Le cause delle vibrazioni nei motori sono molteplici e molto complesse. I motori con più di 8 poli non causano vibrazioni a causa di problemi di qualità costruttiva. Le vibrazioni sono comuni nei motori da 2 a 6 poli. La norma IEC 60034-2, sviluppata dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), è uno standard per la misurazione delle vibrazioni nei motori rotanti. Questa norma specifica il metodo di misurazione e i criteri di valutazione delle vibrazioni nei motori, inclusi i valori limite di vibrazione, gli strumenti di misura e i metodi di misurazione. Sulla base di questa norma, è possibile determinare se le vibrazioni del motore soddisfano i requisiti.

Il danno delle vibrazioni del motore al motore

Le vibrazioni generate dal motore riducono la durata dell'isolamento degli avvolgimenti e dei cuscinetti, compromettono la normale lubrificazione dei cuscinetti e la forza di vibrazione causa l'espansione dell'intercapedine di isolamento, consentendo l'ingresso di polvere e umidità esterne, con conseguente riduzione della resistenza di isolamento e aumento della corrente di dispersione, e persino causando incidenti come la rottura dell'isolamento. Inoltre, le vibrazioni generate dal motore possono facilmente causare la rottura dei tubi dell'acqua di raffreddamento e l'apertura dei punti di saldatura. Allo stesso tempo, causano danni ai macchinari di carico, riducono la precisione del pezzo in lavorazione, causano l'affaticamento di tutte le parti meccaniche sottoposte a vibrazione e allentano o rompono le viti di ancoraggio. Il motore causa un'usura anomala delle spazzole di carbone e degli anelli collettori e può persino causare gravi incendi delle spazzole con conseguente bruciatura dell'isolamento dell'anello collettore. Il motore genera molto rumore. Questa situazione si verifica generalmente nei motori a corrente continua.

Dieci motivi per cui i motori elettrici vibrano

1. Il rotore, l'accoppiatore, la frizione e la ruota motrice (ruota del freno) sono sbilanciati.

2. Staffe del nucleo allentate, chiavette e perni obliqui allentati e legature del rotore allentate possono causare squilibri nelle parti rotanti.

3. Il sistema di assi del collegamento non è centrato, la linea centrale non si sovrappone e il centraggio non è corretto. La causa principale di questo guasto è un allineamento non corretto e un'installazione non corretta durante il processo.

4. Le linee centrali delle parti del collegamento sono costanti a freddo, ma dopo un certo periodo di funzionamento, le linee centrali vengono distrutte a causa della deformazione del fulcro del rotore, della base, ecc., con conseguenti vibrazioni.

5. Gli ingranaggi e gli accoppiamenti collegati al motore sono difettosi, gli ingranaggi non si ingranano bene, i denti degli ingranaggi sono gravemente usurati, le ruote sono scarsamente lubrificate, gli accoppiamenti sono obliqui o disallineati, la forma dei denti e il passo dell'accoppiamento degli ingranaggi sono errati, la distanza è troppo grande o l'usura è grave, tutti questi fattori causeranno determinate vibrazioni.

6. Difetti nella struttura del motore stesso, come perno ovale, albero piegato, spazio troppo grande o troppo piccolo tra l'albero e il cuscinetto, rigidità insufficiente della sede del cuscinetto, piastra di base, parte della fondazione o addirittura l'intera fondazione di installazione del motore.

7. Problemi di installazione: il motore e la piastra di base non sono fissati saldamente, i bulloni della base sono allentati, la sede del cuscinetto e la piastra di base sono allentate, ecc.

8. Se lo spazio tra l'albero e il cuscinetto è troppo grande o troppo piccolo, non solo causerà vibrazioni, ma causerà anche una lubrificazione e una temperatura anomale del cuscinetto.

9. Il carico azionato dal motore trasmette vibrazioni, come la vibrazione della ventola o della pompa dell'acqua azionata dal motore, che provocano la vibrazione del motore.

10. Cablaggio errato dello statore del motore a corrente alternata, cortocircuito dell'avvolgimento del rotore del motore asincrono avvolto, cortocircuito tra le spire dell'avvolgimento di eccitazione del motore sincrono, collegamento errato della bobina di eccitazione del motore sincrono, barra del rotore rotta del motore asincrono a gabbia, deformazione del nucleo del rotore che causa un traferro irregolare tra statore e rotore, con conseguente sbilanciamento del flusso magnetico del traferro e quindi vibrazioni.

