩個支座上產生大小相等、相位相同的振動;
(2)動不平衡,其產生的離心力偶會在兩個支座上產生大小相等、相位相反的振動;(3)混合不平衡, 其是電機實際工作中最常碰到的一種機械不平衡。混合不平衡是靜不平衡離心力偶和動不平衡力偶共同作用在兩個支座上產生的大小不等, 相位不同的振動。
對於轉子不平衡產生的振動的處理方法有:
(1)利用動平衡校驗的基本原理進行處理,既是先通過轉子轉動時不平衡質量產生的離心力所引起的振動現象找出轉子不平衡的具體位置和大小,然後再利用加重或減重的方法加以消除;
(2)對於由轉子質量產生的振動,則需要事先做好轉子靜平衡和低速動平衡試驗。在電機運行的過程中,如果有必要的話則可以利用測振平衡議做轉子高速動平衡試驗,以便可以儘可能地消除轉子質量不平衡因素。
2.3 電機軸承引起的振動
對於不同功率的機械,其電機軸承形式是不一樣的,一般而言,對於中小型電機而言,常採用滾動軸承。而對於那些大型電機,則多採用滑動軸承。電機軸承形式不同,其引起振動的原因也就不同。電機在工作過程中,作用在軸承上的力會引起兩種不同的振動:一種是軸承座與轉子的相對振動,另一種是軸承座本身的絕對振動。引起滾動軸承振動的主要因素有四個方面:
(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。經過一系列的研究表明,軸承的重要振動源來自架孔中的間隙,間隙過大或者過小都會導致電機劇烈的振動。
(2)安裝軸承時的配合精度,既是指軸承與端蓋以及軸承與轉軸軸承擋的配合精度,所以為了避免電機的振動,需要對軸承的配合精度進行檢驗,對於不合理的配合精度應該及時的更改。
(3)在機械與機械之間常會利用潤滑脂來減小彼此之間的摩擦,電機軸承上一般也會塗抹一定的潤滑脂,塗抹地潤滑脂一旦過稠,其對滾動體振動阻尼作用的效果便會變差,如果過稀的話,將會導致干摩擦。所以在實際中必須塗抹合理稠度的潤滑脂。
(4)在滑動軸承中,支撐軸的部分是由高壓油泵打進來的潤滑油膜,如果油膜不穩定,則會在一定程度上導致潤滑油的渦動和起泡,進而使得軸承產生一系列不正常的反應。導致油膜不穩定的因素有很多,比如說不穩定地負載、轉軸中心不正等。
2.4 電機定子繞組的振動
當電機處於工作狀態時,定子繞組常常會受到一些力的影響,而引起繞組的系統頻率或者倍頻率振動,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)轉子磁拉力;
(3)熱脹冷縮產生的力。技術人員在設計電機的時候,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,為了避免槽部和頂部振動,可以採取槽部線棒固緊結構或者是端部軸向剛性支架來減少振動。
2.5 確保電機各部分的質量
要想從根本上解決電機的振動,則應該保證電機各部分的質量:
(1)如果定子鐵芯產生位移,則應及時對其進行焊接修理;
(2)軸承和軸瓦間隙應該被控制在合理的範圍內,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重時,則需要更換滾動軸承,同時對於滑動軸承,也必須進行重新澆鑄和刮研;
(4)對於電機中的軸瓦球面接觸不好的,則應該對其進行研磨,防止出現線或者點接觸,以便保證面接觸良好。
3 結語
通過本文的分析可知引起電機振動的因素較多,電機的振動問題存在於電機安裝和運行的任何時候。一旦電機發生振動,則應該及時作出反應。如果對電機的振動問題視而不見,則會導致電機的長期損壞或立即損壞,更會直接導致生產損失。對於如何更好地處理電機的振動問題,我們必須把其發生的原因和結果區分開來。