電機(jī)振動(dòng)故障及處理方法研究

黃振喜

【摘 要】電機(jī)因長(zhǎng)期連續(xù)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，加上操作者操作不當(dāng)就會(huì)經(jīng)常發(fā)生故障，如何減少電機(jī)的故障出現(xiàn)是擺在諸多企業(yè)及工作人員面前的一個(gè)問(wèn)題。文章結(jié)合筆者工作，分析了電機(jī)出現(xiàn)故障的原因，論述了電機(jī)故障的解決措施，得出電機(jī)維修與保養(yǎng)是保障電機(jī)運(yùn)行良好的必要手段。

【關(guān)鍵詞】電機(jī)振動(dòng)；故障；處理方法

隨著科技的不斷發(fā)展，電機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，主要原因在于其可以作為原動(dòng)機(jī)去拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械。然而在實(shí)際的工作中，電機(jī)常常會(huì)發(fā)生振動(dòng)現(xiàn)象，而導(dǎo)致電機(jī)本身及其附屬機(jī)械的破壞。在實(shí)際中，由電機(jī)振動(dòng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失是比較嚴(yán)重的。所以有必要分析電機(jī)振動(dòng)的原因，并加以控制，以便事先發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)處理。

在對(duì)電機(jī)的振動(dòng)進(jìn)行處理時(shí)，遵循科學(xué)的診斷方法和診斷技術(shù)是十分有必要的。由于實(shí)際中的振動(dòng)故障一般具有綜合性和復(fù)雜性，對(duì)其進(jìn)行分析和處理是比較有難度的，所以，在處理振動(dòng)故障時(shí)，必須思路清晰、找出振動(dòng)的具體原因以便可以有針對(duì)性地處理，盡量減少由振動(dòng)而造成的設(shè)備停運(yùn)或損壞。

1 電機(jī)振動(dòng)帶來(lái)的危害

對(duì)于大部分的機(jī)械設(shè)備而言，振動(dòng)是設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中普遍存在的一種現(xiàn)象。電機(jī)和其他一些設(shè)備基本上一樣，在工作時(shí)也會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)。經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)人員長(zhǎng)期的觀察，得出了電機(jī)振動(dòng)的危害，其危害可以歸結(jié)為如下幾個(gè)部分：（1）電機(jī)的振動(dòng)在一定程度上會(huì)消耗能量，進(jìn)而降低電機(jī)的效率；（2）振動(dòng)會(huì)直接地傷害到電機(jī)的軸承，加快電機(jī)軸承的磨損程度，使得其正常壽命大大縮減；（3）電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲或者是斷裂，這主要是因?yàn)檗D(zhuǎn)子磁極的松動(dòng)造成了定子和轉(zhuǎn)子之間相互擦碰；（4）振動(dòng)會(huì)在一定程度上降低絕緣電阻，這主要是因?yàn)殡姍C(jī)的振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)端部綁線松動(dòng)，造成端部繞組相互摩擦；（5）振動(dòng)會(huì)造成一些零件松動(dòng)，使得其它的機(jī)械設(shè)備不能正常的運(yùn)行。

2 電機(jī)振動(dòng)的原因及處理方法

2.1 電機(jī)機(jī)座振動(dòng)的主要原因及處理方法

實(shí)際工作中電機(jī)機(jī)座振動(dòng)的主要原因可以歸結(jié)為如下兩點(diǎn)：（1）轉(zhuǎn)子振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的激振力；（2）定子鐵心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)引起機(jī)座的倍頻振動(dòng)，相關(guān)研究表明當(dāng)單機(jī)容量增大時(shí)，倍頻振動(dòng)也會(huì)隨之更加明顯。由相關(guān)技術(shù)人員得到的結(jié)論表明：軸承座設(shè)置在定子機(jī)座端蓋上的軸承形式對(duì)機(jī)座的影響要比落地軸承形式的轉(zhuǎn)子激振力對(duì)機(jī)座的影響要大得多。

對(duì)于電機(jī)機(jī)座振動(dòng)的具體減振措施如下：（1）設(shè)置彈性結(jié)構(gòu)，既是把鐵心與機(jī)座之間的連接結(jié)構(gòu)改為彈性結(jié)構(gòu)，以便在一定程度上減小振動(dòng)帶來(lái)的影響；（2）控制機(jī)座自身的自振頻率，使其避開(kāi)鐵心的倍頻振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)子的振動(dòng)頻率。

2.2 轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)及處理方法

電機(jī)中轉(zhuǎn)子的機(jī)械不平衡可以大體的分為三種：（1）靜不平衡，其導(dǎo)致的離心力會(huì)在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相同的振動(dòng)；（2）動(dòng)不平衡，其產(chǎn)生的離心力偶會(huì)在兩個(gè)支座上產(chǎn)生大小相等、相位相反的振動(dòng)；（3）混合不平衡， 其是電機(jī)實(shí)際工作中最常碰到的一種機(jī)械不平衡。混合不平衡是靜不平衡離心力偶和動(dòng)不平衡力偶共同作用在兩個(gè)支座上產(chǎn)生的大小不等， 相位不同的振動(dòng)。

