摘要:本文通过对中小型电动机的轴承的振动及噪音产的原因进行分析,主要从轴承的配合不当和轴承的不正确拆装两个方面,阐述了引起 轴承噪声及振动的原因,并从选择优质轴承、使用清洁润滑油、合理的安装方式、轴向尺寸修复或添加波形弹簧垫片等方面加以控制噪声和 振动。
关键词:电机;轴承;异常振动;噪声分析;处理。
前言:电动机是炼油化工生产设备的最重要的驱动装置,对炼化装置的正常运行起着决定性的作用。轴承作为电机的一个关键部件,如果没 有轴承,电动机将不能运转,当它工作时,会有振动及噪音现象。当电动机轴承出现异常振动及噪声时,会加速轴承的失效速度。噪声是否 合格,已成为评定电动机是否符合正常工作状态的标准之一。
电机轴承噪声产生的原因
电动机轴承由故障引起的噪声与一般情况的不同,异常的噪音的产生表明此时轴承已存在缺陷。噪音的产生是由于轴承内部不规则的振动产 生。因此,要想解决噪音这一问题,就必须从根本上进行控制,控制轴承异常振动产生。在其运行中,由于存在振动现象,它会干扰设备的 特性,会使其滚动部件快速磨损,导致轴承失效。如果不及时处理,情况可能会越来越严重,最终可能导致机械设备出现严重安全事故。
1、轴承的噪音来源
通过多年的电机运行维修经验总结,对电机轴承的异常振动进行了深入的研究,总结了大量的实验结果,电机轴承的异常振动主要是由以下 原因引起的:
1.1轴承质量问题
电机轴承产生的异常振动和噪声,可能是轴承本身的质量问题。在生产工程中,电机轴承的材料两方面经常存在一些问题。电机轴承一旦投 入正常使用,将对其运行过程产生不良影响。还有一部分轴承的加工时间不够精确,轴承表面不符合平稳要求,轴承在工作中经常会出现不 必要的摩擦,产生噪音。
1.2轴承的润滑问题
轴承的润滑问题也是电机正常运行中非常重要的一个环节,可以起到不可忽视的作用。轴承要正常运转,前提是它必须具有良好的润滑性, 有效地减少轴承之间的摩擦,保持良好的轴承环境。
1.3轴承清洁度
如果轴承经常在污染环境中工作,环境恶劣的细小颗粒很容易进入轴承间隙。在今后的工作中,电机轴承会不断地在内部滚动产生细小颗粒 ,最后将它们粘在轴承工作表面上,从而导致电机轴承的异常振动并伴随异常的噪音。
1.4其他由于机械方便的原因造成的轴承噪音:
1)轴承的工作游隙与载荷,轴承与轴、轴承与孔以及轴承间距的配合尺寸导致轴承的游隙过小不能形成有效的油膜。
2)轴承的工作载荷,轴承的载荷过小导致轴承滚子与滚道存在相对运动(打滑);载荷过大,导致游隙过小以及油膜形成有效油膜。
3)电机转速及支撑件的固有频率,机械本身的振动频率。
4)轴承支撑件的结构型式,支撑架能否起到有效的支撑减振作用。
5)负载和运行温度,负载和运行温度影响到润滑脂在润滑效果,导致轴承润滑不量产生异常噪音。
6)电机的轴电流,电机生产工艺导致轴产生轴电压,形成回路对轴承形成的电蚀导致轴承的异常噪音。
2、电机轴承异常振动和噪音的解决方法
针对上述引起电机轴承异常振动和噪音的问题,对实际检维修工作进行了详细的总结,并将解决电机轴承异常振动的方案如下:
2.1严格控制轴承本身的质量。
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轴承径向或轴向游隙过小将增加滚动摩擦力,运动时会产生一种金属挤压力。若游隙过大,不但使轴承受力不均,而且使电机定转子间气隙 发生变化,均使噪声增大,温升提高,振动加剧;若游隙过小,滚子摩擦力过大轴承运行温度升高,轴承滚道内不能形成有效的润滑油膜, 产生异常的润滑不良的噪音。因此在电机日常检修维护中,必须严格控制轴承的质量,防止轴承生锈。在使用轴承之前,我们必须对轴承进 行检验,确保轴承各项指标在合格范围内,且完好无损。在电动机轴承的使用过程中,必须及时保持轴承的润滑,避免使用过程中损坏轴承 。同时,我们需要定期补充油脂,以确保电机轴承可以正常使用。
