電動機(jī)振動的原因及處理措施

電動機(jī)振動的原因及處理措施摘要：對生產(chǎn)裝置現(xiàn)場電動機(jī)設(shè)備運行情況進(jìn)行調(diào)查分析，分析電動機(jī)振動產(chǎn)生原因、處理方法和預(yù)防控制措施，通過剖析振動原因，使生產(chǎn)工作崗位人員和維保人員全面了解電動機(jī)產(chǎn)生振動的原因，特點和處理解決的方法，從而保證電動機(jī)正常運行。關(guān)鍵詞：電動機(jī)振動問題原因處理方法預(yù)防1刖言電動機(jī)對煉化企業(yè)生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運行至關(guān)重要，電動機(jī)運轉(zhuǎn)中振動值超標(biāo)，對電機(jī)及泵設(shè)備都會造成影響，并損壞設(shè)備，關(guān)鍵電動機(jī)的停機(jī)還會造成裝置停工。通過對電動機(jī)引起振動原因的查找，防范處理，保證電動機(jī)安全和穩(wěn)定的運行，同時也保證了裝置生產(chǎn)的平穩(wěn)，荊門分公司各生產(chǎn)裝置的高、低壓電動機(jī)有4600臺左右，讓他們“安靜”的運行，是裝置穩(wěn)定運行的前提。2電動機(jī)振動的危害振動對電動機(jī)產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：電機(jī)在電氣方面的振動會加速電機(jī)前后兩側(cè)軸承的磨損，大大縮短了電機(jī)的正常運行壽命。超標(biāo)的電機(jī)振動值會使繞組線圈絕緣下降。由于振動，電機(jī)端部繞組會相互磨損，端部絕緣會破損。同時超標(biāo)的振動值會使繞組絕緣縫隙不斷擴(kuò)大，使外界環(huán)境粉塵和水分侵入繞組，造成定子絕緣電阻降低和泄漏電流激增，形成一個絕緣擊穿事故。當(dāng)振動嚴(yán)重超標(biāo)時，定轉(zhuǎn)子相互碰撞，損壞電機(jī)鐵芯繞組。在大型機(jī)組中電動機(jī)振動又容易使冷卻器水管，潤滑油站的油管振裂，焊接點振開，與電動機(jī)進(jìn)行連接的機(jī)械轉(zhuǎn)動部分功能損傷，降低產(chǎn)品精度，造成設(shè)備受到振動影響的機(jī)械組成部分工作疲勞，造成地腳螺絲松動或斷裂，發(fā)生安全事故。電機(jī)的振動降低了電機(jī)的使用效率，增加了電能的消耗。電動機(jī)的振動引起從動設(shè)備的機(jī)械損壞，影響外部設(shè)備的正常工作，并產(chǎn)生巨大的噪音。電動機(jī)振動規(guī)定值如表1。表1電動機(jī)空載運行時的振動評價等級標(biāo)準(zhǔn)(GB10068-2008規(guī)定)方式裝振中心高/mm速度速度速度/mm//mm/s/p/mm//mm/s/p/mm//mm/s

方式裝振中心高/mm速度速度速度/mm//mm/s/p/mm//mm/s/p/mm//mm/s性安裝剛21.3292 1.82.873 2.33.6懸置自1 0.181 1.792 1.8.2性安裝剛- --41 0.91.442 1.52.4注1：等級A適用于對振動無特殊要求的電機(jī)。注2：等級B適用于對振動有特殊要求的電機(jī)。軸中心高小于132mm的電機(jī)，不考慮剛性安裝。注3：位移與速度，速度與加速度的接口頻率分別為10Hz和250Hz。3電動機(jī)振動的原因電動機(jī)結(jié)構(gòu)由電氣和機(jī)械設(shè)計兩部分內(nèi)容組成，所以，分析查找電動機(jī)振動的故障原因時，從機(jī)械設(shè)備故障和電磁系統(tǒng)故障問題兩方面入手。