Почему электродвигатель сильно вибрирует?
  1. // ЭЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ
  3. Вибрация двигателя

Почему электродвигатель сильно вибрирует?

Повышенная вибрация электродвигателя — это не только источник шума или дискомфорта. Она может быть признаком дисбаланса ротора, нарушения центровки, дефекта подшипников, ослабления фундамента, неравномерного воздушного зазора, повреждения обмотки или неисправности приводного механизма.

Длительная работа с повышенной вибрацией ускоряет износ подшипников, разрушает посадочные места, ослабляет крепления, повреждает муфты, изоляцию обмоток и фундамент. В тяжелых случаях вибрация может привести к задеванию ротора о статор, разрушению подшипникового узла или аварийной остановке агрегата.

Вибрация редко возникает без причины. Даже если двигатель продолжает нормально вращаться и не превышает номинальный ток, изменение характера вибрации может быть ранним признаком неисправности.

Поэтому основная задача диагностики — не просто измерить общий уровень вибрации, а определить:

  • в каком направлении она наибольшая;
  • на какой частоте возникает;
  • как изменяется со скоростью и нагрузкой;
  • где находится источник — в двигателе, муфте, фундаменте или приводном механизме.

Короткий ответ

Электродвигатель чаще всего сильно вибрирует из-за:

  • дисбаланса ротора;
  • неправильной центровки двигателя и механизма;
  • повреждения или износа подшипников;
  • ослабления креплений;
  • недостаточной жесткости фундамента;
  • механической расшатанности деталей;
  • деформации вала;
  • неправильной установки муфты;
  • чрезмерного натяжения ремней;
  • дефекта вентилятора;
  • неравномерного воздушного зазора;
  • электромагнитной несимметрии;
  • повреждения стержней ротора;
  • перекоса фаз или дефекта обмотки статора;
  • резонанса конструкции;
  • кавитации насоса;
  • пульсаций потока в вентиляторе или компрессоре;
  • неправильной сборки после ремонта.

Если двигатель вибрирует вместе с механизмом, источник неисправности может находиться не в самом электродвигателе, а в насосе, редукторе, вентиляторе, муфте, трубопроводе или фундаменте.

Что такое вибрация электродвигателя?

Вибрация — это колебательное движение корпуса, подшипниковых щитов, вала или других частей электрической машины относительно их положения равновесия.

Определенный уровень вибрации присутствует в любом вращающемся оборудовании. Полностью устранить ее невозможно, поскольку на агрегат действуют:

  • центробежные силы;
  • электромагнитные силы;
  • силы от подшипников;
  • реакции приводного механизма;
  • пульсации нагрузки;
  • колебания фундамента.

Проблемой является вибрация, которая:

  • превышает допустимый уровень;
  • растет по сравнению с предыдущими измерениями;
  • появляется внезапно;
  • меняет частотный состав;
  • сопровождается шумом, нагревом или нестабильной работой;
  • вызывает ослабление креплений;
  • ощутимо передается на фундамент, трубопроводы или соседнее оборудование.

Оценивать вибрацию желательно не по субъективному ощущению, а по результатам измерений и тенденции их изменения.

Чем измеряют вибрацию?

Для контроля могут использоваться:

  • виброметры;
  • анализаторы спектра;
  • акселерометры;
  • датчики относительного перемещения вала;
  • системы постоянного мониторинга;
  • переносные диагностические комплексы.

В зависимости от задачи оценивают:

  • виброперемещение;
  • виброскорость;
  • виброускорение;
  • фазу;
  • спектр частот;
  • огибающую высокочастотного сигнала;
  • траекторию движения вала;
  • изменение параметров во времени.

Для общей оценки состояния машины часто используют среднеквадратичное значение виброскорости. Для диагностики подшипников более информативными могут быть высокочастотное ускорение и анализ огибающей.

Где нужно измерять вибрацию?