Cause delle vibrazioni e casi tipici

Le cause principali delle vibrazioni sono tre: ragioni elettromagnetiche, ragioni meccaniche e ragioni elettromeccaniche miste.

1. Motivi elettromagnetici

1. Alimentazione: la tensione trifase è sbilanciata e il motore trifase funziona con una fase mancante.

2. Statore: il nucleo dello statore diventa ellittico, eccentrico e allentato; l'avvolgimento dello statore è rotto, messo a terra, in cortocircuito tra le spire, collegato in modo errato e la corrente trifase dello statore è sbilanciata.

Ad esempio: prima della revisione del motore sigillato del ventilatore nella sala caldaie, è stata trovata della polvere rossa sul nucleo dello statore. Si sospettava che il nucleo dello statore fosse allentato, ma il problema non rientrava nell'ambito della revisione standard, quindi non è stato affrontato. Dopo la revisione, il motore ha emesso un suono stridulo durante il test. Il guasto è stato eliminato dopo la sostituzione di uno statore.

3. Guasto al rotore: il nucleo del rotore diventa ellittico, eccentrico e allentato. La barra della gabbia del rotore e l'anello terminale sono saldati, la barra della gabbia del rotore è rotta, l'avvolgimento è errato, il contatto delle spazzole è scarso, ecc.

Ad esempio: durante il funzionamento del motore della sega senza denti nella sezione della traversina, si è riscontrato che la corrente dello statore del motore oscillava avanti e indietro e che le vibrazioni del motore aumentavano gradualmente. In base al fenomeno, si è ritenuto che la barra della gabbia del rotore del motore potesse essere saldata e rotta. Dopo aver smontato il motore, si è riscontrato che c'erano 7 fratture nella barra della gabbia del rotore, e le due più gravi erano completamente rotte su entrambi i lati e sull'anello terminale. Se non viene individuato in tempo, potrebbe causare un grave incidente con bruciatura dello statore.

2. Motivi meccanici

1. Il motore:

Rotore sbilanciato, albero piegato, anello di contatto deformato, traferro irregolare tra statore e rotore, centro magnetico non uniforme tra statore e rotore, guasto del cuscinetto, installazione scadente delle fondamenta, resistenza meccanica insufficiente, risonanza, viti di ancoraggio allentate, ventola del motore danneggiata.

Caso tipico: dopo la sostituzione del cuscinetto superiore del motore della pompa di scarico della condensa, le vibrazioni del motore sono aumentate e il rotore e lo statore hanno mostrato lievi segni di attrito. Dopo un'attenta ispezione, si è riscontrato che il rotore del motore era stato sollevato all'altezza sbagliata e che il centro magnetico del rotore e dello statore non era allineato. Dopo aver regolato nuovamente il tappo della vite di spinta, il problema di vibrazione del motore è stato eliminato. Dopo la revisione del motore del paranco a catena, le vibrazioni erano sempre intense e mostravano segni di graduale aumento. Quando il motore ha lasciato cadere il gancio, si è riscontrato che le vibrazioni del motore erano ancora intense e che era presente una grande stringa assiale. Dopo lo smontaggio, si è riscontrato che il nucleo del rotore era allentato e anche l'equilibrio del rotore era problematico. Dopo la sostituzione del rotore di ricambio, il problema è stato eliminato e il rotore originale è stato restituito in fabbrica per la riparazione.

2. Cooperazione con accoppiamento:

Il giunto è danneggiato, il giunto è mal collegato, il giunto non è centrato, il carico è meccanicamente sbilanciato e il sistema entra in risonanza. Il sistema di alberi del collegamento non è centrato, la linea centrale non si sovrappone e il centraggio è errato. La causa principale di questo guasto è un centraggio inadeguato e un'installazione non corretta durante il processo di installazione. Esiste un'altra situazione, ovvero la linea centrale di alcuni componenti del collegamento è costante a freddo, ma dopo un certo periodo di funzionamento, la linea centrale si distrugge a causa della deformazione del fulcro del rotore, della base, ecc., con conseguenti vibrazioni.

Per esempio:

a. La vibrazione del motore della pompa di circolazione dell'acqua è sempre stata elevata durante il funzionamento. L'ispezione del motore non ha riscontrato problemi e tutto è normale quando è scarico. La classe della pompa ritiene che il motore funzioni normalmente. Infine, si riscontra che il centro di allineamento del motore è troppo diverso. Dopo il riallineamento della classe della pompa, la vibrazione del motore viene eliminata.

b. Dopo la sostituzione della puleggia del ventilatore a tiraggio indotto della caldaia, il motore genera vibrazioni durante il funzionamento di prova e la corrente trifase del motore aumenta. Tutti i circuiti e i componenti elettrici vengono controllati e non si riscontrano problemi. Infine, si riscontra che la puleggia non è idonea. Dopo la sostituzione, le vibrazioni del motore vengono eliminate e la corrente trifase del motore torna alla normalità.

