Jämfört med horisontella motorer har vertikala motorer, särskilt stora, ett speciellt lagersystem som använder vinkelkontaktkullager i ena änden. På grund av-den unika designen av vinkelkontaktkullager är det absolut nödvändigt att lagren aldrig installeras i motsatt riktning, eftersom detta kommer att orsaka omedelbart fel. Om lagren inte är korrekt installerade eller om de blir axiellt felaktiga när motorn är igång, kan det orsaka onormala vibrationer och ovanliga ljud.
Bullerproblem i vertikala motorer
Vertikala motorer, särskilt stora, har en speciell lagerkonstruktion som ofta är utrustad med vinkelkontaktkullager i ena änden. Denna precisionslagerkonstruktion kan skadas om den orienteras felaktigt under monteringen. Dessutom kan felaktig lagerinstallation eller axiell förskjutning under motordrift orsaka onormala vibrationer och ljud.
Enradiga vinkelkontaktkullager är speciellt utformade för att motstå kombinerade belastningar, vilket gör att de kan motstå betydande axiella krafter i en riktning. I vertikala motorer används dessa lager vanligtvis vid den icke-axelförlängande änden för att hantera axiella krafter som överstiger belastningskapaciteten för spårkullager. Deras dimensioner är kompatibla med motsvarande enradiga radiallager som används i motorn, vilket undviker potentiella problem som uppstår vid omdesign av designen.
Användningen av vinkelkontaktkullager i vertikala motorer tillåter dem att motstå betydande axiella krafter och upprätthålla en balanserad position mellan rotorn och statorn. I sådana applikationer installeras dessa lager vanligtvis i par för att möta olika driftskrav. Genom att strategiskt placera lagren kan en axiell kraft appliceras för att motverka vikten av motorrotorn, vilket resulterar i en stabil axiell relativ position mellan rotorn och statorn.
Både stöd och upphängda konfigurationer av vinkelkontaktkullager ger sina egna utmaningar under motordrift. I synnerhet kan alla axiella rörelser eller vibrationer orsaka instabil drift och oljud. Förutom axiell dimensionsanpassning, efter att ström har applicerats, justeras de magnetiska centran av statorn och rotorn spontant under inverkan av elektromagnetisk kraft.
När det gäller att välja en motorlagerkonfiguration kan flera åtgärder vidtas. Dessa inkluderar användningen av parade vinkelkontaktkullager för att effektivt kontrollera axiell förskjutning, användningen av en trelagerskonstruktion för att förbättra stabiliteten och implementeringen av adekvat förförskjutning mellan statorn och rotorn. Det är dock viktigt att notera att mängden förförskjutning måste kontrolleras inom acceptabla gränser för att undvika negativa effekter. Dessutom, under lagring, transport och testning av vertikala motorer, måste enheten hållas i korrekt vertikal position för att förhindra skador på lagren på grund av felaktig exponering för yttre krafter.
Vibrationsproblem i stora vertikala motorer
Vi kommer nu att fokusera på vibrationsproblem i stora vertikala pumpmotorer. Sådana motorer har typiskt betydande cylinderlager och total höjd, som arbetar vid cirka 1500 rpm. Topplager använder vanligtvis glid- eller antifriktionslager; glidlagers vibrationsproblem är emellertid typiskt förknippade med justeringar av styrbussningen och ligger därför utanför ramen för denna diskussion. Vi kommer att fokusera på vibrationsproblem i motorer med lager i övre läge, vars design inkluderar motor, cylinderstöd, pumphus och insugs/avgasrör.
Vibrationsamplituden är maximal i toppen av motorn och minskar gradvis nedåt med ett tydligt riktningsmönster. Vid torrmotortestning, när motorn är ansluten till stödhuset men inte till pumprotorn, är den dominerande vibrationsfrekvensen densamma som rotationshastigheten. Efter anslutning av motorn till pumprotorn kan dock den dominerande frekvensen förskjutas med upp till 2X.
Motorvibrationerna minskar gradvis med höjden, vilket uppvisar riktningsegenskaper. Vibrationsfrekvensen kan ändras avsevärt efter att motorn anslutits till pumpen. Till exempel kan motorvibrationsproblem orsakas av flera faktorer: överdriven vibration under första idrifttagning, efter ett motorbyte eller reparation, eller ihållande vibrationer trots att pumprotorn stängts av under drift.
Motorvibrationer kan komma från flera källor, inklusive själva motorn, stödcylindern, pumphuset och insugnings-/avgasledningarna.
Motorvibrationer kan orsakas av olika interna faktorer. Otillräcklig balanseringsnoggrannhet är ett kritiskt problem, särskilt i stödcylindersystem kopplade till en motor där den totala styvheten är låg. Även en liten obalans kan orsaka betydande motorvibrationer. Att minska obalans är dock ofta effektivt för att dämpa vibrationer. Dessutom bidrar felaktig lagerinstallation ofta till motorvibrationer. Till exempel, när det övre lagret bär lasten och det nedre lagret ger stöd och riktning, förblir rotorn upphängd. Detta förklarar varför topplagret ofta är det första som misslyckas. Att kontrollera lastfördelningen på båda lagren kan förhindra sådana problem.
Otillräcklig styvhet hos stödstrukturen kan orsaka vibrationsproblem. När en motor är ansluten till en stödkonstruktion blir dess inneboende styvhetsbegränsningar gradvis uppenbara. För att avgöra om problemet - ligger i motorn eller stödstrukturen kan separata tester utföras på en testbänk: ett med enbart motorn och ett annat med motorn och stödstrukturen tillsammans. Samtidigt kan påverkan minskas genom att stärka stödet och tillämpa justeringstekniker.
Strukturell resonans i vissa motorer kan avsevärt påverka vibrationsnivåerna. Fälttester visar att resonansfrekvenser kan påverka driften över ett område på ±160 rpm, ibland direkt påverka den nominella hastigheten. I sådana fall är experimentell verifiering och förbättring av motornoggrannheten nödvändig för att minska vibrationerna. Strukturell resonans kan ha en betydande effekt på motorns vibrationer; Experimentell bekräftelse och förbättring av motorprecisionen behövs för att minska denna effekt.
Vid lösning av vibrationsproblem är det nödvändigt att övergripande ta hänsyn till olika faktorer och vidta riktade åtgärder. Dessa kan inkludera att förbättra balanseringsnoggrannheten, säkerställa övergripande vertikal inriktning, justera lagerspel, lägga till tillfälliga stöd och omforma trumstödstrukturen. Vid implementering av tillfälliga stödåtgärder är det nödvändigt att se till att stödpunkterna är placerade överst på motorn och stödkraften justeras därefter för att uppnå en betydande minskning av vibrationer.
