Vibrace strojů | Poruchy elektrických strojů

4-6. VIBRACE STROJŮ
Vibrace u elektrických strojů jsou způsobeny nevyvážeností rotujících částí, mechanickými závadami nebo elektromagnetickými příčinami. Část 4-6-3 pojednává o některých způsobech, jak identifikovat příčinu vibrací. Přípustné vibrace viz Příloha 12. 4-6-1. Rotující části jsou nevyvážené. A. Rotor, spojka a řemenice jsou nevyvážené.
Kromě toho vyvažte rotor. Velké řemenice nebo spojky (pokud jsou k dispozici), které mohou způsobovat vibrace, by měly být odstraněny a vyváženy odděleně od rotoru. Přídavné setrvačníky, například na dieselagregátu, by měly být podrobeny samostatnému vyvážení.
B. U stroje, který nějakou dobu normálně pracoval, došlo k posunutí vinutí rotoru v důsledku jeho nedostatečného stlačení nebo slabého páskování (to je většinou pozorováno u rychloběžných strojů), stejně jako v případě silného zvýšení otáček rychlost, například kvůli poruše regulátoru hlavního tahu .
Pokud nebude v budoucnu pozorován posun vinutí, lze vibrace stroje eliminovat dodatečným vyvážením rotoru. Pokud po dodatečném vyvážení pokračuje posun vinutí a znovu se objeví vibrace, je nutné odstranit pásy, zpevnit vinutí a nainstalovat spolehlivější pásy. B. Dosednutí vinutí rotoru je oslabeno vysycháním izolace. To se děje většinou v pólových cívkách synchronních strojů s vyčnívajícími póly.
Zpevněte vinutí položením dodatečné izolace, pečlivým krimpováním a utažením. Způsoby zesílení vinutí závisí na konstrukci stroje. Po zesílení vinutí je téměř vždy nutné dodatečné vyvážení rotoru.
4-6-2. Jsou tam mechanické závady.
A. Vícestrojová jednotka není správně vycentrována. Je třeba vzít v úvahu, že některé jednotky, správně vycentrované ve studeném stavu, se mohou v provozním stavu vychýlit kvůli deformaci podpěr, základů atd.
Zkontrolujte vyrovnání hřídelů a v případě potřeby je opravte. B. Rotující části na hřídeli nejsou dostatečně zajištěny, např. rotor, řemenice, setrvačník apod. Nedostatečné napnutí nebo dosednutí bandáží rotoru turbogenerátoru na hlaveň nebo na středící kroužek, jakož i na středící kroužek na hřídeli, je uvolněný. Známky této poruchy jsou: vzhled kontaktní koroze (na sedadlech se objevují usazeniny rzi), nárůst vibrací v průběhu času. To je vysvětleno progresivní povahou poruchy.
U relativně pomaloběžných strojů s malým výkonem může být tato závada někdy odstraněna hustší montáží klínového pera, pokud je s tím v konstrukci počítáno.
Radikálnější metodou je vyvrtat otvor do rotoru, řemenice atd., poté navařit vrstvu oceli a zpracovat ji do tolerancí, které zajistí potřebné uložení na hřídeli. V některých případech může být po vyvrtání nainstalováno mezilehlé pouzdro. V kritických a složitých případech je nutné požádat o radu výrobce.
B. Na ozubených kolech jsou vady způsobené nesprávným záběrem, nesprávným zpracováním zubů atd.
Opravte nebo vyměňte pár ozubených kol. D. Neuspokojivé spojení hnacích lan a pásů vedlo k tomu, že se na nich objevilo nepřijatelné zesílení; Stehy jsou nesprávně umístěny ve vztahu ke směru otáčení kladek, v důsledku čehož stehy narážejí na kladku při běhu proti ní.
Zlepšit spojování lan nebo pásů; přišijte pás tak, aby bylo dosaženo bezrázového chodu stehů na řemenici. D. Labyrintová těsnění ložisek nebo olejových kroužků se dotýkají hřídele.