3.1機(jī)械故障引起振動轉(zhuǎn)子不平衡、軸彎曲，定子和轉(zhuǎn)子氣隙不勻、定子和轉(zhuǎn)子磁力中心不一致、軸承故障、基礎(chǔ)安裝差、機(jī)械機(jī)構(gòu)強(qiáng)度不夠、共振、螺桿松動、電機(jī)風(fēng)機(jī)損壞、聯(lián)軸器不適度都會引起電機(jī)振動3.1.1轉(zhuǎn)子不平衡原始不平衡:轉(zhuǎn)子制造誤差、裝配誤差、材料不均勻引起的振動。如電機(jī)出廠時動平衡沒有能夠達(dá)到一個平衡精度設(shè)計要求，在投運初期便會發(fā)展，產(chǎn)生影響較大的振動。漸進(jìn)不平衡：轉(zhuǎn)子結(jié)垢不均勻，介質(zhì)中灰塵沉積不均勻，介質(zhì)中顆粒對葉片和葉輪的磨損不均勻，以及工作介質(zhì)對轉(zhuǎn)子的腐蝕。結(jié)果表明，振動值隨運行時間的增加而增大。突發(fā)性不平衡：是由于轉(zhuǎn)子上零部件脫落或葉輪流道有異物附著、卡塞，造成機(jī)組振動值突然增大后，穩(wěn)定在一定水平上。案例1：原油成品四號高壓電動機(jī)振動超標(biāo)。4#機(jī)YB-450S2-2功率350kW，轉(zhuǎn)速2980r/min，因帶載運行水平、垂直都超標(biāo)，將聯(lián)軸器脫開空載試運，數(shù)值如表2：表2脫開聯(lián)軸器單試電機(jī)(mm/s)水垂軸非4 7軸端.1 .6電機(jī)地腳分布如圖1。1.圖1電機(jī)地腳分布表3電機(jī)地腳垂直振動值(mm/s)12 3 4根據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷為轉(zhuǎn)子有不平衡，做轉(zhuǎn)子動平衡檢測，在軸伸端加275g，非伸端53g，達(dá)到動平衡合格。再空試，振動合格，如表4。轉(zhuǎn)子動平衡超標(biāo)后增加配重情況如圖2。表4配載后空載試驗振動情況(mm/s)水平

軸伸端0.61.10.4非軸端0.81.3圖2轉(zhuǎn)子動平衡超標(biāo)后增加配重3.1.2聯(lián)軸器不對中聯(lián)軸器不對中的分類如圖3。圖3聯(lián)軸器不對中分類案例1：焦化P-25/1，帶載運行振動超標(biāo)（軸伸端V:3.2mm/s,H：4.1mm/s,非軸端V：4.8mm/s,H:4.2mm/s），空試正常。拆裝對輪時發(fā)現(xiàn)，對輪內(nèi)的膠墊嚴(yán)重破碎，引起不對中，更換膠墊后振動正常（軸伸端V:0.5mm/s,H：1.5mm/s,非軸端V：0.4mm/s,H:1.3mm/s）。案例2：異構(gòu)P-11/2帶載運行振動超標(biāo)（軸伸端V:2.8mm/s,H：3.8mm/s,非軸端V：2.3mm/s,H:4.4mm/s），空試正常。拆裝對輪時發(fā)現(xiàn)，聯(lián)軸片斷裂，如圖4，引起不對中，更換聯(lián)軸片后振動正常（軸伸端V:0.5mm/s,H：0.7mm/s,非軸端V：0.3mm/s,H:0.6mm/s）。圖4異構(gòu)P-11/2聯(lián)軸片斷裂3.1.3共振電動機(jī)運行時，當(dāng)機(jī)械設(shè)計部分的固有諧振頻率與電動機(jī)的工作進(jìn)行頻率相等時，機(jī)械組成部分和電動機(jī)的振動，噪音，振幅迅速增大，發(fā)生共振。一般來說，電機(jī)制造商在設(shè)計生產(chǎn)時考慮到避免共振點。電機(jī)軸與負(fù)載連接后，作為傳動系統(tǒng)的一部分，整個傳動鏈上的共振點不再是原電機(jī)制造商所避免的共振點，共振點會發(fā)生偏移，當(dāng)電機(jī)在共振點帶負(fù)載運行時，電機(jī)聲音異常，徑向振動值超過標(biāo)準(zhǔn)值，然后，電機(jī)的頻率達(dá)到一定的頻帶，工作頻率超過該頻帶，振動值恢復(fù)正常。