電機(jī)振動(dòng)十大原因，查找檢修得看這些具體案例

2017-07-03 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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作者:展瑞

電機(jī)振動(dòng)的原因很多,也很復(fù)雜。8極以上大極數(shù)電機(jī)不會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)制造質(zhì)量問題引起振動(dòng)。振動(dòng)常見于2--6極電機(jī),GB10068-2000,《旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動(dòng)限值及測試方法》規(guī)定了在剛性基礎(chǔ)上不同中心高電機(jī)的振動(dòng)限值、測量方法及剛性基礎(chǔ)的判定標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)可以判斷電機(jī)是否符合標(biāo)準(zhǔn)。

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電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的危害

電動(dòng)機(jī)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(kuò)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(jī)產(chǎn)生振動(dòng),又容易使冷卻器水管振裂,焊接點(diǎn)振開,同時(shí)會(huì)造成負(fù)載機(jī)械的損傷,降低工件精度,會(huì)造成所有遭到振動(dòng)的機(jī)械部分的疲勞,會(huì)使地腳螺絲松動(dòng)或斷掉,電動(dòng)機(jī)又會(huì)造成碳刷和滑環(huán)的異常磨損,甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重刷火而燒毀集電環(huán)絕緣,電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生很大噪音,這種情況一般在直流電機(jī)中也時(shí)有發(fā)生。

電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的十個(gè)原因

轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動(dòng)輪(制動(dòng)輪)不平衡引起的。
鐵心支架松動(dòng),斜鍵、銷釘失效松動(dòng),轉(zhuǎn)子綁扎不緊都會(huì)造成轉(zhuǎn)動(dòng)部分不平衡。
聯(lián)動(dòng)部分軸系不對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當(dāng)造成的。
聯(lián)動(dòng)部分中心線在冷態(tài)時(shí)是重合一致的,但運(yùn)行一段時(shí)間后由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn),基礎(chǔ)等變形,中心線又被破壞,因而產(chǎn)生振動(dòng)。
與電機(jī)相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有故障,齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴(yán)重,對輪潤滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴(yán)重,都會(huì)造成一定的振動(dòng)。
電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的缺陷,軸頸橢圓,轉(zhuǎn)軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或過小,軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠。
安裝的問題,電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢,底腳螺栓松動(dòng),軸承座與基礎(chǔ)板之間松動(dòng)等。
軸與軸瓦間間隙過大或過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。
電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng),比如說電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵振動(dòng),引起電機(jī)振動(dòng)。
交流電機(jī)定子接線錯(cuò)誤、繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路,同步電機(jī)勵(lì)繞組匝間短路,同步電機(jī)勵(lì)磁線圈聯(lián)接錯(cuò)誤,籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條,轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,導(dǎo)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

振動(dòng)原因主要有三種情況:電磁方面原因;機(jī)械方面原因;機(jī)電混合方面原因。

一、電磁方面的原因

1. 電源方面:三相電壓不平衡,三相電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。

2. 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、接地?fù)舸?、匝間短路、接線錯(cuò)誤,定子三相電流不平衡。

舉例:鍋爐房密封風(fēng)機(jī)電機(jī)檢修前發(fā)現(xiàn)定子鐵心有紅色粉末,懷疑定子鐵心有松動(dòng)現(xiàn)象,但不屬于標(biāo)準(zhǔn)大修范圍內(nèi)的項(xiàng)目,所以未處理,大修后試轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)發(fā)生刺耳的尖叫聲,更換一臺(tái)定子后故障排除。

3. 轉(zhuǎn)子故障:轉(zhuǎn)子鐵心變橢圓、偏心、松動(dòng)。轉(zhuǎn)子籠條與端環(huán)開焊,轉(zhuǎn)子籠條斷裂,繞線錯(cuò)誤,電刷接觸不良等。

舉例:軌枕工段無齒鋸電機(jī)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)電機(jī)定子電流來回?cái)[動(dòng),電機(jī)振動(dòng)逐漸增大,根據(jù)現(xiàn)象判斷電機(jī)轉(zhuǎn)子籠條有開焊和斷裂的可能,電機(jī)解體后發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)子籠條有7處斷裂,嚴(yán)重的2根兩側(cè)與端環(huán)已全部斷裂,如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)就有可能造成定子燒損的惡劣事故發(fā)生。

二、機(jī)械原因

1. 電機(jī)本身方面

轉(zhuǎn)子不平衡,轉(zhuǎn)軸彎曲,滑環(huán)變形,定、轉(zhuǎn)子氣隙不均,定、轉(zhuǎn)子磁力中心不一致,軸承故障,基礎(chǔ)安裝不良,機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不夠、共振,地腳螺絲松動(dòng),電機(jī)風(fēng)扇損壞。