Na hřídel nasaďte těsnění nebo kroužky a zajistěte předepsanou vůli. E. Spojka je vadná. Mezi polovinami spojky, které nejsou správně usazeny na hřídeli, je nesouosost. Jedna nebo obě poloviny spojky narážejí. Čepy nejsou správně usazeny v čepové spojce nebo jsou opotřebované. Vačky nebo řetězová kola v čelisťových spojkách jsou nerovnoměrně opotřebované nebo zkorodované.
Zkontrolujte správné uložení a házení obou polovin spojky; zkontrolujte instalaci čepů v polovinách spojky. V případě potřeby odstraňte zvýšené házení polovin spojky, opravte instalaci čepů nebo je vyměňte za nové (někdy stačí čepy prohodit nebo je jednoduše otočit v jejich paticích); opravit psí spojku. G. Hrdla dříku získala oválný tvar; hřídel je ohnutá. Zkontrolujte házení hřídele a jeho čepů. Ovalitu krčků opravte otáčením nebo broušením. Opravte deformaci hřídele speciálním rovnáním (mechanické nebo tepelné metody). 3. Mezera mezi čepy hřídele a vložkami je příliš malá nebo příliš velká.
Nastavte mezery mezi čepy hřídele a vložkami v souladu s údaji výrobce, a pokud chybí, podle oddílu B dodatku 12.
Ujistěte se, že lícování vložky s pouzdrem ložiska odpovídá výkresu, protože nadměrná (více než 0,05 mm) mezera mezi vložkou a víkem ložiska může způsobit zvýšené vibrace ložiska i při normální vůli ve vložce.
I. U vysokorychlostních strojů může při nesprávné volbě mezery mezi čepem hřídele a vložkou dojít k „vytékání oleje“ [13]. V tomto případě je hřídel zvedána hydrodynamickými silami vznikajícími v olejovém klínu mezi hřídelí a vložkou a pohybuje se po uzavřené dráze ve směru otáčení; tento jev se periodicky opakuje. Počet vznikajících kmitů se v tomto případě neshoduje s frekvencí otáčení rotoru, obvykle je menší než polovina frekvence otáčení rotoru. Kolísání závisí na rychlosti otáčení hřídele, velikosti mezery ve vložce, hmotnosti a pružnosti rotoru, existující alespoň nepatrné nevyváženosti rotoru a na viskozitě oleje, a protože viskozita silně závisí na teplotě, také na teplotě oleje a ložisek. Pokud se tedy s rostoucí teplotou oleje vibrace sníží nebo úplně zmizí, pak můžeme s jistotou říci, že příčinou vibrací je nesprávně zvolená mezera mezi čepem a vložkou.
Pomocí škrábání zvětšete boční vůle ve vložce v blízkosti její záběhové části, aby se roztáhl olejový klín. K. Teplota oleje vstupujícího do ložiska během nuceného mazání je příliš nízká.
Ujistěte se, že teplota vstupního oleje před spuštěním stroje není nižší než 30 °C a během provozu stroje je 35-40 °C. K. Tuhost nosných nálitků, základové desky, základu jako celku nebo jeho jednotlivých částí je nedostatečná. Mohou se objevit rezonanční oscilace.
Jsou nutná konstruktivní opatření. Nejprve se musíte ujistit, že neexistují žádné jiné příčiny vibrací. Požádejte o radu výrobce. M. Stroj není pevně připevněn k základu; uvolnilo se utažení kotevních šroubů nebo šroubů zajišťujících podpěry ložiska k základové desce; montážní klíny mezi základovou deskou a základem jsou nesprávně umístěny, nebo je jejich počet nedostatečný; Základová deska byla vylita nesprávně.
Zkontrolujte utažení kotevních šroubů a montážních šroubů nástavce ložiska; zkontrolujte instalaci stroje. V případě potřeby nainstalujte další klíny a znovu vyplňte základovou desku vhodnou cementovou maltou. N. Vibrace se do stroje přenášejí z ostatních strojů jednotky, když jsou pevně spojeny (např. od parní turbíny, spalovacího motoru, nebo od hnaného stroje např. od kompresoru, ventilátoru apod.) .