3. Motivi misti elettromeccanici:

1. La vibrazione del motore è spesso causata da un traferro irregolare, che genera una tensione elettromagnetica unilaterale, la quale a sua volta aumenta ulteriormente il traferro. Questo effetto elettromeccanico misto si manifesta come vibrazione del motore.

2. Il movimento assiale della stringa del motore, dovuto alla gravità del rotore o al livello di installazione e al centro magnetico errato, fa sì che la tensione elettromagnetica provochi il movimento assiale della stringa del motore, causando un aumento delle vibrazioni del motore. Nei casi più gravi, l'albero usura la radice del cuscinetto, causando un rapido aumento della temperatura del cuscinetto.

3. Gli ingranaggi e i giunti collegati al motore sono difettosi. Questo difetto si manifesta principalmente in un innesto difettoso, una grave usura dei denti degli ingranaggi, una scarsa lubrificazione delle ruote, giunti obliqui e disallineati, una forma e un passo dei denti errati del giunto, un gioco eccessivo o una grave usura, che causano determinate vibrazioni.

4. Difetti nella struttura del motore e problemi di installazione. Questo difetto si manifesta principalmente con un collo d'albero ellittico, un albero piegato, uno spazio troppo grande o troppo piccolo tra l'albero e il cuscinetto, rigidità insufficiente della sede del cuscinetto, della piastra di base, di parte della fondazione o persino dell'intera fondazione di installazione del motore, fissaggio allentato tra il motore e la piastra di base, bulloni di fissaggio allentati, allentamento tra la sede del cuscinetto e la piastra di base, ecc. Uno spazio troppo grande o troppo piccolo tra l'albero e il cuscinetto può non solo causare vibrazioni, ma anche una lubrificazione e una temperatura anomale del cuscinetto.

5. Il carico azionato dal motore conduce le vibrazioni.

Ad esempio: la vibrazione della turbina a vapore del generatore della turbina a vapore, la vibrazione del ventilatore e della pompa dell'acqua azionati dal motore, che provocano la vibrazione del motore.

Come trovare la causa della vibrazione?

Per eliminare le vibrazioni del motore, dobbiamo prima scoprirne la causa. Solo individuando la causa delle vibrazioni possiamo adottare misure mirate per eliminarle.

1. Prima di spegnere il motore, utilizzare un vibrometro per controllare le vibrazioni di ogni componente. Per i componenti con vibrazioni elevate, testare i valori di vibrazione in dettaglio nelle direzioni verticale, orizzontale e assiale. Se le viti di ancoraggio o le viti del coperchio terminale del cuscinetto sono allentate, è possibile serrarle direttamente. Dopo il serraggio, misurare l'entità delle vibrazioni per osservare se vengono eliminate o ridotte. In secondo luogo, verificare che la tensione trifase dell'alimentatore sia bilanciata e che il fusibile trifase sia bruciato. Il funzionamento monofase del motore può non solo causare vibrazioni, ma anche causare un rapido aumento della temperatura del motore. Osservare se l'indicatore dell'amperometro oscilla avanti e indietro. Quando il rotore è rotto, la corrente oscilla. Infine, verificare che la corrente trifase del motore sia bilanciata. In caso di problemi, contattare tempestivamente l'operatore per arrestare il motore ed evitare di bruciarlo.

2. Se la vibrazione del motore non si risolve dopo aver risolto il problema superficiale, continuare a scollegare l'alimentazione, allentare il giunto, separare il macchinario di carico collegato al motore e far girare il motore da solo. Se il motore stesso non vibra, significa che la fonte della vibrazione è causata dal disallineamento del giunto o del macchinario di carico. Se il motore vibra, significa che c'è un problema con il motore stesso. Inoltre, il metodo di spegnimento può essere utilizzato per distinguere se si tratta di una causa elettrica o meccanica. Quando l'alimentazione viene interrotta, il motore smette di vibrare o la vibrazione si riduce immediatamente, il che significa che la causa è elettrica, altrimenti si tratta di un guasto meccanico.