2.2严格控制电机轴承的清洁度。
待更换的轴承必须进行清洗,若不清洗轴承直接使用,电机噪声会比经过清洗的轴承大,并且影响轴承的使用寿命。轴承在装配前必须彻底 地清洗并干燥,这对于降低轴承运行噪声是至关重要的(注:密封轴承不用清洗)。清洗可洗去轴承上的防锈剂,并可以洗去轴承中的脏物 。
另外电机装配时和运行中补充油脂,应仔细清理电机油路,防止异物进入油道,带入到轴承滚子滚道,造成轴承的失效。
2.3改进电机轴承装配工艺
轴承额定寿命约为60000h,因轴承使用维修不当,实际有效使用寿命仅为额定值的20-40%。目前电动机轴承内圈与轴是紧配合,外圈与轴承 座孔是较松配合,因此电机轴承常见装配方法有下列两种:
2.3.1、冷套压入配合
可用冷砸器将轴承先安装在轴上,然后将轴连同轴承一起装入轴承座孔内。冷砸装配套管的内径应比轴颈直径略大,外径直径应比轴承内圈 挡边略小,防止砸伤保持架。
2.3.2、加热配合
通过加热轴承,利用热膨胀将紧配合转变为松配合的安装方法。是一种常用和省力的安装方法。此法适合于过盈量较大的轴承的安装。热装 前把轴承或可分离型轴承的套圈放入油箱中或使用轴承加热器将轴承均匀加热到80~100℃,然后将轴承中取出尽快装到轴上,为防止冷却后 内圈端面和轴肩贴合不紧,轴承冷却后可以再进行轴向紧固。
用油浴法加热轴承时,在距箱底一定距离处应用一网栅或者用钩子吊着轴承,轴承不能放到箱底上,以防沉淀杂质进入轴承内或不均匀的加 热,油箱中必须有温度计,严格控制油温不得超过100℃,以防止发生回火效应,使轴承的硬度降低。
本质上,振动和噪声是物质的两个方面,是高度相关的,但从表现形式上看,这两种物理现象是有明显的区别。轴承的振动和噪声也不例外 ,但它们都有其特殊性。轴承振动控制的目的主要是控制噪声。
2.3.3其他由于机械方便的原因造成的轴承噪音
由于机械尺寸导致的电机异常噪音,主要原因是轴向的尺寸,中大型电机可以修复电机轴向的相对尺寸进行修复,小型电机可以通过在轴向 安装波纹垫片,电机自行调整磁对中,减少电磁噪音的产生。
支撑结构和固有频率造成的噪音需改变设备的机构来实现,检修中很难予以处理。
负载的只能通过调节工艺生产负荷,达到设备最佳运行工况,避免小马拉大车或大马拉小车的现象产生。
总之,电动机是化工装置生产中的一个重要部件,在生产系统的正常运行中起着非常重要的作用。据不完全数据统计,我国工业生产中至少 有90%的设备是机械电动机的重要组成部分。因此,电动机的正常运行具有相当重要的意义,值得我们继续研究。
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[3]梁吉波,吴银龙.电机轴承异常振动噪声的分析及处理.电工文摘. 2008(4)
论文作者:戚明亮,王彦之,冯富成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第10期
论文发表时间:2018/7/30
标签:轴承论文; 电机论文; 噪声论文; 噪音论文; 电动机论文; 异常论文; 游隙论文; 《电力设备》2018年第10期论文;