Измерения выполняют в зонах, где колебания лучше всего передаются от вала через подшипники на корпус.

Основные точки контроля:

  • приводной подшипниковый щит;
  • неприводной подшипниковый щит;
  • корпус подшипника;
  • фундамент возле опор двигателя;
  • корпус приводного механизма;
  • редуктор;
  • насос или вентилятор;
  • другие опоры валопровода.

В каждой точке желательно контролировать три направления:

  • горизонтальное;
  • вертикальное;
  • осевое.

Преобладающее направление колебаний часто дает важную информацию о природе неисправности.

Например:

  • высокая радиальная вибрация может быть связана с дисбалансом;
  • повышенная осевая — с нарушением центровки;
  • значительная вертикальная — с недостаточной жесткостью фундамента;
  • локальная высокочастотная — с дефектом подшипника.

Основные признаки повышенной вибрации

На неисправность могут указывать:

  • двигатель заметно дрожит;
  • вибрация ощущается на фундаменте;
  • появляется гул или низкочастотный шум;
  • слышен стук, потрескивание или скрежет;
  • ослабляются болты;
  • разрушаются или смещаются регулировочные прокладки;
  • нагреваются подшипники;
  • изнашиваются муфты;
  • возникают трещины на фундаменте;
  • повреждаются трубопроводы или кабельные вводы;
  • растет ток двигателя;
  • под нагрузкой вибрация становится сильнее;
  • после прогрева уровень вибрации изменяется;
  • на определенной скорости возникает резкое усиление колебаний;
  • после ремонта вибрация стала больше;
  • показатели на приводной и неприводной стороне значительно отличаются.

Основные причины повышенной вибрации

ПричинаХарактерный признакДополнительные проявления
Дисбаланс ротораПреимущественно радиальная вибрацияРастет со скоростью
Перекос валовВысокая осевая вибрацияНагрев муфты и подшипников
Ослабление крепленийНестабильная, ударная вибрацияСтук, изменение после подтягивания
Дефект подшипникаВысокочастотная составляющаяШум, нагрев
Погнутый валВибрация на частоте вращенияБиение вала
Неравномерный воздушный зазорЭлектромагнитная вибрацияГул, нестабильность
Повреждение ротораПульсации и боковые составляющиеПотеря момента
Дефект обмотки статораЭлектромагнитный шумНесимметрия токов
РезонансРезкий рост на определенной скоростиУменьшается при изменении оборотов
Дефект муфтыОсевая и радиальная вибрацияИзнос элементов муфты
Чрезмерное натяжение ремнейВибрация приводной стороныНагрев подшипника
Кавитация насосаШирокополосный шум и вибрацияНестабильное давление
Дефект вентилятораВибрация на частоте вращенияШум воздушного потока
Неровный фундаментВертикальная вибрацияРасшатывание опор
Мягкая лапаИзменение после затягивания болтовДеформация корпуса

Детальное рассмотрение причин

01

Дисбаланс ротора

Дисбаланс возникает, когда центр массы ротора не совпадает с осью его вращения.

Во время работы возникает центробежная сила, которая нагружает подшипники и вызывает радиальную вибрацию.

Причинами дисбаланса могут быть:

  • потеря балансировочного груза;
  • загрязнение ротора;
  • налипание пыли или технологического продукта;
  • повреждение вентилятора;
  • деформация деталей;
  • неравномерная пропитка или покрытие;
  • замена элементов ротора без повторной балансировки;
  • некачественный предыдущий ремонт;
  • повреждение обмотки ротора;
  • смещение бандажей;
  • механическое разрушение отдельной детали.

Характерный признак — преобладание вибрации на частоте вращения вала. Ее уровень обычно растет со скоростью.

Важно понимать, что балансировка не устраняет:

  • перекос валов;
  • механическую расшатанность;
  • деформацию вала;
  • дефекты подшипников;
  • электромагнитную несимметрию.

Перед балансировкой необходимо проверить исправность всех основных узлов.