典型案例:廠凝結(jié)水泵電機(jī)更換完上軸承后,電機(jī)晃動(dòng)增大,并且轉(zhuǎn)、定子有輕微掃膛跡象,仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn),電機(jī)轉(zhuǎn)子提起高度不對,轉(zhuǎn)、定子磁力中心未對上,重新調(diào)整推力頭螺絲備帽后,電機(jī)振動(dòng)故障消除?？缇€吊圈揚(yáng)電機(jī)檢修后振動(dòng)一直偏大,并且有逐步增大的跡象,在電機(jī)落勾的時(shí)候發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)仍然很大,并且軸向有很大的串動(dòng),解體發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)子鐵心松動(dòng),轉(zhuǎn)子平衡也有問題,更換備用轉(zhuǎn)子后故障消除,原有轉(zhuǎn)子返廠修理。

2. 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(zhǔn),負(fù)載機(jī)械不平衡,系統(tǒng)共振等。聯(lián)動(dòng)部分軸系不對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當(dāng)造成的。還有一種情況,就是有的聯(lián)動(dòng)部分中心線在冷態(tài)時(shí)是重合一致的,但運(yùn)行一段時(shí)間后由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn),基礎(chǔ)等變形,中心線又被破壞,因而產(chǎn)生振動(dòng)。

例如:a、循環(huán)水泵電機(jī),運(yùn)行中振動(dòng)一直偏大,電機(jī)檢查無任何問題,空載也一切正常,水泵班認(rèn)為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,最終檢查出電機(jī)找正中心差太多,水泵班從新進(jìn)行找正后,電機(jī)振動(dòng)消除。b、鍋爐房引風(fēng)機(jī)在更換皮帶輪后,電機(jī)試運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)同時(shí)電機(jī)三相電流增大,檢查所有電路和電器元件沒有問題最后發(fā)現(xiàn)皮帶輪不合格,更換后電機(jī)振動(dòng)消除,同時(shí)電機(jī)的三相電流也恢復(fù)正常。

3. 電機(jī)混合原因

(1) 電機(jī)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(jī)電混合作用表現(xiàn)為電機(jī)振動(dòng)。

(2) 電機(jī)軸向串動(dòng),由于轉(zhuǎn)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(jī)軸向串動(dòng),引起電機(jī)振動(dòng)加大,嚴(yán)重情況下發(fā)生軸磨瓦根,使軸瓦溫度迅速升高。

與電機(jī)相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴(yán)重,對輪潤滑不良,聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位,齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴(yán)重,都會(huì)造成一定的振動(dòng)。

電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓,轉(zhuǎn)軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或過小,軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠,電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢,底腳螺栓松動(dòng),軸承座與基礎(chǔ)板之間松動(dòng)等。而軸與軸瓦間間隙過大或過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。

電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng)。

例如:汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)振動(dòng),電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵振動(dòng),引起電機(jī)振動(dòng)。

如何查找振動(dòng)原因?

要想消除電動(dòng)機(jī)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(jī)振動(dòng)。

1. 電動(dòng)機(jī)未停機(jī)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(xì)測試振動(dòng)數(shù)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(xiàn)象,電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行不僅可以引起振動(dòng),還會(huì)使電機(jī)的溫度迅速上升,觀察電流表指針是否來回?cái)[動(dòng),轉(zhuǎn)子斷條時(shí)就出現(xiàn)電流擺動(dòng)現(xiàn)象,最后檢查電機(jī)三相電流是否平衡,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與運(yùn)行人員聯(lián)系停止電機(jī)運(yùn)行,以免將電機(jī)燒損。

2. 如果對表面現(xiàn)象處理后,電機(jī)振動(dòng)未解決,則繼續(xù)斷開電源,解開聯(lián)軸器,使電機(jī)與之相連的負(fù)載機(jī)械分離,單轉(zhuǎn)電機(jī),如果電機(jī)本身不振動(dòng),則說明振源是聯(lián)軸器沒找正或負(fù)載機(jī)械引起的,如果電機(jī)振動(dòng),則說明電機(jī)本身有問題,另外還可以采取斷電法來區(qū)分是電氣原因,還是機(jī)械原因,當(dāng)停電瞬間,電動(dòng)機(jī)馬上不振動(dòng)或振動(dòng)減輕,則說明是電氣原因,否則是機(jī)械故障。

針對故障原因檢修

1. 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,則說明定子連線焊接部位有開焊現(xiàn)象,斷開繞組分相進(jìn)行查找,另外繞組是否存在匝間短路現(xiàn)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(rèn)匝間短路后,將電機(jī)繞組重新下線。

例如:水泵電機(jī),運(yùn)行中電機(jī)不僅振動(dòng)大軸承溫度也偏高小修試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電機(jī)直流電阻不合格,電機(jī)定子繞組有開焊現(xiàn)象,用排除法將故障找到消除后,電機(jī)運(yùn)行一切正常。