Zjistěte příčiny vibrací ostatních strojů v jednotce a odstraňte je.
Zkontrolujte vyrovnání hřídelů a stav spojek; v případě potřeby vyvažte rotory ostatních strojů v jednotce.
Pokud je obtížné identifikovat příčiny vibrací jednotky, měli byste vzájemně propojené stroje odpojit a nechat elektrický stroj běžet naprázdno jako motor. Tichý chod stroje bude indikovat, že příčina vibrací je mimo stroj. A. Základ stroje vibruje v důsledku přenosu vibrací od sousedních strojů přes konstrukční spojení základu se základy jiných strojů, se stěnami budovy nebo s podlahou strojovny. Rekonstruovat základ. P. Nerovnoměrné sedání základu narušilo správnou instalaci stroje a vyrovnání agregátu.
Vyrovnejte instalaci stroje a zkontrolujte vyrovnání jednotky. R. Stroj rezonuje se svým základem. Pokud se počet přirozených vibrací základu shoduje s počtem vibrací stroje (jednotky), pak se vibrace objevují pouze při určité rychlosti a jsou zvláště škodlivé, pokud se tato rychlost shoduje s jmenovitou rychlostí stroje.
Přirozené vibrace základu lze určit následovně. Na základu je instalován malý stejnosměrný motor, který umožňuje nastavení rychlosti v co nejširším rozsahu a umožňuje provoz při různých rychlostech. Dříve byla jeho kotva uměle nevyvážena instalací malého přídavného závaží. Pokud se při jmenovité rychlosti jednotky objeví rezonanční vibrace základu, znamená to, že vibrace jednotky jsou způsobeny rezonancí.
Pečlivě vyvažte rotor a zvyšte tuhost základu. Pokud se největší vibrace vyskytují při rychlosti otáčení, která leží pod rozsahem provozních otáček, měli byste při spouštění stroje co nejrychleji projít rychlostí, při které jsou pozorovány zvýšené vibrace. C. Jednotlivé části stroje rezonují při jejich frekvenci
přirozené vibrace se shodují s frekvencí otáčení rotoru.
Tyto jevy lze pozorovat u ložisek štítů a stoupaček, štítů statoru, základové desky, příčného ramene kartáčů atd.
Změňte tuhost rezonujících částí provedením konstrukčních změn, jako jsou svařovací žebra
tuhost.
T. Některé velké stejnosměrné stroje někdy náhle zaznamenají výrazné vibrace v traverze, což způsobuje silné jiskření na komutátoru, dokud se neobjeví kruhový požár. K tomu dochází v důsledku nestability třecí síly mezi komutátorem a kartáči dané značky. Změna součinitele tření, například vlivem změn teploty, okolní vlhkosti, zatížení atd., mění také frekvenci kmitání kartáčových držáků; vibrace posledně jmenovaného mohou způsobit rezonanční vibrace traverzy.
Vibrace, které z tohoto důvodu vznikají, lze dočasně eliminovat, pokud povrch kolektoru lehce namažete parafínem (projeďte parafínovou svíčkou podél tvořící přímky kolektoru); Díky tomu se okamžitě mění třecí podmínky a tlumí vibrace. Tento jev lze radikálně eliminovat výběrem štětců příslušné značky. U. Frekvence vynucených kmitů při jmenovitých otáčkách rotoru stroje se shoduje s vlastní frekvencí kmitů nosného systému rotoru. K takové shodě může dojít, pokud je výpočet rotoru neúspěšný.
Požádejte o radu výrobce. F. Tuhost rotoru turbogenerátoru je různá podél jeho dvou os. Vibrace z tohoto důvodu jsou pozorovány u velkých bipolárních turbogenerátorů. Rozdíl v tuhosti rotoru je způsoben přítomností velkých zubů v něm (obr. 4-11). K nejmenšímu vychýlení dochází, když je osa velkých zubů svislá, k největšímu, když je vodorovná. V tomto ohledu nastanou během jedné otáčky dva úplné cykly změny statického vychýlení, tzn. Když se rotor otáčí, vibruje s dvojnásobnou frekvencí otáčení.
Takové vibrace lze eliminovat pouze konstrukčními změnami rotoru, což není v provozu proveditelné. Zkušenosti ukazují, že velikost těchto vibrací je díky konstrukčním opatřením výrobců ve většině případů v přijatelných mezích. 4-6-3. Došlo k abnormálním elektromagnetickým jevům. A. Spoje ve vinutí statoru stroje na střídavý proud nejsou správně provedeny.