02

Неправильная центровка валов

Нарушение центровки означает, что оси вала двигателя и приводного механизма не совпадают.

Различают:

  • параллельное смещение;
  • угловой перекос;
  • комбинированную несоосность.

При неправильной центровке возникают дополнительные радиальные и осевые силы, которые передаются на подшипники и муфту.

Возможные последствия:

  • высокая осевая вибрация;
  • перегрев подшипников;
  • износ муфты;
  • разрушение уплотнений;
  • деформация вала;
  • ослабление креплений;
  • рост потребляемой мощности.

Причины нарушения центровки:

  • неправильная первоначальная установка;
  • просадка фундамента;
  • тепловое расширение агрегата;
  • смещение после ремонта;
  • механические напряжения от трубопроводов;
  • износ муфты;
  • неправильная толщина прокладок;
  • деформация опор.

Центровку следует выполнять с учетом теплового смещения валов в рабочем состоянии, особенно для крупных и горячих агрегатов.

03

«Мягкая лапа» электродвигателя

«Мягкой лапой» называют ситуацию, когда одна или несколько опор двигателя не прилегают к фундаментной плите всей поверхностью.

После затягивания болтов корпус деформируется, что может вызвать:

  • перекос подшипниковых щитов;
  • нарушение центровки;
  • изменение воздушного зазора;
  • дополнительную вибрацию;
  • рост нагрузки на подшипники.

Причинами могут быть:

  • неровная фундаментная плита;
  • неправильные или загрязненные прокладки;
  • задиры;
  • коррозия;
  • деформация лапы;
  • разная высота опор;
  • механические напряжения от присоединенного оборудования.

Признак неисправности — существенное изменение вибрации или положения двигателя во время последовательного ослабления и затягивания крепежных болтов.

04

Ослабление креплений

Ослабленные болты двигателя, подшипниковых щитов, фундамента или муфты создают механическую расшатанность.

Вибрация может быть:

  • нестабильной;
  • ударной;
  • многочастотной;
  • зависящей от нагрузки;
  • разной при повторных пусках.

Причины:

  • недостаточный момент затяжки;
  • отсутствие стопорения;
  • усталость крепления;
  • повреждение резьбы;
  • разрушение фундамента;
  • длительная работа с дисбалансом;
  • неправильные прокладки;
  • коррозия.

Простое подтягивание болтов может временно уменьшить вибрацию, но важно определить, почему крепление ослабло.

05

Дефекты подшипников

Повреждение подшипников является одной из наиболее распространенных причин повышенной вибрации.

Возможные дефекты:

  • выкрашивание дорожек;
  • повреждение тел качения;
  • трещины;
  • дефект сепаратора;
  • коррозия;
  • загрязнение;
  • недостаточная смазка;
  • электроэрозия;
  • чрезмерный зазор;
  • неправильная посадка;
  • проворачивание кольца.

На ранней стадии общий уровень вибрации может оставаться относительно невысоким, но в высокочастотной части спектра уже появляются характерные признаки.

Позже возникают:

  • гул;
  • потрескивание;
  • нагрев;
  • рост люфта;
  • нестабильность вала;
  • сильная механическая вибрация.

Замена подшипника без проверки посадок, центровки и нагрузки может привести к быстрому повторному повреждению.

06

Чрезмерный зазор в подшипниковых узлах

Повышенный зазор может возникать не только внутри подшипника, но и в посадках:

  • между внутренним кольцом и валом;
  • между наружным кольцом и корпусом;
  • в изношенном подшипниковом щите;
  • в посадочном месте после проворачивания кольца.

Последствия:

  • удары;
  • перемещение вала;
  • нестабильная вибрация;
  • изменение воздушного зазора;
  • нагрев;
  • ускоренное разрушение подшипника.

Во время ремонта необходимо измерять посадочные поверхности, а не ограничиваться заменой подшипника.

