电机振动的原因及处理方法解析

 电机在运行过程中常会发生振动,振动的产生会在一定程度上影响电机的正常运行。本文就电机振动的原因进行了分析,同时给出了处理振动常用的一些方法。

在对电机的振动进行处理时,遵循科学的诊断方法和诊断技术是十分有必要的。由于实际中的振动故障一般具有综合性和复杂性,对其进行分析和处理是比较有难度的,所以,在处理振动故障时,必须思路清晰、找出振动的具体原因以便可以有针对性地处理,尽量减少由振动而造成的设备停运或损坏。

1 电机振动带来的危害

对于大部分的机械设备而言,振动是设备在运行过程中普遍存在的一种现象。电机和其他一些设备基本上一样,在工作时也会发生不同程度的振动。经过相关技术人员长期的观察,得出了电机振动的危害,其危害可以归结为如下几个部分:

(1)电机的振动在一定程度上会消耗能量,进而降低电机的效率;

(2)振动会直接地伤害到电机的轴承,加快电机轴承的磨损程度,使得其正常寿命大大缩减;

(3)电机转子发生弯曲或者是断裂,这主要是因为转子磁极的松动造成了定子和转子之间相互擦碰;

(4)振动会在一定程度上降低绝缘电阻,这主要是因为电机的振动会导致电机端部绑线松动,造成端部绕组相互摩擦;

(5)振动会造成一些零件松动,使得其它的机械设备不能正常的运行。

2 电机振动的原因及处理方法

2.1 电机机座振动的主要原因及处理方法

实际工作中电机机座振动的主要原因可以归结为如下两点:

(1)转子振动时产生的激振力;

(2)定子铁心产生的电磁振动引起机座的倍频振动,相关研究表明当单机容量增大时,倍频振动也会随之更加明显。由相关技术人员得到的结论表明:轴承座设置在定子机座端盖上的轴承形式对机座的影响要比落地轴承形式的转子激振力对机座的影响要大得多。

对于电机机座振动的具体减振措施如下:

(1)设置弹性结构,既是把铁心与机座之间的连接结构改为弹性结构,以便在一定程度上减小振动带来的影响;

(2)控制机座自身的自振频率,使其避开铁心的倍频振动频率和转子的振动频率。

2.2 转子不平衡产生的振动及处理方法

电机中转子的机械不平衡可以大体的分为三种:

(1)静不平衡,其导致的离心力会在两个支座上产生大小相等、相位相同的振动;

(2)动不平衡,其产生的离心力偶会在两个支座上产生大小相等、相位相反的振动;(3)混合不平衡, 其是电机实际工作中最常碰到的一种机械不平衡。混合不平衡是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的大小不等, 相位不同的振动。

对于转子不平衡产生的振动的处理方法有:

(1)利用动平衡校验的基本原理进行处理,既是先通过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转子不平衡的具体位置和大小,然后再利用加重或减重的方法加以消除;

(2)对于由转子质量产生的振动,则需要事先做好转子静平衡和低速动平衡试验。在电机运行的过程中,如果有必要的话则可以利用测振平衡议做转子高速动平衡试验,以便可以尽可能地消除转子质量不平衡因素。

2.3 电机轴承引起的振动

对于不同功率的机械,其电机轴承形式是不一样的,一般而言,对于中小型电机而言,常采用滚动轴承。而对于那些大型电机,则多采用滑动轴承。电机轴承形式不同,其引起振动的原因也就不同。电机在工作过程中,作用在轴承上的力会引起两种不同的振动:一种是轴承座与转子的相对振动,另一种是轴承座本身的绝对振动。引起滚动轴承振动的主要因素有四个方面:

(1)轴承的加工精度:轴承套圈的椭圆度、架孔中存在的一些间隙以及滚道表面存在的波纹度等。经过一系列的研究表明,轴承的重要振动源来自架孔中的间隙,间隙过大或者过小都会导致电机剧烈的振动。

(2)安装轴承时的配合精度,既是指轴承与端盖以及轴承与转轴轴承挡的配合精度,所以为了避免电机的振动,需要对轴承的配合精度进行检验,对于不合理的配合精度应该及时的更改。

(3)在机械与机械之间常会利用润滑脂来减小彼此之间的摩擦,电机轴承上一般也会涂抹一定的润滑脂,涂抹地润滑脂一旦过稠,其对滚动体振动阻尼作用的效果便会变差,如果过稀的话,将会导致干摩擦。所以在实际中必须涂抹合理稠度的润滑脂。

(4)在滑动轴承中,支撑轴的部分是由高压油泵打进来的润滑油膜,如果油膜不稳定,则会在一定程度上导致润滑油的涡动和起泡,进而使得轴承产生一系列不正常的反应。导致油膜不稳定的因素有很多,比如说不稳定地负载、转轴中心不正等。

2.4 电机定子绕组的振动

当电机处于工作状态时,定子绕组常常会受到一些力的影响,而引起绕组的系统频率或者倍频率振动,这些力一般包括如下几种:

(1)绕组中的电流与漏磁通之间的相互作用力;

(2)转子磁拉力;

(3)热胀冷缩产生的力。技术人员在设计电机的时候,常常需要考虑由电磁力引起的定子绕组的槽部和顶部振动,为了避免槽部和顶部振动,可以采取槽部线棒固紧结构或者是端部轴向刚性支架来减少振动。

2.5 确保电机各部分的质量

要想从根本上解决电机的振动,则应该保证电机各部分的质量:

(1)如果定子铁芯产生位移,则应及时对其进行焊接修理;

(2)轴承和轴瓦间隙应该被控制在合理的范围内,其不能太大也不能太小;

(3)一旦轴承或者轴瓦的磨损稠度比较严重时,则需要更换滚动轴承,同时对于滑动轴承,也必须进行重新浇铸和刮研;

(4)对于电机中的轴瓦球面接触不好的,则应该对其进行研磨,防止出现线或者点接触,以便保证面接触良好。

3 结语

通过本文的分析可知引起电机振动的因素较多,电机的振动问题存在于电机安装和运行的任何时候。一旦电机发生振动,则应该及时作出反应。如果对电机的振动问题视而不见,则会导致电机的长期损坏或立即损坏,更会直接导致生产损失。对于如何更好地处理电机的振动问题,我们必须把其发生的原因和结果区分开来。