電動機(jī)進(jìn)行長期反復(fù)運行在共振點，將影響電動機(jī)的安全工作穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運行。消除共振的措施：（1） 改變電機(jī)機(jī)械部分的剛度。采用夾緊腳消除墊料造成的變形，提高軸承座或機(jī)架的剛度，影響電機(jī)機(jī)械部分固有的諧振頻率。（2） 精確的動平衡，即通過減小受迫振源（不平衡）和減小共振幅度，即使在共振情況下，精確的動平衡處理也能明顯降低動平衡受迫振動的幅度，將共振幅度降低到合理的范圍。（3）增減自身和附件重量，增減冷卻電動機(jī)風(fēng)葉的重量，將金屬風(fēng)葉和塑料風(fēng)葉進(jìn)行工作調(diào)換，調(diào)整潤滑脂的用量，在電動機(jī)端蓋軸承座鍍套或在轉(zhuǎn)子前后軸承處鍍套。（4）跳頻，在設(shè)定功能時，在變頻器上將此頻帶跳躍，避免電機(jī)發(fā)生共振。案例：糠醛6/3Q132lkW兩級電機(jī)由變頻器控制運行，帶載運行33Hz---36Hz振動超標(biāo)（振動值如圖）。首先，做變頻器跳頻處理，但不滿足生產(chǎn)工藝要求，不能避開共振點。再從電機(jī)，機(jī)械方面改變固有頻率。對現(xiàn)場電動機(jī)臺板檢查發(fā)現(xiàn)，電動機(jī)臺板并不是原配，為配合泵的高度，電動機(jī)臺板是改造過的，可能造成剛度不夠。針對此情況做如下處理。（1） 將泵與電動機(jī)連接片調(diào)整180度安裝；（2） 將電動機(jī)四個底腳螺栓墊片直徑擴(kuò)大一倍，厚度增加四倍，并增加備帽；（3） 電動機(jī)四個底腳螺栓由扭矩扳手按標(biāo)準(zhǔn)加力。處理后，電動機(jī)在帶負(fù)荷并且負(fù)荷量在33—36Hz之間時震動H值為1.5—1.8mm/s符合振動值標(biāo)準(zhǔn)?？啡?/3Q頻率振動實測值糠醛6/3Q增重解決共振3.1.4電機(jī)本身結(jié)構(gòu)方面的原因定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙不均勻，定子與轉(zhuǎn)子的磁力中心不一致，軸承座、基礎(chǔ)板、部分基礎(chǔ)甚至整個電機(jī)的安裝基礎(chǔ)剛度不夠，電機(jī)與基礎(chǔ)板之間的固定不牢固，地角螺栓松動，軸承座與固定端蓋之間的螺栓松動等。從軸承結(jié)構(gòu)看發(fā)生故障部位主要包括，內(nèi)圈，外圈，保持架，滾動體故障，表現(xiàn)為：疲勞剝落、壓痕、磨損裂紋和斷裂（材料質(zhì)量缺陷、熱處理方法不當(dāng)、配合過盈量過大、選配不當(dāng)、銹蝕），電流腐蝕，潤滑系統(tǒng)失效，這些影響軸承故障問題都會直接影響到振動。案例：二循2#高壓變頻電機(jī)355kW4極電機(jī)大修后兩個月帶載運行振動超標(biāo)（軸伸端V:3.1mm/s,H：5.6mm/s,非軸端V：2.7mm/s,H:3.8mm/s），同時LQ值報警。加注潤滑脂沒有效果。因為電動機(jī)為高壓變頻電機(jī)，對其載波頻率由2.5k到4.9k進(jìn)行調(diào)整，也并無改觀。同時對其進(jìn)行軸電流測試，軸伸端共測試6次，測得電流為Imin0.2A，lmax1.1A之間。判斷為軸電流損傷軸伸端6224軸承軌道。再次大修，發(fā)現(xiàn)6224軸承潤滑脂變色，軸承軌道損壞。將軸承更換為絕緣軸承，其外圈有一層絕緣層，可以阻斷軸電流通路，達(dá)到軸承不會受到軸電流的侵蝕。檢修后試運軸伸端V:0.3mm/s，H:0.4mm/s,非軸端V：0.2mm/s,H:0.4mm/s，LQ值0.22達(dá)到優(yōu)良級別。

