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艾而特:電動機振動故障的常見問答

日期:2019-05-24 21:10

電動機産生振動,會使繞組絕緣和軸承壽命縮短,影響滑動軸承的正常潤滑,振動力促使絕緣縫隙擴大,使外界粉塵和水分入侵其中,造成絕緣電阻降低和泄露電流增大,甚至形成絕緣擊穿等事故。

 

電動機振動的十個原因

1) 轉子、耦合器、聯軸器、傳動輪(制動輪)不平衡引起的。

2) 鐵心支架松動,斜鍵、銷釘失效松動,轉子綁紮不緊都會造成轉動部分不平衡。

3) 聯動部分軸系不對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障産生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當造成的。

4) 聯動部分中心線在冷態時是重合一致的,但運行一段時間後由于轉子支點,基礎等變形,中心線又被破壞,因而産生振動。

5) 與電機相聯的齒輪、聯軸器有故障,齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯軸器歪斜、錯位,齒式聯軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴重,都會造成一定的振動。

6) 電機本身結構的缺陷,軸頸橢圓,轉軸彎曲,軸與軸瓦間間隙過大或過小,軸承座、基礎板、地基的某部分乃至整個電機安裝基礎的剛度不夠。

7) 安裝的問題,電機與基礎板之間固定不牢,底腳螺栓松動,軸承座與基礎板之間松動等。

8) 軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度産生異常。

9) 電機拖動的負載傳導振動,比如說電機拖動的風機、水泵振動,引起電機振動。

10) 交流電機定子接線錯誤、繞線型異步電動機轉子繞組短路,同步電機勵繞組匝間短路,同步電機勵磁線圈聯接錯誤,籠型異步電動機轉子斷條,轉子鐵心變形造成定、轉子氣隙不均,導致氣隙磁通不平衡從而造成振動。

 

電動機振動的危害

電動機産生振動,會使繞組絕緣和軸承壽命縮短,影響滑動軸承的正常潤滑,振動力促使絕緣縫隙擴大,使外界粉塵和水分入侵其中,造成絕緣電阻降低和泄露電流增大,甚至形成絕緣擊穿等事故。另外,电动机产生振动,又容易使冷却器水管振裂,焊接点振开,同时会造成负载机械的损伤,降低工件精度,会造成所有遭到振动的机械部分的疲劳,会使地脚螺丝松动或断掉,电动机又会造成碳刷和滑环的异常磨损,甚至会出现严重刷火而烧毁集电环绝缘,电动机将产生很大噪音,这种情况一般在直流电机中也时有发生。

 

振動原因及典型案例

振動原因主要有三種情況:電磁方面原因;機械方面原因;機電混合方面原因。

 

1、電磁方面的原因

    (1)電源方面:三相電壓不平衡,三相電動機缺相運行。

    (2)定子方面:定子鐵心變橢圓、偏心、松動;定子繞組發生斷線、接地擊穿、匝間短路、接線錯誤,定子三相電流不平衡。

舉例:

鍋爐房密封風機電機檢修前發現定子鐵心有紅色粉末,懷疑定子鐵心有松動現象,但不屬于標准大修範圍內的項目,所以未處理,大修後試轉時電機發生刺耳的尖叫聲,更換一台定子後故障排除。

    (3)轉子故障:轉子鐵心變橢圓、偏心、松動。轉子籠條與端環開焊,轉子籠條斷裂,繞線錯誤,電刷接觸不良等。

舉例:

    軌枕工段無齒鋸電機運行中發現電機定子電流來回擺動,電機振動逐漸增大,根據現象判斷電機轉子籠條有開焊和斷裂的可能,電機解體後發現,轉子籠條有7處斷裂,嚴重的2根兩側與端環已全部斷裂,如發現不及時就有可能造成定子燒損的惡劣事故發生。

2、機械原因

(1)電機本身方面:

轉子不平衡,轉軸彎曲,滑環變形,定、轉子氣隙不均,定、轉子磁力中心不一致,軸承故障,基礎安裝不良,機械機構強度不夠、共振,地腳螺絲松動,電機風扇損壞。

典型案例:

廠凝結水泵電機更換完上軸承後,電機晃動增大,並且轉、定子有輕微掃膛迹象,仔細檢查後發現,電機轉子提起高度不對,轉、定子磁力中心未對上,重新調整推力頭螺絲備帽後,電機振動故障消除。跨線吊圈揚電機檢修後振動一直偏大,並且有逐步增大的迹象,在電機落勾的時候發現電機振動仍然很大,並且軸向有很大的串動,解體發現,轉子鐵心松動,轉子平衡也有問題,更換備用轉子後故障消除,原有轉子返廠修理。