07

Погнутый или деформированный вал

Деформация вала может возникнуть из-за:

  • аварийной нагрузки;
  • заклинивания механизма;
  • перегрева;
  • неправильного хранения;
  • удара;
  • некачественного восстановления;
  • термической деформации;
  • длительной работы с перекосом.

Погнутый вал вызывает:

  • радиальное биение;
  • вибрацию на частоте вращения;
  • неравномерный воздушный зазор;
  • дополнительную нагрузку на подшипники;
  • проблемы с муфтой;
  • задевание ротора.

Для подтверждения необходимо проверить биение вала в контрольных сечениях.

08

Дефект или неправильный монтаж муфты

Муфта может быть источником вибрации, если:

  • изношены эластичные элементы;
  • половины муфты имеют биение;
  • ослаблены крепления;
  • повреждена шпонка;
  • есть дисбаланс;
  • муфта неправильно установлена;
  • не выдержан осевой зазор;
  • нарушена центровка;
  • повреждена рабочая поверхность.

После замены муфты или ее элементов агрегат необходимо повторно отцентровать.

09

Чрезмерное натяжение ремней

В ременном приводе чрезмерное натяжение создает значительную радиальную нагрузку на вал и приводной подшипник.

Это может вызвать:

  • повышенную вибрацию;
  • нагрев подшипника;
  • прогиб вала;
  • ускоренный износ;
  • повреждение шкива;
  • рост тока двигателя.

Другой причиной может быть неравномерное натяжение нескольких ремней, износ или несоосность шкивов.

10

Дисбаланс или повреждение вентилятора

Вентилятор, закрепленный на валу двигателя, также может вызывать сильную вибрацию.

Причины:

  • сломанная лопасть;
  • налипание пыли;
  • деформация;
  • ослабление крепления;
  • неправильная установка;
  • контакт с кожухом;
  • дисбаланс после ремонта.

Если вибрация возникла после очистки, ремонта или замены вентилятора, этот узел нужно проверить одним из первых.

11

Неравномерный воздушный зазор

Воздушный зазор между статором и ротором должен быть равномерным.

Его нарушение может быть вызвано:

  • износом подшипников;
  • перекосом щитов;
  • деформацией корпуса;
  • прогибом вала;
  • износом посадок;
  • неправильной сборкой;
  • смещением сердечника;
  • «мягкой лапой».

Неравномерный зазор создает несимметричные магнитные силы, которые притягивают ротор к одной стороне.

Последствия:

  • электромагнитная вибрация;
  • повышенный гул;
  • локальный нагрев;
  • увеличение нагрузки на подшипники;
  • риск задевания ротора о статор.
12

Электромагнитная несимметрия

Вибрация может иметь не механическое, а электрическое происхождение.

Возможные причины:

  • перекос напряжений;
  • потеря фазы;
  • межвитковое замыкание;
  • неравномерность обмотки;
  • неправильное соединение фаз;
  • дефект магнитопровода;
  • неравномерный воздушный зазор;
  • гармонические составляющие питания.

Характерный признак электромагнитной природы — существенное уменьшение или исчезновение определенной составляющей вибрации сразу после отключения питания, пока ротор еще продолжает вращаться по инерции.

Это лишь один из диагностических приемов, который должен выполняться безопасно и оцениваться вместе с другими измерениями.

13

Повреждение стержней короткозамкнутого ротора

Трещины или обрывы стержней нарушают равномерность токов в роторе.

Возможные проявления:

  • пульсации вращающего момента;
  • вибрация, связанная со скольжением;
  • нестабильный шум;
  • снижение пускового момента;
  • медленный разгон;
  • нагрев ротора;
  • колебания тока.

Дефект может проявляться сильнее под нагрузкой, поэтому испытание только на холостом ходу не всегда достаточно.

14

Дефекты обмотки статора

Межвитковое замыкание, неравномерность фаз или повреждение соединений создают несимметричное магнитное поле.