Rýže. 4-P. Sekce rotoru turbogenerátoru
Viz odstavec 2-7-12, A. B. Zkrat ve fázovém rotoru asynchronního motoru. Stroj vibruje s klouzavou frekvencí.
Viz odstavec 2-5-3.
B. Závitové spojení nebo zkrat ke skříni ve dvou místech budícího vinutí synchronního stroje. Viz § 3-6, odstavec V.G Pólové cívky synchronních strojů jsou navzájem nesprávně propojeny.
Zkontrolujte polaritu pólů a opravte nesprávné zapojení cívky. D. Přerušení rotorových tyčí asynchronního motoru s kotvou nakrátko.
Viz odstavec 2-5-2, E. E. Prasknutí táhla klapky synchronních strojů (projevuje se hlavně při zatížení motoru). Viz odstavec 2-5-2, E. Zh Ocel rotoru (kotvy) je deformovaná nebo má házení, v důsledku čehož se při otáčení rotoru neustále mění mezera mezi statorem a rotorem, magnetický tok v. mezera se stává asymetrickou a mezi rotorem a statorem se objevuje rotační síla jednostranné přitažlivosti, která způsobuje ohýbání hřídele nebo oscilační pohyby statoru, pokud struktura statoru není dostatečně tuhá. U asynchronních motorů, kde je vůle relativně malá, může rotor drhnout o ocel statoru.
Rotor (kotvu) obrousit nebo obrousit smirkovým kotoučem. Je třeba mít na paměti, že zvětšení mezery mezi statorem a rotorem u indukčního motoru zhoršuje jeho účiník. 3. U asynchronního motoru dochází k vibracím kvůli špatnému poměru počtu zubů statoru a rotoru. Viz odstavec 2-9-3.
I. Nerovnoměrnost mezery mezi rotorem a statorem je velmi velká. V tomto případě dochází k vibracím při dvojnásobné rychlosti otáčení. Nerovnoměrnost mezery v mezích uvedených v Dodatku 12 nemůže způsobit vibrace.
Nastavte mezeru mezi rotorem a statorem. K. Skříň statoru velkého turbogenerátoru vibruje tím, že elektromagnetické síly působící na stator tahají kruhový prstenec z aktivní statorové oceli podél osy pólů a deformují jej do elipsoidního tvaru. Tato vada je pozorována, když je těleso statoru nedostatečně tuhé. V tomto případě se průměr vývrtu zmenšuje podél osy pólů (osa velkých zubů) a zvětšuje se podél příčné osy. Na Obr. 4-12 a ukazuje příčný řez rotorem ve svislé poloze a na Obr. 4-12, b – s vodorovnou pólovou osou. Pro jednu otáčku dvoupólového rotoru prochází radiální posunutí každého bodu statoru dvěma úplnými cykly, tj. dotyčný bod vibruje při dvojnásobné frekvenci otáčení rotoru.