Risoluzione dei problemi

1. Ispezione delle cause elettriche:

Innanzitutto, determinare se la resistenza CC trifase dello statore è bilanciata. Se è sbilanciata, significa che c'è una saldatura aperta nella parte di saldatura della connessione dello statore. Scollegare le fasi dell'avvolgimento per la ricerca. Inoltre, verificare se c'è un cortocircuito tra le spire dell'avvolgimento. Se il guasto è evidente, è possibile osservare le bruciature sulla superficie dell'isolamento o utilizzare uno strumento per misurare l'avvolgimento dello statore. Dopo aver confermato il cortocircuito tra le spire, l'avvolgimento del motore viene nuovamente scollegato.

Ad esempio: il motore della pompa dell'acqua non solo vibra violentemente durante il funzionamento, ma presenta anche un'elevata temperatura dei cuscinetti. Il test di riparazione minore ha rilevato che la resistenza CC del motore non era qualificata e che l'avvolgimento dello statore del motore presentava una saldatura aperta. Dopo aver individuato ed eliminato il guasto con il metodo di eliminazione, il motore ha funzionato normalmente.

2. Riparazione per motivi meccanici:

Verificare che il traferro sia uniforme. Se il valore misurato supera lo standard, regolare nuovamente il traferro. Controllare i cuscinetti e misurarne il gioco. Se non è conforme, sostituire i nuovi cuscinetti. Verificare la deformazione e l'allentamento del nucleo di ferro. Il nucleo di ferro allentato può essere incollato e riempito con colla epossidica. Controllare l'albero, risaldare l'albero piegato o raddrizzare direttamente l'albero, quindi eseguire un test di bilanciamento sul rotore. Durante il test dopo la revisione del motore del ventilatore, il motore non solo vibrava violentemente, ma anche la temperatura del cuscinetto superava lo standard. Dopo diversi giorni di elaborazione continua, il guasto non era ancora stato risolto. Durante la risoluzione del problema, i membri del mio team hanno scoperto che il traferro del motore era molto ampio e il livello della sede del cuscinetto non era conforme. Dopo aver individuato la causa del guasto, i giochi di ciascun componente sono stati regolati e il motore è stato testato con successo una volta.

3. Controllare la parte meccanica del carico:

La causa del guasto è da ricercarsi nel componente di collegamento. A questo punto, è necessario verificare il livello di fondazione del motore, l'inclinazione, la resistenza, il corretto allineamento centrale, l'eventuale danneggiamento del giunto e la conformità dell'avvolgimento di prolunga dell'albero motore ai requisiti.

Passaggi per gestire le vibrazioni del motore

1. Scollegare il motore dal carico, testare il motore senza alcun carico e controllare il valore delle vibrazioni.

2. Controllare il valore delle vibrazioni del piede del motore secondo la norma IEC 60034-2.

3. Se solo una delle quattro vibrazioni del piede o due del piede diagonale supera lo standard, allentare i bulloni di ancoraggio e la vibrazione verrà qualificata, indicando che il cuscinetto del piede non è solido e che i bulloni di ancoraggio causano la deformazione e la vibrazione della base dopo il serraggio. Imbottire saldamente il piede, riallineare e serrare i bulloni di ancoraggio.

4. Serrare tutti e quattro i bulloni di ancoraggio sulla fondazione e verificare che il valore di vibrazione del motore superi ancora lo standard. A questo punto, verificare che il giunto installato sull'estensione dell'albero sia a filo con la spalla dell'albero. In caso contrario, la forza di eccitazione generata dalla chiavetta aggiuntiva sull'estensione dell'albero causerà un superamento dello standard della vibrazione orizzontale del motore. In questo caso, il valore di vibrazione non supererà eccessivamente e spesso può diminuire dopo l'aggancio all'host, quindi l'utente dovrebbe essere convinto a utilizzarlo.

5. Se la vibrazione del motore non supera lo standard durante la prova a vuoto, ma lo supera quando è sotto carico, ci sono due ragioni: una è che la deviazione di allineamento è elevata; l'altra è che lo squilibrio residuo delle parti rotanti (rotore) del motore principale e lo squilibrio residuo del rotore del motore si sovrappongono in fase. Dopo l'aggancio, lo squilibrio residuo dell'intero sistema di alberi nella stessa posizione è elevato e la forza di eccitazione generata è elevata, causando vibrazioni. A questo punto, il giunto può essere disinnestato e uno dei due giunti può essere ruotato di 180°, quindi agganciato per la prova; la vibrazione diminuirà.

6. La velocità (intensità) della vibrazione non supera lo standard, ma l'accelerazione della vibrazione supera lo standard e il cuscinetto può essere solo sostituito.