2. 機(jī)械原因的檢修

檢查氣隙是否均勻,如果測量值超標(biāo),重新調(diào)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)氧樹脂膠粘接灌實(shí),檢查轉(zhuǎn)軸,對彎曲的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行補(bǔ)焊重新加工或直接直軸,然后對轉(zhuǎn)子做平衡試驗(yàn)。打風(fēng)機(jī)電機(jī)大修后試運(yùn)行期間,電機(jī)不僅振動(dòng)大,而且軸瓦溫度超標(biāo),連續(xù)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(xiàn),電機(jī)氣隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新調(diào)整各部間隙后,電機(jī)試轉(zhuǎn)一次成功。

3. 負(fù)載機(jī)械部分檢查正常,電機(jī)本身也沒有問題

引起故障的原因是連接部分造成的,這時(shí)要檢查電機(jī)的基礎(chǔ)水平面,傾斜度、強(qiáng)度,中心找正是否正確,聯(lián)軸器是否損壞,電機(jī)軸伸繞度是否符合要求等。

處理電機(jī)振動(dòng)步驟

把電機(jī)和負(fù)載脫開,空試電機(jī),檢測振動(dòng)值。
檢查電機(jī)底腳振動(dòng)值,依據(jù)國標(biāo)GB10068-2006,底腳板處的振動(dòng)值不得大于軸承相應(yīng)位置的25%,如超過此數(shù)值說明電機(jī)基礎(chǔ)不是剛性基礎(chǔ)。
如四個(gè)底腳只有一個(gè)或?qū)莾蓚€(gè)振動(dòng)超標(biāo),松開地腳螺栓,振動(dòng)就會(huì)合格,說明該底腳下墊得不實(shí),地腳螺栓緊固后引起機(jī)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。
把基礎(chǔ)上四個(gè)地腳螺栓全緊固,電機(jī)的振動(dòng)值仍然超標(biāo),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(jī)水平振動(dòng)超標(biāo)。這種情況振動(dòng)值超得不會(huì)太多,往往和主機(jī)對接后振動(dòng)值能下降,應(yīng)說服用戶使用,二極電機(jī)在出廠試驗(yàn)時(shí)根據(jù)GB10068--2006在軸伸鍵槽內(nèi)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度的一般即可。
如電機(jī)空試振動(dòng)不超標(biāo),帶上負(fù)載振動(dòng)超標(biāo),有兩種原因:一種是找正偏差較大;另一種是主機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件(轉(zhuǎn)子)的殘余不平衡量和電機(jī)轉(zhuǎn)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,把兩個(gè)聯(lián)軸器中的任一個(gè)旋轉(zhuǎn)180℃,再對接試機(jī),振動(dòng)會(huì)下降。
振動(dòng)振速(烈度)不超標(biāo),振動(dòng)加速度超標(biāo),只能更換軸承。
二極大功率電機(jī)的轉(zhuǎn)子由于剛性差,長時(shí)間不用轉(zhuǎn)子會(huì)變形,再轉(zhuǎn)時(shí)可能會(huì)振動(dòng),這是電機(jī)保管不善的原因,正常情況下,二極電機(jī)儲(chǔ)存期間。每隔15天要對電機(jī)盤車,每次盤車至少轉(zhuǎn)動(dòng)8圈以上。
滑動(dòng)軸承的電機(jī)振動(dòng)和軸瓦的裝配質(zhì)量有關(guān),應(yīng)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、磁力中心線是否合適。
一般情況下,電機(jī)振動(dòng)的原因,可以從三個(gè)方向的振動(dòng)值大小做簡單的判斷,水平振動(dòng)大,轉(zhuǎn)子不平衡;垂直振動(dòng)大,安裝基礎(chǔ)不平不好;軸向振動(dòng)大,軸承裝配質(zhì)量差。這只是簡單判斷,要根據(jù)現(xiàn)場情況,結(jié)合以上所述的因素綜合考慮,查找振動(dòng)的真實(shí)原因。
Y系列箱式電機(jī)的振動(dòng)應(yīng)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(jī)軸承的危害極大,會(huì)引起抱軸事故。要注意觀察軸承溫度,如定位軸承比非定位軸承升溫速度快,應(yīng)立即停機(jī)。這是因?yàn)闄C(jī)座的軸向剛度不夠引起的軸向振動(dòng),應(yīng)加固機(jī)座。
轉(zhuǎn)子經(jīng)動(dòng)平衡后,轉(zhuǎn)子的殘余不平衡量已經(jīng)固化在轉(zhuǎn)子上,不會(huì)改變,電機(jī)本身的振動(dòng)也不會(huì)隨著地點(diǎn)、工況的變化而變化,在用戶現(xiàn)場是能處理好振動(dòng)問題的。一般情況下,檢修電機(jī)不需要對電機(jī)再做動(dòng)平衡校驗(yàn),除了極特別的情況,如柔性基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)子變形等,須做現(xiàn)場動(dòng)平衡或返廠處理。