电机振动的原因及应对措施
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一、电机振动的原因分析
1、转子不平衡 通常转子的机械不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡,
有静不平衡导致的离心力在两个支座上产生大小相等、相位相同的振动。有动不平衡导致的离心力偶在两个支座上产生大小相等、相位相
反的振动。在实际中最常碰到的混合不平衡,是由静不平衡离心力偶
和动不平衡力偶共同作用在两个支座上产生大小不等,相位不同的振动。
在实际工作中,由于电机转子的平衡块松动引起的电机振动的例子很多,我公司凝升泵、小机交、直流润滑油泵等高转速电机就出现过因
平衡块松动引起电机振动的问题,每次都是通过校验转子动平衡来消
除振动源。转子的机械不平衡可以通过校动平衡来加以消除,一般是对2极和 4极电机的转子校动平衡。
动平衡校验的基本原理,是利用转子转动时不平衡质量产生的离心力所引起的振动现象找出不平衡的位置和大小,再用加重或减重的方法
加以消除。
2、定转子磁力中心不正对 三相异步电动机在正常运行过程中,定子与转子的磁力中心是重合的、
是对称的,只有这样,定子和转子之间才会只存在切向的电磁拉力,而不存在轴向电磁力,故电动机的转子和定子不会发生轴向位移。 如
果电动机的定转子磁力中心不对正,必然产生轴向电磁拉力,转子在
该电磁力的作用下会发生轴向移动,如果轴承室没有太大轴向位移 量,轴移动受阻反弹引起振动,定子会将这个轴向电磁拉力转化给定
子外壳与其焊接处,这样就会引起振动,导致三项异步电动机定转子 磁力中心不重合,原因主要有定子铁芯轴向位移,轴承装配不到位,
电机端盖变形等。 3、轴承引起的振动
滾动轴承是高速电机中较强的振动源之一,轴承质量的好坏,对电机
振动起着直接影响。 对一台电机而言,检修时一般选用与原装轴承型号一样的轴承进行更
换,改变轴承型号可能造成振动增大,因为滾珠类型保持架结构 和材料对电机的振动有直接影响,再是轴承外圈与端盖或轴承套间的
配合会影响振动的传播,轻松的推入配合比较有利,配合面处形成的
油膜对轴承外圈的振动有阻尼作用,但过松会引起响声,选用轴承时 必须认真检查,不合格的轴承不能用到电机上。
4、电机轴承的装配 轴承是电机中的薄弱环节,装配不当极易引起发热和振动,轴承 是
转动零件,要求轴和轴承间的配合比较牢固,不能出现间隙,但配合
如有过大的盈量会使轴承内圈涨大,使轴承钢珠(或钢柱)和内外圈间隙减小,引起轴承发热或振动,轴承外圈和端盖或轴承套的配合过
紧 也会引起轴承发热或振动,我公司的定转冷泵电机就曾因为轴承和轴承套的配合过紧而引起发热或振动,后对轴承室进行了车削加工,
使轴承与轴承套的配合由原来的过盈配合 改为间隙配合(1丝一3
丝),彻底消除了故障隐患,电机运转良好。 5、定转子气隙不均匀
当三相异步电动机定转子气隙不均匀时,造成旋转磁通不均衡, 进而产生不平衡的电磁力,在该电磁力的作用下,电动机的转子就会 发
生振动,气隙不均匀程度越严重,振动越大。造成电动机气隙不均匀 的因素主要有定子铁芯的中心轴线与前后轴承室中心线不在一条线,
端盖偏心,轴承严重损坏,铁子铁芯位移等。这种故障现象应该不常
见,但更换新端盖或定子后,可能会有这种情况发生。 6、转子笼条开焊或断裂
高压电动机转子笼条开焊或断裂主要发生在电机启动过程中,笼 条所受的应力超过了机械强度。笼条断裂应力包括热应力、焊接残余 应
力和交变应力三种。热应力是在电机启动过程中,因启动电流为颔 定
电流的5—1倍,由此而产生的损耗可使端环和笼条达到200— 300°C高温,从而使端环产生相当大的热应变,使笼条受到一个弯曲应 力。
电动机转子笼条断裂后,将会造成转子本来平衡的力偶F:和F2失 衡,除了产生切向力矩外,还会形成一个合力F使转子产生偏离轴线 的
运动而振动。例:我公司的电泵电机因为制造机构原因,运行过程中
转子笼条开焊,电机窜轴振动严重。后转子返厂处理。 7、基础及电机座不好
当激振频率u等于固有频率q时,会发生共振。这样看来,如果 基础的固有频率与电机的激振频率相同,就会产生共振。电机座的刚 性
不好,抗干扰能力差,也很容易引起电机振动。如我公司刚刚发生的
#4发电机振动。 8 、机械方面的原因
机械方面的原因主要是联轴器联接不平衡,中心未找正造成的, 如果电动机与泵体或风机的联轴器中心不正,就会造成电动机与泵体
或风机的连接不平衡,电机会产生强烈的振动。造成联轴器中心不正 的主要原因有电动机或泵体安装不好,电动机或泵体基础不牢固,以
及检修人员未按规程找好中心等。
二、 电机振动的测量 电机振动的测量从过去的经验,用螺丝刀听到现在使用较精密的 振
动测试仪,已经能够进行准确的判断,Vm-63型便携式测振仪,是当前企业使用较多的测量振动的仪器之一。
1、测量位置
根据电机的结构特点,选取合适的能够表征电机振动特性的测量 点,对判定电机振动是否超值非常重要,对大中型电机来说,一般选取 电
机轴承座的正上方即轴承中心线左右对称点,或电机大端盖的垂直 向下和轴承水平方向垂直位置。
2、判定标准
电机振动量的测试三个参数:振动位移、速度和加速度,根据振动 频率越低则振动位移量的测定灵敏度越高,振动频率越高则振动加速
度的测定灵敏度越高的原理,对于大多数设备,其振动速度能够表征 设备的振动状态,因此,我们在对电机进行检测时,以电机的振动速
度为主。
三、 电机振动的预防措施 1、转子做动平衡
针对转子质量产生的振动,在电机的大中修中,做好转子静平衡 和低速动平衡试验,在电动机启动后,必要时利用测振平衡议做转子高
速动平衡试验,尽可能消除转子质量不平衡因素。 2、保证电机各部件的质量
轴承或轴瓦间隙不能太大或太小,应按照检修规程测量和评价好坏,
轴承或轴瓦磨损严重时,滾动轴承必须更换,滑动轴承必须重新浇铸和刮研,电动机端盖跑套必须进行刷镀;对于定子铁芯位移的,应及
时返厂重新焊接修理;对于转子笼条或端环开焊的,应采用先进的装 配方式和焊接工艺;对于轴瓦球面接触不好,应进行认真研磨,尽量
避 免线接触或个别点接触,确保面接触良好。
四、结束语 综上所述,引起电机振动的原因是多方面的,重要的是根据电机振动
时的状态、振动的部位、振动的同时是否发热等判断。解决三相异步电动机的振动是个综合性的问题,它与自身的结构设计、配件的质量、
设备的基础以及检修人员的业务水平都有很大的关系。加强这方面的
分析、研究,对于企业设备安全、稳定运行以及创造更大的经济效益都有重大的意义。
2012-06-26 张力