Sammenlignet med vandrette motorer har vertikale motorer, især store, et specielt lejesystem, der bruger vinkelkontaktkuglelejer i den ene ende. På grund af-det unikke design af vinkelkontaktkuglelejer, er det bydende nødvendigt, at lejerne aldrig installeres i den modsatte retning, da dette vil forårsage øjeblikkelig fejl. Hvis lejerne ikke er installeret korrekt, eller hvis de bliver aksialt skævt, mens motoren kører, kan det forårsage unormale vibrationer og usædvanlige lyde.
Støjproblemer i vertikale motorer
Lodrette motorer, især store, har et specielt lejedesign, der ofte er udstyret med vinkelkontaktkuglelejer i den ene ende. Dette præcisionslejedesign kan blive beskadiget, hvis det orienteres forkert under monteringen. Derudover kan forkert lejeinstallation eller aksial forskydning under motordrift forårsage unormale vibrationer og støj.
Enkeltrækkede vinkelkontaktkuglelejer er specielt designet til at modstå kombinerede belastninger, hvilket gør det muligt for dem at modstå betydelige aksiale kræfter i én retning. I lodrette motorer bruges disse lejer typisk ved den ikke-akselforlængende ende til at håndtere aksiale kræfter, der overstiger belastningskapaciteten af dybe sporkuglelejer. Deres dimensioner er kompatible med de tilsvarende enkeltrækkede radiale lejer, der bruges i motoren, hvilket undgår potentielle problemer, der opstår ved omdesign af designet.
Brugen af vinkelkontaktkuglelejer i vertikale motorer giver dem mulighed for at modstå betydelige aksiale kræfter og opretholde en afbalanceret position mellem rotoren og statoren. I sådanne applikationer installeres disse lejer normalt i par for at opfylde forskellige driftskrav. Ved strategisk positionering af lejerne kan der påføres en aksial kraft for at udligne vægten af motorrotoren, hvilket resulterer i en stabil aksial relativ position mellem rotoren og statoren.
Både støttende og ophængte konfigurationer af vinkelkontaktkuglelejer giver deres egne udfordringer under motordrift. Især kan enhver aksial bevægelse eller vibration forårsage ustabil drift og støj. Ud over aksial dimensionstilpasning justeres de magnetiske centre af statoren og rotoren spontant under påvirkning af elektromagnetisk kraft efter strømtilførsel.
Når det kommer til at vælge en motorlejekonfiguration, kan der tages flere forholdsregler. Disse omfatter brugen af parrede vinkelkontaktkuglelejer til effektivt at kontrollere aksial forskydning, brugen af et tre-lejet design for at forbedre stabiliteten og implementeringen af passende forforskydning mellem statoren og rotoren. Det er dog vigtigt at bemærke, at mængden af præ-fortrængning skal kontrolleres inden for acceptable grænser for at undgå negative virkninger. Derudover skal enheden under opbevaring, transport og afprøvning af vertikale motorer holdes i den korrekte lodrette position for at forhindre beskadigelse af lejerne på grund af forkert udsættelse for eksterne kræfter.
Vibrationsproblemer i store vertikale motorer
Vi vil nu fokusere på vibrationsproblemer i store vertikale pumpemotorer. Sådanne motorer har typisk betydelige cylinderlejer og totalhøjde, der kører ved omkring 1500 o/min. Toplejer bruger typisk glidelejer eller rullelejer; dog er glidelejevibrationsproblemer typisk forbundet med styrebøsningjusteringer og ligger derfor uden for denne diskussions rammer. Vi vil fokusere på vibrationsproblemer i motorer med lejer i øverste position, hvis design omfatter motor, cylinderstøtte, pumpehus og indsugnings-/udstødningsrør.
Vibrationsamplituden er maksimal i toppen af motoren og falder gradvist nedad med et tydeligt retningsmønster. Under tørmotortestning, når motoren er forbundet til støttehuset, men ikke til pumperotoren, er den dominerende vibrationsfrekvens den samme som rotationshastigheden. Efter tilslutning af motoren til pumperotoren kan den dominerende frekvens dog skifte med op til 2X.
Motorens vibrationer aftager gradvist med højden, hvilket udviser retningskarakteristika. Vibrationsfrekvensen kan ændre sig betydeligt efter tilslutning af motoren til pumpen. For eksempel kan motorvibrationsproblemer være forårsaget af flere faktorer: overdreven vibration under den første idriftsættelse, efter en motorudskiftning eller reparation, eller vedvarende vibrationer på trods af, at pumperotoren er slukket under drift.
Motorvibrationer kan komme fra flere kilder, herunder selve motoren, støttecylinderen, pumpehuset og indsugnings-/udstødningsrørene.
Motorvibrationer kan være forårsaget af forskellige interne faktorer. Utilstrækkelig balanceringsnøjagtighed er et kritisk problem, især i støttecylindersystemer kombineret med en motor, hvor den samlede stivhed er lav. Selv en lille ubalance kan forårsage betydelige motorvibrationer. Reduktion af ubalance er dog ofte effektiv til at afbøde vibrationer. Derudover bidrager forkert lejeinstallation ofte til motorvibrationer. For eksempel, når det øverste leje bærer belastningen, og det nederste leje giver støtte og retning, forbliver rotoren suspenderet. Dette forklarer, hvorfor toplejet ofte er det første, der fejler. Kontrol af belastningsfordelingen af begge lejer kan forhindre sådanne problemer.
Utilstrækkelig stivhed af støttestrukturen kan forårsage vibrationsproblemer. Når en motor er forbundet med en støttestruktur, bliver dens iboende stivhedsbegrænsninger gradvist tydelige. For at afgøre, om problemet - er i motoren eller støttestrukturen, kan der udføres separate tests på en testbænk: en med motoren alene og en anden med motoren og støttestrukturen sammen. Samtidig kan påvirkningen reduceres ved at styrke støtten og anvende justeringsteknikker.
Strukturel resonans i nogle motorer kan påvirke vibrationsniveauet betydeligt. Feltforsøg viser, at resonansfrekvenser kan påvirke driften over et område på ±160 rpm, nogle gange direkte på den nominelle hastighed. I sådanne tilfælde er eksperimentel verifikation og forbedring af motorens nøjagtighed nødvendig for at reducere vibrationer. Strukturel resonans kan have en betydelig effekt på motorens vibrationer; Eksperimentel bekræftelse og forbedring af motorpræcision er nødvendig for at reducere denne effekt.
Ved løsning af vibrationsproblemer er det nødvendigt omfattende at tage højde for forskellige faktorer og træffe målrettede foranstaltninger. Disse kan omfatte forbedring af balanceringsnøjagtigheden, sikring af overordnet lodret justering, justering af lejefrigange, tilføjelse af midlertidige understøtninger og redesign af tromlestøttestrukturen. Ved implementering af midlertidige støtteforanstaltninger er det nødvendigt at sikre, at støttepunkterne er placeret i toppen af motoren, og støttekraften justeres i overensstemmelse hermed for at opnå en væsentlig reduktion af vibrationer.
