Sammenlignet med horisontale motorer har vertikale motorer, spesielt store, et spesielt lagersystem som bruker vinkelkontaktkulelager i den ene enden. På grunn av-den unike utformingen av vinkelkontaktkulelager, er det avgjørende at lagrene aldri installeres i motsatt retning, da dette vil føre til umiddelbar feil. Hvis lagrene ikke er riktig installert eller hvis de blir aksialt feiljustert mens motoren går, kan det forårsake unormale vibrasjoner og uvanlige lyder.
Støyproblemer i vertikale motorer
Vertikale motorer, spesielt store, har en spesiell lagerdesign som ofte er utstyrt med vinkelkontaktkulelager i den ene enden. Denne presisjonslagerkonstruksjonen kan bli skadet hvis den orienteres feil under montering. I tillegg kan feil lagerinstallasjon eller aksial forskyvning under motordrift forårsake unormal vibrasjon og støy.
Enrads vinkelkontaktkulelager er spesielt designet for å tåle kombinerte belastninger, slik at de kan motstå betydelige aksiale krefter i én retning. I vertikale motorer brukes disse lagrene vanligvis ved den ikke-akselforlengende enden for å håndtere aksiale krefter som overstiger belastningskapasiteten til dype sporkulelagre. Dimensjonene deres er kompatible med de tilsvarende enrads radiallagrene som brukes i motoren, og unngår potensielle problemer med å redesigne designet.
Bruken av vinkelkontaktkulelager i vertikale motorer gjør at de tåler betydelige aksiale krefter og opprettholder en balansert posisjon mellom rotoren og statoren. I slike applikasjoner er disse lagrene vanligvis installert i par for å møte ulike driftskrav. Ved å plassere lagrene strategisk, kan en aksial kraft påføres for å balansere vekten av motorrotoren, noe som resulterer i en stabil aksial relativ posisjon mellom rotoren og statoren.
Både støttende og opphengte konfigurasjoner av vinkelkontaktkulelager gir sine egne utfordringer under motordrift. Spesielt kan enhver aksial bevegelse eller vibrasjon forårsake ustabil drift og støy. I tillegg til aksial dimensjonstilpasning, justeres de magnetiske sentrene til statoren og rotoren spontant etter at strøm er tilført under påvirkning av elektromagnetisk kraft.
Når det gjelder valg av motorlagerkonfigurasjon, kan flere tiltak tas. Disse inkluderer bruken av sammenkoblede vinkelkontaktkulelagre for å effektivt kontrollere aksial forskyvning, bruk av en trelagerdesign for å forbedre stabiliteten, og implementering av tilstrekkelig forhåndsforskyvning mellom statoren og rotoren. Det er imidlertid viktig å merke seg at mengden pre-displacement må kontrolleres innenfor akseptable grenser for å unngå uheldige effekter. I tillegg, under lagring, transport og testing av vertikale motorer, må enheten holdes i riktig vertikal posisjon for å forhindre skade på lagrene på grunn av feil eksponering for eksterne krefter.
Vibrasjonsproblemer i store vertikale motorer
Vi vil nå fokusere på vibrasjonsproblemer i store vertikale pumpemotorer. Slike motorer har vanligvis betydelige sylinderlager og totalhøyde, og opererer ved rundt 1500 rpm. Topplagre bruker vanligvis glide- eller rullelager; Vibrasjonsproblemer med glidelager er imidlertid vanligvis forbundet med justeringer av styrebøssing og ligger derfor utenfor denne diskusjonen. Vi vil fokusere på vibrasjonsproblemer i motorer med lagre i øvre posisjon, der utformingen inkluderer motor, sylinderstøtte, pumpehus og innløps-/eksosrør.
Vibrasjonsamplituden er maksimal på toppen av motoren og avtar gradvis nedover med et tydelig retningsmønster. Under tørrmotortesting, når motoren er koblet til støttehuset, men ikke til pumperotoren, er den dominerende vibrasjonsfrekvensen den samme som rotasjonshastigheten. Etter at motoren er koblet til pumperotoren, kan imidlertid den dominerende frekvensen skifte med opptil 2X.
Motorvibrasjonen avtar gradvis med høyden, og viser retningsegenskaper. Vibrasjonsfrekvensen kan endres betydelig etter at motoren er koblet til pumpen. For eksempel kan motorvibrasjonsproblemer være forårsaket av flere faktorer: overdreven vibrasjon under første gangs igangsetting, etter en motorbytte eller reparasjon, eller vedvarende vibrasjoner til tross for at pumperotoren er slått av under drift.
Motorvibrasjoner kan komme fra flere kilder, inkludert selve motoren, støttesylinderen, pumpehuset og inntaks-/eksosrørene.
Motorvibrasjoner kan være forårsaket av ulike interne faktorer. Utilstrekkelig balanseringsnøyaktighet er et kritisk problem, spesielt i støttesylindersystemer kombinert med en motor hvor den totale stivheten er lav. Selv en liten ubalanse kan forårsake betydelige motorvibrasjoner. Å redusere ubalanse er imidlertid ofte effektivt for å dempe vibrasjoner. I tillegg bidrar feilaktig lagerinstallasjon ofte til motorvibrasjoner. For eksempel, når topplageret bærer lasten og bunnlageret gir støtte og retning, forblir rotoren suspendert. Dette forklarer hvorfor topplageret ofte er det første som svikter. Kontroll av lastfordelingen til begge lagrene kan forhindre slike problemer.
Utilstrekkelig stivhet av støttekonstruksjonen kan forårsake vibrasjonsproblemer. Når en motor kobles til en støttekonstruksjon, blir dens iboende stivhetsbegrensninger gradvis tydelige. For å finne ut om problemet - er i motoren eller støttestrukturen, kan separate tester utføres på en testbenk: en med motoren alene, og en annen med motoren og støttestrukturen sammen. Samtidig kan påvirkningen reduseres ved å styrke støtten og bruke justeringsteknikker.
Strukturell resonans i noen motorer kan påvirke vibrasjonsnivåene betydelig. Feltforsøk viser at resonansfrekvenser kan påvirke driften over et område på ±160 rpm, noen ganger direkte påvirke den nominelle hastigheten. I slike tilfeller er eksperimentell verifisering og forbedring av motorens nøyaktighet nødvendig for å redusere vibrasjoner. Strukturell resonans kan ha en betydelig effekt på motorvibrasjoner; Eksperimentell bekreftelse og forbedring av motorpresisjon er nødvendig for å redusere denne effekten.
Ved løsning av vibrasjonsproblemer er det nødvendig å ta helhetlig hensyn til ulike faktorer og iverksette målrettede tiltak. Disse kan inkludere å forbedre balanseringsnøyaktigheten, sikre total vertikal justering, justere lagerklaringer, legge til midlertidige støtter og redesigne trommelstøttestrukturen. Ved implementering av midlertidige støttetiltak er det nødvendig å sikre at støttepunktene er plassert på toppen av motoren og støttekraften justeres deretter for å oppnå en betydelig reduksjon i vibrasjonen.