Это может вызвать:

  • электромагнитный гул;
  • вибрацию;
  • неравномерные токи;
  • локальный перегрев;
  • снижение момента;
  • пульсации.

Для подтверждения проверяют токи, напряжения, активное сопротивление фаз, состояние изоляции и межвитковую прочность.

15

Резонанс конструкции

Резонанс возникает, когда частота возбуждающей силы приближается к собственной частоте конструкции.

При этом даже небольшая сила может вызвать резкий рост вибрации.

Признаки резонанса:

  • вибрация резко усиливается в ограниченном диапазоне скоростей;
  • после прохождения этого диапазона уменьшается;
  • одна часть конструкции вибрирует значительно сильнее других;
  • изменение жесткости или массы меняет характер колебаний.

Источником резонанса может быть:

  • фундамент;
  • рама;
  • трубопровод;
  • кожух;
  • опора;
  • часть корпуса;
  • валопровод.

Простая балансировка при резонансе может не дать ожидаемого результата.

16

Недостаточная жесткость или повреждение фундамента

Фундамент должен надежно удерживать агрегат и воспринимать динамические нагрузки.

Проблемы возникают из-за:

  • трещин;
  • разрушения бетона;
  • ослабления анкеров;
  • коррозии;
  • отрыва плиты;
  • недостаточной жесткости рамы;
  • неровного прилегания;
  • пустот под плитой;
  • неправильной подливки.

Признаками могут быть:

  • высокая вертикальная вибрация;
  • движение всей рамы;
  • разные показатели на лапах двигателя;
  • ослабление анкерных болтов;
  • повторное нарушение центровки.
17

Передача вибрации от приводного механизма

Двигатель может быть исправным, но получать вибрацию от:

  • насоса;
  • вентилятора;
  • компрессора;
  • редуктора;
  • конвейера;
  • рабочего колеса;
  • зубчатой передачи;
  • трубопровода.

Сравнение измерений на двигателе и механизме помогает определить направление распространения колебаний.

В некоторых случаях после разъединения муфты вибрация двигателя исчезает, что указывает на внешний источник.

18

Кавитация насоса

Кавитация возникает, когда в жидкости образуются и разрушаются паровые пузырьки.

Она сопровождается:

  • широкополосной вибрацией;
  • шумом, похожим на потрескивание или движение гравия;
  • нестабильным давлением;
  • снижением производительности;
  • повреждением рабочего колеса.

Вибрация передается на двигатель через муфту и фундамент, поэтому неисправность иногда ошибочно ищут в подшипниках электродвигателя.

19

Пульсации воздушного или технологического потока

В вентиляторах, компрессорах и насосах вибрацию могут создавать:

  • турбулентность;
  • загрязненные лопатки;
  • неправильное положение заслонки;
  • работа вне оптимальной точки;
  • неравномерный поток;
  • повреждение рабочего колеса;
  • пульсации давления.

Такие колебания могут зависеть от нагрузки и положения регулирующих органов.

20

Неправильная сборка после ремонта

Если вибрация появилась сразу после ремонта, необходимо проверить:

  • правильность установки подшипников;
  • посадки;
  • внутренний зазор;
  • центровку щитов;
  • биение вала;
  • балансировку ротора;
  • установку вентилятора;
  • затяжку креплений;
  • воздушный зазор;
  • муфту;
  • положение прокладок;
  • отсутствие механических напряжений.

Не следует считать повышенную вибрацию нормальной «приработкой» после ремонта.

Как характер вибрации помогает найти причину?

Вибрация преобладает в горизонтальном направлении

Возможные причины:

  • дисбаланс;
  • недостаточная поперечная жесткость;
  • ослабление крепления;
  • механическая расшатанность;
  • внешняя сила от механизма.

Вибрация преобладает в вертикальном направлении

Следует проверить:

  • фундамент;
  • опорную раму;
  • прокладки;
  • жесткость плиты;
  • состояние анкерных болтов;
  • вертикальный резонанс.