(2)與聯軸器配合方面:聯軸器損壞,聯軸器連接不良,聯軸器找中心不准,負載機械不平衡,系統共振等。

聯動部分軸系不對中,中心線不重合,定心不正確。這種故障産生的原因主要是安裝過程中,對中不良、安裝不當造成的。还有一种情况,就是有的聯動部分中心線在冷態時是重合一致的,但運行一段時間後由于轉子支點,基礎等變形,中心線又被破壞,因而産生振動。

a、循環水泵電機,運行中振動一直偏大,電機檢查無任何問題,空載也一切正常,水泵班認爲電機運轉正常,最終檢查出電機找正中心差太多,水泵班重新進行找正後,電機振動消除。

b、鍋爐房引風機在更換皮帶輪後,電機試運行時産生振動同時電機三相電流增大,檢查所有電路和電器元件沒有問題最後發現皮帶輪不合格,更換後電機振動消除,同時電機的三相電流也恢複正常。

3、電機混合原因

(1)電機振動往往是氣隙不勻,引起單邊電磁拉力,而單邊電磁拉力又使氣隙進一步增大,這種機電混合作用表現爲電機振動。

(2)電機軸向串動,由于轉子本身重力或安裝水平以及磁力中心不對,引起的電磁拉力,造成電機軸向串動,引起電機振動加大,嚴重情況下發生軸磨瓦根,使軸瓦溫度迅速升高。

(3)與電機相聯的齒輪、聯軸器有毛病。這種故障主要表現爲齒輪咬合不良,輪齒磨損嚴重,對輪潤滑不良,聯軸器歪斜、錯位,齒式聯軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴重,都會造成一定的振動。

(4)电机本身结构的缺陷和安装的问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆,转轴弯曲,轴与轴瓦间间隙过大或过小,轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够,电机与基础板之间固定不牢,底脚螺栓松动,轴承座与基础板之间松动等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度産生異常。

(5)電機拖動的負載傳導振動。例如:汽輪發電機的汽輪機振動,電機拖動的風機、水泵振動,引起電機振動。

 

如何查找振動原因

要想消除電動機振動,首先要查清産生振動的原因,只有找到振動的原因,才能采取有針對性的措施,消除電動機振動。

1、電動機未停機之前,用測振表檢查各部振動情況,對于振動較大的部位按垂直水平軸向三個方向詳細測試振動數值,如果是地腳螺絲松動或軸承端蓋螺絲松動,則可直接緊固,緊固後在測其振動大小,觀察是否有消除或減輕,其次要檢查電源三相電壓是否平衡,三相熔絲是否有燒斷現象,電動機的單相運行不僅可以引起振動,還會使電機的溫度迅速上升,觀察電流表指針是否來回擺動,轉子斷條時就出現電流擺動現象,最後檢查電機三相電流是否平衡,發現問題及時與運行人員聯系停止電機運行,以免將電機燒損。

2、如果對表面現象處理後,電機振動未解決,則繼續斷開電源,解開聯軸器,使電機與之相連的負載機械分離,單轉電機,如果電機本身不振動,則說明振源是聯軸器沒找正或負載機械引起的,如果電機振動,則說明電機本身有問題,另外還可以采取斷電法來區分是電氣原因,還是機械原因,當停電瞬間,電動機馬上不振動或振動減輕,則說明是電氣原因,否則是機械故障。

 

針對故障原因進行檢修

1、電氣原因的檢修:

首先是測定定子三相直流電阻是否平衡,如不平衡,則說明定子連線焊接部位有開焊現象,斷開繞組分相進行查找,另外繞組是否存在匝間短路現象,如故障明顯可以從絕緣表面看到燒焦痕迹,或用儀器測量定子繞組,確認匝間短路後,將電機繞組重新下線。

例如:水泵電機,運行中電機不僅振動大軸承溫度也偏高小修試驗發現電機直流電阻不合格,電機定子繞組有開焊現象,用排除法將故障找到消除後,電機運行一切正常。

2、機械原因的检修:

檢查氣隙是否均勻,如果測量值超標,重新調整氣隙。檢查軸承,測量軸承間隙,如不合格更換新軸承,檢查鐵心變形和松動情況,松動的鐵心可用環氧樹脂膠粘接灌實,檢查轉軸,對彎曲的轉軸進行補焊重新加工或直接直軸,然後對轉子做平衡試驗。打風機電機大修後試運行期間,電機不僅振動大,而且軸瓦溫度超標,連續處理幾天後,故障仍未解決。我班組人員在幫助處理時發現,電機氣隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到後,重新調整各部間隙後,電機試轉一次成功。

3、負載機械部分檢查正常:

電機本身也沒有問題,引起故障的原因是連接部分造成的,這時要檢查電機的基礎水平面,傾斜度、強度,中心找正是否正確,聯軸器是否損壞,電機軸伸繞度是否符合要求等。

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