7. Il rotore del motore bipolare ad alta potenza ha una scarsa rigidità. Se non viene utilizzato per un lungo periodo, il rotore si deformerà e potrebbe vibrare quando viene nuovamente messo in funzione. Ciò è dovuto a una conservazione inadeguata del motore. In circostanze normali, il motore bipolare viene conservato durante lo stoccaggio. Il motore deve essere avviato ogni 15 giorni e ogni avviamento deve essere effettuato almeno 8 volte.

8. La vibrazione del motore del cuscinetto radente è correlata alla qualità di assemblaggio del cuscinetto. Verificare che il cuscinetto presenti punti elevati, che l'ingresso dell'olio nel cuscinetto sia sufficiente, che la forza di serraggio del cuscinetto, il gioco del cuscinetto e l'asse magnetico siano appropriati.

9. In generale, la causa delle vibrazioni del motore può essere facilmente valutata in base ai valori di vibrazione in tre direzioni. Se la vibrazione orizzontale è elevata, il rotore è sbilanciato; se la vibrazione verticale è elevata, la fondazione di installazione è irregolare e in cattive condizioni; se la vibrazione assiale è elevata, la qualità del gruppo cuscinetti è scarsa. Questa è solo una semplice valutazione. È necessario considerare la causa effettiva della vibrazione in base alle condizioni in loco e ai fattori sopra menzionati.

10. Dopo l'equilibratura dinamica del rotore, lo squilibrio residuo si è solidificato sul rotore e non cambierà. La vibrazione del motore stesso non cambierà con il cambiamento di posizione e delle condizioni di lavoro. Il problema delle vibrazioni può essere gestito bene presso la sede dell'utente. In generale, non è necessario eseguire l'equilibratura dinamica del motore durante la riparazione. Salvo casi estremamente particolari, come fondazioni flessibili, deformazione del rotore, ecc., è richiesta l'equilibratura dinamica in loco o il ritorno in fabbrica per l'elaborazione.

Anhui Mingteng Permanent Magnetic Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) tecnologia di produzione e capacità di garanzia della qualità

Tecnologia di produzione

1. La nostra azienda ha un diametro di rotazione massimo di 4 m, un'altezza di 3,2 metri e un tornio verticale CNC inferiore, utilizzato principalmente per la lavorazione della base del motore, al fine di garantire la concentricità della base, tutta la lavorazione della base del motore è dotata di utensili di lavorazione corrispondenti, il motore a bassa tensione adotta la tecnologia di lavorazione "a caduta di un coltello".

Gli alberi forgiati sono solitamente realizzati in acciaio legato 35CrMo, 42CrMo e 45CrMo, e ogni lotto di alberi è conforme ai requisiti delle "Condizioni Tecniche per la Forgiatura di Alberi" per prove di trazione, prove di impatto, prove di durezza e altre prove. I cuscinetti possono essere selezionati in base alle esigenze di SKF o NSK e di altri cuscinetti importati.

2. Il rotore del motore a magneti permanenti della nostra azienda utilizza un materiale a magneti permanenti NdFeB sinterizzato ad alta energia magnetica e alta coercitività interna. I gradi convenzionali sono N38SH, N38UH, N40UH, N42UH, ecc. e la temperatura massima di esercizio non è inferiore a 150 °C. Abbiamo progettato utensili e guide professionali per l'assemblaggio di acciaio magnetico e analizzato qualitativamente la polarità del magnete assemblato con mezzi ragionevoli, in modo che il valore del flusso magnetico relativo di ciascun magnete a fessura sia vicino, il che garantisce la simmetria del circuito magnetico e la qualità dell'assemblaggio di acciaio magnetico.

3. La lama di punzonatura del rotore adotta materiali di punzonatura ad alta specificazione come 50W470, 50W270, 35W270, ecc., il nucleo dello statore della bobina di formatura adotta il processo di punzonatura a scivolo tangenziale e la lama di punzonatura del rotore adotta il processo di punzonatura della doppia matrice per garantire la consistenza del prodotto.

4. La nostra azienda adotta uno speciale strumento di sollevamento progettato autonomamente nel processo di pressatura esterna dello statore, che può sollevare in modo sicuro e fluido lo statore di pressione esterna compatto nella base della macchina; nell'assemblaggio dello statore e del rotore, la macchina di assemblaggio del motore a magnete permanente è progettata e messa in funzione autonomamente, il che evita danni al magnete e al cuscinetto dovuti all'aspirazione del magnete e al rotore dovuti all'aspirazione del magnete durante l'assemblaggio.

Capacità di garanzia della qualità

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