振動和噪聲是電機(jī)產(chǎn)品非常重要的性能指標(biāo),尤其是在環(huán)境改善政策的指導(dǎo)下以及電機(jī)產(chǎn)品在住宅環(huán)境中的應(yīng)用,使得客戶對這兩個指標(biāo)的要求比較敏感,甚至?xí)X得有些苛刻。電機(jī)的振動不僅對周圍環(huán)境有害,對電機(jī)本身也有害。
電機(jī)的許多故障都是由振動引起的,因此控制電機(jī)的振動非常重要。簡單理解,電機(jī)的基本框架是定子、轉(zhuǎn)子、軸承和端蓋的組合,振動與運(yùn)行時轉(zhuǎn)子不平衡、電磁力和軸承滾動沖擊力有關(guān),也直接關(guān)系到電機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度、匹配關(guān)系和結(jié)構(gòu)合理性。
轉(zhuǎn)子作為電機(jī)產(chǎn)品的旋轉(zhuǎn)部件,由電機(jī)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯組成。除了匹配尺寸之外,轉(zhuǎn)子材料的多樣性,各種材料物理分布的不對稱性,以及各部件可能存在的質(zhì)量缺陷,都增加了轉(zhuǎn)子本身的不平衡因素。在轉(zhuǎn)子零件加工過程中,零件的加工誤差也會加劇轉(zhuǎn)子的不平衡。所有這些不利因素都可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的重力軸偏離旋轉(zhuǎn)軸,導(dǎo)致兩軸不重合但平行時的靜態(tài)不平衡。當(dāng)轉(zhuǎn)子的重力軸與旋轉(zhuǎn)軸不重合形成角度時,電機(jī)運(yùn)行中就會出現(xiàn)動態(tài)不平衡。由于轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力與電機(jī)轉(zhuǎn)速、等效偏心和轉(zhuǎn)子質(zhì)量正相關(guān),因此高速大轉(zhuǎn)子的平衡應(yīng)更加嚴(yán)格。
軸承是電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩個支撐點(diǎn)。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,不平衡的離心力一方面作用在轉(zhuǎn)子重心上,另一方面作用在兩端軸承上。對于大多數(shù)電機(jī),這種不平衡的作用力對轉(zhuǎn)子重心和軸承有不利影響。在電機(jī)運(yùn)行過程中,轉(zhuǎn)子的離心力和作用在軸承上的離心力矩是周期性交替的,這也刺激了電機(jī)的振動,增加了軸承的徑向負(fù)荷。此外,還存在一些問題,如零件配合松動、軸承間隙過大,或者當(dāng)振動頻率接近零件的固有振動頻率時,即會出現(xiàn)共振問題,電機(jī)的振動問題會非常嚴(yán)重。
由振動引起的電機(jī)質(zhì)量問題很多,如電機(jī)軸承系統(tǒng)、繞組絕緣過早老化、定轉(zhuǎn)子摩擦、電機(jī)引線損壞、定轉(zhuǎn)子連接線松動等。同時,也會對被拖設(shè)備的精度產(chǎn)生不利影響。
為了避免電機(jī)的振動質(zhì)量,在大多數(shù)情況下,我們會從轉(zhuǎn)子的平衡開始,但其他環(huán)節(jié)也必須高度重視。
如何甄別轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量問題?
轉(zhuǎn)子動平衡是解決電機(jī)振動問題的重要環(huán)節(jié),對于高速電機(jī)尤其如此。如何識別是否是轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量問題非常關(guān)鍵。轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動一般有以下特點(diǎn): #3F3F3F; --tt-darkmode-color: #A3A3A3;">●振動頻率相對較低,與電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率相同;●振動方向以徑向振動為主;
●振動速度隨轉(zhuǎn)速升高而劇烈增大,采用變頻測試比較方便;
●端蓋軸承式電機(jī)機(jī)座上各點(diǎn),隨離轉(zhuǎn)子重心軸向距離增大而增大,即機(jī)座的兩端的振動最大。

在故障電機(jī)檢測過程中,如果電機(jī)的振動不符合以上情況,就要考慮其他因素的影響。除電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡因素外,軸承系統(tǒng)和電磁力對振動的影響也非常關(guān)鍵,高轉(zhuǎn)速電機(jī)的電磁振動可能較大,多極低速電機(jī)不太明顯。高轉(zhuǎn)速電機(jī)的振動問題始終是電機(jī)生產(chǎn)制造過程比較棘手的常發(fā)問題。
軸承旋轉(zhuǎn)精度低、電機(jī)端蓋、機(jī)座的剛度差,端蓋螺釘未擰緊,結(jié)構(gòu)件材料不符合、電機(jī)安裝連接不對中等,都會引起電機(jī)振動。
在電機(jī)安裝過程中不時出現(xiàn)電機(jī)振動問題,應(yīng)結(jié)合振動特性對癥處置。如果電機(jī)與設(shè)備軸線平行但偏心,表現(xiàn)為徑向振動大;兩機(jī)軸線不平行而相交成一角度,則軸向振動大。脫開聯(lián)軸器,如電機(jī)振動減小,則可以證實(shí)連接不佳。電機(jī)安裝基礎(chǔ)剛度不夠時,從機(jī)座底腳到上部徑向振動逐步增大。
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