Rýže. 4-12. Směrem k vysvětlení příčin dvojfrekvenčních vibrací

Vibrace lze omezit pouze různými konstruktivními opatřeními. K. Asymetrie zátěže turbogenerátoru je příliš velká. Snižte asymetrii na přijatelné limity (viz odstavec 3-8-4).
V mnoha případech je snadné určit, zda jsou vibrace způsobeny nevyvážeností, mechanickou poruchou nebo elektromagnetickými jevy. Uvažujme jako příklad jeden ze způsobů, jak určit příčinu zvýšených vibrací motoru nebo generátoru.
Motor je odpojen od sítě a jeho vibrace jsou kontrolovány v době, kdy jeho otáčky prakticky ještě nestihly klesnout. Generátor je buzen na jmenovité napětí při jmenovitých otáčkách. Pokud vibrace zmizí při odpojení motoru od sítě nebo při odstranění buzení z generátoru, pak můžeme předpokládat, že jsou způsobeny elektromagnetickými příčinami.
Určení frekvence vibrací také často pomáhá identifikovat jejich příčinu. Ovalita čepů hřídele způsobuje
vibrace s dvojnásobnou frekvencí otáčení. Pokud je příčinou vibrací „vytékání oleje“ (viz odstavec 4-6-2, I), pak je frekvence vibrací nižší než polovina rychlosti otáčení. Nevyváženost rotujících částí způsobuje vibrace při rychlosti otáčení.

K vibracím při brzdění může docházet v důsledku toho, že brzdový kotouč je instalován mimo zákryt s nábojem nebo třmenem. Zde jsou některé příznaky problému a jak jej opravit, abyste zjistili, zda se jedná o tento případ:

ZKONTROLUJTE, zda na povrchu náboje kola nejsou nečistoty nebo rez.
PROČ? Nečistoty nebo rez zabrání pevnému usazení kotouče a náboje.
ŘEŠENÍ: Vyjměte disk a očistěte oba montážní povrchy od nečistot a rzi.

Zkontrolujte, zda není dosedací plocha s nábojem deformovaná v důsledku nadměrné utahovací síly.
PROČ? Přílišné utažení stavěcích šroubů způsobí vibrace při použití brzdy.
ŘEŠENÍ: Vyměňte kotouče, šrouby příliš neutahujte.

Zkontrolujte náboj, zda není zdeformovaný.
PROČ? Někdy může dojít k deformaci náboje. Instalace kotouče na deformovaný náboj způsobuje vibrace při brzdění. K vibracím dochází také v případě, že povrch náboje není před instalací kotouče očištěn od rzi.
ŘEŠENÍ: Po instalaci disku vždy zkontrolujte házivost disku pomocí speciálního indikátoru. Pokud je házení větší než přípustný limit, zkuste změnit polohu kotouče tak, aby házení bylo v přípustném limitu. Pokud házení zůstává větší než přípustný limit, je nutná údržba náboje.

Zkontrolujte, zda jsou ráfky kol správně namontovány.

PROČ? V posledních letech se častou příčinou otlučení brzdových kotoučů stala nesprávná montáž univerzálních ráfků. Protože je jeden disk kola instalován na náboje různých typů a velikostí, mechanici instalují na náboje kol speciální distanční podložky. Pokud dojde ke ztrátě nebo poškození rozpěrky, kolo nelze správně vycentrovat.
ŘEŠENÍ: Umístěte hlavici indikátoru házivosti k zadní pracovní ploše brzdového kotouče a změřte házení s nainstalovaným kolem. Indikátor ukáže házivost pouze v případě, že je kolo namontováno a šrouby jsou utaženy. Možná bude nutné vyměnit kolo.

DŮVOD 2: VÁŽNÉ PŘEHŘÁTÍ A DEFORMACE DISKU

Silné zvýšení teploty může vést k deformaci kovu brzdového kotouče v různých oblastech. V těchto bodech dochází ke kontaktu brzdové destičky a kotouče a dochází k vibracím. Zde jsou některé příznaky problému a jak jej opravit, abyste zjistili, zda se jedná o tento případ:

Zkontrolujte známky porušení provozního režimu.
PROČ? Porušení provozního režimu je nejčastější příčinou přehřátí. Konstrukce kotoučů umožňuje jejich rychlé ochlazení mezi sešlápnutím brzdového pedálu. Pokud se však brzdí intenzivně a ve vysoké frekvenci, například při jízdě po horské silnici, není dostatek času na odvod tepla z kotouče.
ŘEŠENÍ: Modré skvrny na povrchu disku indikují přehřátí. Disky s modrými skvrnami a/nebo tmavšími oblastmi na pracovních plochách nelze obnovit. VŽDY by se měly vyměnit společně s brzdovými destičkami.