對(duì)于轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)的處理方法有：（1）利用動(dòng)平衡校驗(yàn)的基本原理進(jìn)行處理，既是先通過(guò)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力所引起的振動(dòng)現(xiàn)象找出轉(zhuǎn)子不平衡的具體位置和大小，然后再利用加重或減重的方法加以消除；（2）對(duì)于由轉(zhuǎn)子質(zhì)量產(chǎn)生的振動(dòng)，則需要事先做好轉(zhuǎn)子靜平衡和低速動(dòng)平衡試驗(yàn)。在電機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，如果有必要的話則可以利用測(cè)振平衡議做轉(zhuǎn)子高速動(dòng)平衡試驗(yàn)，以便可以盡可能地消除轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡因素。

2.3 電機(jī)軸承引起的振動(dòng)

對(duì)于不同功率的機(jī)械，其電機(jī)軸承形式是不一樣的，一般而言，對(duì)于中小型電機(jī)而言，常采用滾動(dòng)軸承。而對(duì)于那些大型電機(jī)，則多采用滑動(dòng)軸承。電機(jī)軸承形式不同，其引起振動(dòng)的原因也就不同。電機(jī)在工作過(guò)程中，作用在軸承上的力會(huì)引起兩種不同的振動(dòng)：一種是軸承座與轉(zhuǎn)子的相對(duì)振動(dòng)，另一種是軸承座本身的絕對(duì)振動(dòng)。引起滾動(dòng)軸承振動(dòng)的主要因素有四個(gè)方面：

（1）軸承的加工精度：軸承套圈的橢圓度、架孔中存在的一些間隙以及滾道表面存在的波紋度等。經(jīng)過(guò)一系列的研究表明，軸承的重要振動(dòng)源來(lái)自架孔中的間隙，間隙過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)劇烈的振動(dòng)。

（2）安裝軸承時(shí)的配合精度，既是指軸承與端蓋以及軸承與轉(zhuǎn)軸軸承擋的配合精度，所以為了避免電機(jī)的振動(dòng)，需要對(duì)軸承的配合精度進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)于不合理的配合精度應(yīng)該及時(shí)的更改。

（3）在機(jī)械與機(jī)械之間常會(huì)利用潤(rùn)滑脂來(lái)減小彼此之間的摩擦，電機(jī)軸承上一般也會(huì)涂抹一定的潤(rùn)滑脂，涂抹地潤(rùn)滑脂一旦過(guò)稠，其對(duì)滾動(dòng)體振動(dòng)阻尼作用的效果便會(huì)變差，如果過(guò)稀的話，將會(huì)導(dǎo)致干摩擦。所以在實(shí)際中必須涂抹合理稠度的潤(rùn)滑脂。

（4）在滑動(dòng)軸承中，支撐軸的部分是由高壓油泵打進(jìn)來(lái)的潤(rùn)滑油膜，如果油膜不穩(wěn)定，則會(huì)在一定程度上導(dǎo)致潤(rùn)滑油的渦動(dòng)和起泡，進(jìn)而使得軸承產(chǎn)生一系列不正常的反應(yīng)。導(dǎo)致油膜不穩(wěn)定的因素有很多，比如說(shuō)不穩(wěn)定地負(fù)載、轉(zhuǎn)軸中心不正等。

2.4 電機(jī)定子繞組的振動(dòng)

當(dāng)電機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，定子繞組常常會(huì)受到一些力的影響，而引起繞組的系統(tǒng)頻率或者倍頻率振動(dòng)，這些力一般包括如下幾種：（1）繞組中的電流與漏磁通之間的相互作用力；（2）轉(zhuǎn)子磁拉力；（3）熱脹冷縮產(chǎn)生的力。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)電機(jī)的時(shí)候，常常需要考慮由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動(dòng)，為了避免槽部和頂部振動(dòng)，可以采取槽部線棒固緊結(jié)構(gòu)或者是端部軸向剛性支架來(lái)減少振動(dòng)。

2.5 確保電機(jī)各部分的質(zhì)量

要想從根本上解決電機(jī)的振動(dòng)，則應(yīng)該保證電機(jī)各部分的質(zhì)量：（1）如果定子鐵芯產(chǎn)生位移，則應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行焊接修理；（2）軸承和軸瓦間隙應(yīng)該被控制在合理的范圍內(nèi)，其不能太大也不能太?。唬?）一旦軸承或者軸瓦的磨損稠度比較嚴(yán)重時(shí)，則需要更換滾動(dòng)軸承，同時(shí)對(duì)于滑動(dòng)軸承，也必須進(jìn)行重新澆鑄和刮研；（4）對(duì)于電機(jī)中的軸瓦球面接觸不好的，則應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行研磨，防止出現(xiàn)線或者點(diǎn)接觸，以便保證面接觸良好。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析可知引起電機(jī)振動(dòng)的因素較多，電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題存在于電機(jī)安裝和運(yùn)行的任何時(shí)候。一旦電機(jī)發(fā)生振動(dòng)，則應(yīng)該及時(shí)作出反應(yīng)。如果對(duì)電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題視而不見(jiàn)，則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的長(zhǎng)期損壞或立即損壞，更會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)損失。對(duì)于如何更好地處理電機(jī)的振動(dòng)問(wèn)題，我們必須把其發(fā)生的原因和結(jié)果區(qū)分開(kāi)來(lái)。電機(jī)振動(dòng)發(fā)生了，則首要任務(wù)便是確定振動(dòng)的真正原因，以便下一步的維修處理等。

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[責(zé)任編輯：丁艷]