軸伸端軸承潤滑脂變色二循2#機(jī)軸電流腐蝕軸承內(nèi)圈3.2電磁故障引起的振動電源:三相電壓不平衡，或跑單相。定子：定子鐵心橢圓、偏心、松動、繞組斷線、接地?fù)舸?、匝間短路、接線錯誤、定子三相電流不平衡。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子部分鐵心變橢圓，偏心、松動，轉(zhuǎn)子籠條與端環(huán)開焊，轉(zhuǎn)子斷條，繞線方式錯誤等。定子電磁振動異常的原因（1）定子三相磁場的不對稱，電壓不平衡、接觸不良和斷線導(dǎo)致無法運行、定子繞組不對稱等，會引起磁場的不對稱和異常振動。（2）鐵芯和線圈松動，將使電磁振動加大。轉(zhuǎn)子繞組故障引起的電磁振動?；\型電動機(jī)保持架斷條，轉(zhuǎn)子回路不平衡導(dǎo)致繞組異步電機(jī)產(chǎn)生不平衡電磁力。轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)故障問題產(chǎn)生的原因主要包括：籠條鑄造產(chǎn)品質(zhì)量控制不良，產(chǎn)生斷條和高阻；大負(fù)載頻繁啟動，產(chǎn)生斷條或高阻；繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組回路不平衡產(chǎn)生的不平衡電磁力。4電動機(jī)振動處理方法一般情況下，可以簡單地從三個方向的振動值判斷電機(jī)振動的原因。水平振動大，轉(zhuǎn)子不平衡；垂直振動大，安裝基礎(chǔ)不平衡；軸向振動大，軸承裝配問題。要根據(jù)現(xiàn)場實際發(fā)展情況，綜合各種影響因素查找振動原因進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（1） 斷電法區(qū)分電氣，機(jī)械原因。當(dāng)電源切斷瞬間，電機(jī)振動值迅速下降，則是電氣原因，振動值沒有明顯變動則是機(jī)械原因。（2） 把電動機(jī)與負(fù)載脫開，空試電動機(jī)，檢測振動值（電動機(jī)前端后端，水平H，垂直V，軸向振動值）（3）檢查電機(jī)腳的振動值，根據(jù)振動值的比較，電機(jī)腳板處的振動值不應(yīng)大于軸承對應(yīng)位置處振動值的1/4,如大于此值，則電機(jī)基礎(chǔ)不是剛性基礎(chǔ)。（4）如果我們四個底腳只有其中一個或?qū)浅瑯?biāo)，松開螺栓合格，說明對于該地腳下墊的不實，地腳螺栓緊固后引起基座變形，把地腳墊實重新找正對中，擰緊地腳螺栓。電機(jī)上四個地腳螺栓全部緊固，仍超過電機(jī)振動值。這時，用軸鍵檢查軸伸上的聯(lián)軸器是否平。如果軸伸上的冗余鍵產(chǎn)生的激振力不均勻，就會超過電機(jī)的水平振動，冗余鍵應(yīng)被切斷。如果電機(jī)的空試振動沒有超過標(biāo)準(zhǔn)，則電機(jī)負(fù)載的振動超過標(biāo)準(zhǔn)有兩個原因。第一，找正偏差影響較大。需重新進(jìn)行找正。第二，主機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動部件和電動機(jī)轉(zhuǎn)子的殘余不平衡量，所處的相位信息重疊，對接后，整個系統(tǒng)軸系在同一水平位置的殘余結(jié)構(gòu)不平衡數(shù)據(jù)量大，所產(chǎn)生的激振力大引起振動。檢查電源三相電壓是否平衡，三相熔斷器是否燒斷，電動機(jī)三相電流是否平衡。大功率兩級電動機(jī)轉(zhuǎn)子由于剛性差，長時間不使用會發(fā)生變形。軸瓦電動機(jī)，要檢查軸瓦是否有高點，軸瓦的進(jìn)油量，軸瓦的緊力和間隙，與磁力中心線是否合適5結(jié)束語根據(jù)數(shù)據(jù)分析，在維護(hù)電動機(jī)時，要注意以下幾點：大功率兩級電機(jī)由于轉(zhuǎn)子剛性差，長時間停機(jī)待機(jī)，會造成轉(zhuǎn)子變形，造成轉(zhuǎn)子動平衡問題，