Zkontrolujte kvalitu brzdových destiček.
PROČ? Brzdové destičky špatné kvality se rychle přehřívají, zejména při intenzivním brzdění. Přítomnost přebytečného tepelného toku z podložek může způsobit přehřátí kotoučů a v důsledku toho jejich deformaci.

ŘEŠENÍ: Zkontrolujte, zda na povrchu disku nejsou nějaké modré skvrny. Pokud ne, vysvětlete řidiči rizika používání nekvalitních brzdových destiček. VŽDY vyměňte brzdové destičky a rotory, pokud jsou na rotoru modré skvrny.

DŮVOD 3: NEROVNOMĚRNÁ TLOUŠŤKA DISKU (DTV)

Tloušťka disku se může v různých oblastech lišit. Pro účinné brzdění musí být tloušťka kotouče po celé pracovní ploše stejná, bez odchylek. Pokud je pracovní plocha nerovná, brzdová destička ztratí kontakt s kotoučem a znovu se s ním dostane, když se kotouč otáčí. V tomto případě dochází k vibracím. Zde jsou některé příznaky problému a jak jej opravit, abyste zjistili, zda se jedná o tento případ:

Ověřte si u řidiče, zda jsou brzdy správně ukostřené.
PROČ? Pro dosažení maximální účinnosti brzdění je nutné provést zaběhnutí. Zpočátku by měl být brzdový pedál sešlápnutý jemně, s malou silou. V tomto případě je vrstva třecího materiálu z podložek rovnoměrně rozložena po disku. Tento typ povrchového spojení zvyšuje bezpečnost a eliminuje vznik vibrací.
ŘEŠENÍ: Prevence je lepší než léčba. Při každé instalaci nových brzdových destiček vysvětlete řidiči, že by se měl prvních 200 km vyvarovat prudkého brzdění. Pokud dojde k mírným vibracím v důsledku špatného lapování, může být překrytí dostatečné. Pokud povrchy nejsou rovné, jediným řešením je výměna brzdových destiček a kotoučů. Pro vaše pohodlí vydal Ferodo informační brožuru „Průvodce řidiče“ k distribuci zákazníkům. Obsahuje tipy a doporučení pro optimalizaci brzdového systému. Pro více informací kontaktujte prosím svého zástupce Ferodo..

Zkontrolujte navázání ve třmenu.
PROČ? Zadřený čep třmenu bude mít za následek nerovnoměrné působení sil na každou stranu brzdového kotouče, což přispívá k nerovnoměrnému opotřebení kotouče a v důsledku toho k vibracím.
ŘEŠENÍ: Problém je obvykle způsoben špínou nebo rzí. Proto provádějte správnou údržbu třmenu s problémem zalepování, abyste předešli jeho opětovnému výskytu, a vyměňte brzdové destičky a rotory.

Zkontrolujte povrchy kotoučů, zda nejsou znečištěné nebo zrezivělé.
PROČ? Při brzdění se část třecího materiálu přenáší z destičky na kotouč. Pokud je kvalita brzdových destiček špatná, může se třecí materiál rozmístit po kotouči nerovnoměrně a změnit tloušťku a rovnoběžnost kotouče.
ŘEŠENÍ: Pokud jsou vibrace minimální, může k odstranění usazenin stačit kartáčování nebo broušení. Vezměte to na zkušební jízdu. Pokud povrchy nejsou rovné, jediným řešením je výměna brzdových destiček a kotoučů.

Zkontrolujte stopy brzdových destiček na kotoučích.
PROČ? Pokud dojde k sešlápnutí brzdového pedálu při přehřátí brzd, materiál brzdových destiček se může otisknout na kotouče nebo k nim dokonce přivařit. V tomto případě bude na povrchu kotouče viditelný otisk brzdové destičky, který způsobil vibrace.
ŘEŠENÍ: Většinou stačí otisk polštářku odstranit štětcem nebo brusným papírem.