În comparație cu motoarele orizontale, motoarele verticale, în special cele mari, au un sistem special de rulmenți care utilizează rulmenți cu bile cu contact unghiular la un capăt. Datorită-designului unic al rulmenților cu bile cu contact unghiular, este imperativ ca rulmenții să nu fie instalați niciodată în sens invers, deoarece acest lucru va cauza defecțiuni imediate. Dacă rulmenții nu sunt instalați corect sau dacă devin nealiniați axial în timp ce motorul funcționează, se pot produce vibrații anormale și zgomote neobișnuite.
Probleme de zgomot la motoarele verticale
Motoarele verticale, în special cele mari, au un design special de rulment care este adesea echipat cu rulmenți cu bile cu contact unghiular la un capăt. Acest design de rulment de precizie poate fi deteriorat dacă este orientat incorect în timpul asamblarii. În plus, instalarea necorespunzătoare a rulmenților sau deplasarea axială în timpul funcționării motorului poate cauza vibrații și zgomote anormale.
Rulmenții cu bile cu contact unghiular cu un singur rând sunt proiectați special pentru a rezista la sarcini combinate, permițându-le să reziste la forțe axiale semnificative într-o singură direcție. La motoarele verticale, acești rulmenți sunt utilizați în mod obișnuit la capătul de extensie fără arbore pentru a gestiona forțele axiale care depășesc capacitatea de încărcare a rulmenților cu bile adânci. Dimensiunile acestora sunt compatibile cu rulmenții radiali pe un singur rând corespunzători utilizați în motor, evitând potențialele probleme întâlnite în reproiectarea designului.
Utilizarea rulmenților cu bile cu contact unghiular la motoarele verticale le permite să reziste la forțe axiale semnificative și să mențină o poziție echilibrată între rotor și stator. În astfel de aplicații, acești rulmenți sunt de obicei instalați în perechi pentru a satisface diferite cerințe de funcționare. Prin poziționarea strategică a rulmenților, se poate aplica o forță axială pentru a contrabalansa greutatea rotorului motorului, rezultând o poziție relativă axială stabilă între rotor și stator.
Atât configurațiile de susținere, cât și cele suspendate ale rulmenților cu bile cu contact unghiular prezintă propriile provocări în timpul funcționării motorului. În special, orice mișcare axială sau vibrație poate provoca o funcționare instabilă și zgomot. Pe lângă potrivirea dimensională axială, după ce se aplică puterea, centrele magnetice ale statorului și rotorului se aliniază spontan sub influența forței electromagnetice.
Când vine vorba de alegerea unei configurații de rulmenți a motorului, pot fi luate mai multe măsuri. Acestea includ utilizarea rulmenților cu bile cu contact unghiular perechi pentru a controla eficient deplasarea axială, utilizarea unui design cu trei rulmenți pentru a îmbunătăți stabilitatea și implementarea unei pre-deplasări adecvate între stator și rotor. Cu toate acestea, este important de reținut că cantitatea de pre-deplasare trebuie controlată în limite acceptabile pentru a evita efectele adverse. În plus, în timpul depozitării, transportului și testării motoarelor verticale, unitatea trebuie menținută în poziția verticală corectă pentru a preveni deteriorarea rulmenților din cauza expunerii necorespunzătoare la forțele externe.
Probleme de vibrație la motoarele verticale mari
Ne vom concentra acum asupra problemelor de vibrație în motoarele mari cu pompe verticale. Astfel de motoare au de obicei rulmenți de cilindri și înălțime totală semnificative, funcționând la aproximativ 1500 rpm. Lagărele superioare folosesc de obicei rulmenți simpli sau cu rulare; totuși, problemele de vibrație ale rulmentului de alunecare sunt asociate în mod obișnuit cu ajustările bucșei de ghidare și, prin urmare, depășesc scopul acestei discuții. Ne vom concentra asupra problemelor de vibrații la motoarele cu rulmenți în poziția superioară, al căror design include motorul, suportul cilindrului, carcasa pompei și conductele de admisie/evacuare.
Amplitudinea vibrației este maximă în partea de sus a motorului și scade treptat în jos, cu un model de direcție clar. În timpul testării motorului uscat, când motorul este conectat la carcasa suport, dar nu la rotorul pompei, frecvența de vibrație dominantă este aceeași cu viteza de rotație. Cu toate acestea, după conectarea motorului la rotorul pompei, frecvența dominantă se poate schimba de până la 2X.
Vibrația motorului scade treptat odată cu altitudinea, prezentând caracteristici direcționale. Frecvența vibrațiilor se poate schimba semnificativ după conectarea motorului la pompă. De exemplu, problemele de vibrații ale motorului pot fi cauzate de mai mulți factori: vibrații excesive în timpul punerii în funcțiune inițiale, după o înlocuire sau reparare a motorului sau vibrații persistente, în ciuda faptului că rotorul pompei este oprit în timpul funcționării.
Vibrațiile motorului pot proveni din mai multe surse, inclusiv motorul însuși, cilindrul suport, carcasa pompei și liniile de admisie/evacuare.
Vibrațiile motorului pot fi cauzate de diverși factori interni. Precizia insuficientă de echilibrare este o problemă critică, în special în sistemele de cilindri de sprijin cuplate cu un motor unde rigiditatea generală este scăzută. Chiar și un dezechilibru ușor poate provoca vibrații semnificative ale motorului. Cu toate acestea, reducerea dezechilibrului este adesea eficientă în atenuarea vibrațiilor. În plus, instalarea necorespunzătoare a rulmenților contribuie adesea la vibrația motorului. De exemplu, atunci când rulmentul superior poartă sarcina, iar rulmentul inferior oferă sprijin și direcție, rotorul rămâne suspendat. Acest lucru explică de ce rulmentul superior este adesea primul care se defectează. Verificarea distribuției sarcinii ambilor rulmenți poate preveni astfel de probleme.
Rigiditatea insuficientă a structurii de susținere poate cauza probleme de vibrații. Când un motor este conectat la o structură de susținere, limitările sale inerente de rigiditate devin treptat evidente. Pentru a determina dacă problema - este în motor sau în structura de susținere, pot fi efectuate teste separate pe un banc de testare: unul cu motorul singur și altul cu motorul și structura de susținere împreună. În același timp, impactul poate fi redus prin întărirea suportului și aplicarea tehnicilor de ajustare.
Rezonanța structurală la unele motoare poate afecta semnificativ nivelurile de vibrații. Testele pe teren arată că frecvențele de rezonanță pot afecta funcționarea într-un interval de ±160 rpm, uneori afectând direct viteza nominală. În astfel de cazuri, verificarea experimentală și îmbunătățirea preciziei motorului sunt necesare pentru a reduce vibrațiile. Rezonanța structurală poate avea un efect semnificativ asupra vibrațiilor motorului; Confirmarea experimentală și îmbunătățirea preciziei motorului sunt necesare pentru a reduce acest efect.
Atunci când rezolvați problemele de vibrații, este necesar să luați în considerare în mod cuprinzător diverși factori și să luați măsuri specifice. Acestea pot include îmbunătățirea preciziei de echilibrare, asigurarea alinierii verticale generale, ajustarea jocurilor lagărelor, adăugarea de suporturi temporare și reproiectarea structurii suportului tamburului. La implementarea măsurilor temporare de sprijin, este necesar să se asigure că punctele de sprijin sunt situate în partea superioară a motorului și forța de sprijin este reglată corespunzător pentru a obține o reducere semnificativă a vibrațiilor.