Высокая осевая вибрация

Возможные причины:

  • перекос валов;
  • дефект муфты;
  • чрезмерная осевая нагрузка;
  • неправильная фиксация подшипников;
  • деформация вала;
  • проблемы приводного механизма.

Вибрация растет со скоростью

Вероятные причины:

  • дисбаланс;
  • резонанс;
  • деформация вала;
  • аэродинамический дефект вентилятора.

Вибрация растет под нагрузкой

Следует проверить:

  • центровку;
  • фундамент;
  • муфту;
  • дефекты ротора;
  • механизм;
  • электромагнитную несимметрию;
  • технологические пульсации.

Вибрация появляется после прогрева

Возможные причины:

  • тепловое смещение валов;
  • изменение подшипникового зазора;
  • деформация корпуса;
  • зажим плавающего подшипника;
  • развитие дефектной трещины;
  • изменение центровки.

Почему важен анализ частоты вибрации?

Общее значение показывает тяжесть состояния, но часто не объясняет причину.

Частотный спектр позволяет увидеть, какие составляющие преобладают.

Ориентировочно:

Спектральный признакВозможная причина
Выраженная частота вращения 1×Дисбаланс, прогиб вала
Значительная составляющая 2×Перекос, деформация, механическая несимметрия
Много гармоник частоты вращенияРасшатанность, удары, ослабление
Высокочастотные составляющиеПодшипники качения
Боковые полосы вокруг основных частотМодуляция, дефект ротора или передачи
Составляющие, связанные с частотой сетиЭлектромагнитная причина
Широкополосный сигналТрение, кавитация, турбулентность

Эта таблица является лишь ориентиром. Один спектральный признак может соответствовать нескольким неисправностям, поэтому его нужно сопоставлять с фазой, направлением, нагрузкой и конструкцией агрегата.

Быстрая таблица диагностики

СимптомНаиболее вероятная причина
Вибрация после ремонта ротораДисбаланс, неправильная сборка
Высокая осевая вибрацияПерекос валов или муфта
Вибрирует приводная сторонаМуфта, ремни, механизм
Вибрирует неприводная сторонаВентилятор, подшипник, дисбаланс
Вибрация растет с оборотамиДисбаланс или резонанс
Вибрация только под нагрузкойЦентровка, ротор, механизм
Вибрация и нагрев подшипникаДефект подшипника или перекос
Вибрация и электромагнитный гулСтатор, ротор, воздушный зазор
Стук и много гармоникМеханическая расшатанность
Вибрация исчезает после отключения питанияВероятная электромагнитная составляющая
Вибрация сохраняется при выбегеВероятная механическая причина
Резкий рост в определенном диапазонеРезонанс
Вибрирует весь фундаментНедостаточная жесткость или внешнее возбуждение

Как правильно диагностировать повышенную вибрацию?

Шаг 1. Собрать историю неисправности

Нужно установить:

  • когда появилась вибрация;
  • проводился ли ремонт;
  • меняли ли подшипники;
  • демонтировали ли муфту;
  • менялся ли технологический режим;
  • была ли авария;
  • возникает ли вибрация сразу или после прогрева;
  • как она зависит от нагрузки;
  • изменился ли шум;
  • проводилась ли балансировка.

Шаг 2. Выполнить внешний осмотр

Проверяют:

  • крепление двигателя;
  • состояние фундамента;
  • анкерные болты;
  • прокладки;
  • лапы;
  • трещины;
  • муфту;
  • ремни и шкивы;
  • защитный кожух;
  • вентилятор;
  • трубопроводы;
  • кабельные вводы;
  • следы перемещения агрегата.

Шаг 3. Измерить вибрацию во всех основных точках

Необходимо зафиксировать:

  • горизонтальную;
  • вертикальную;
  • осевую вибрацию;
  • показатели на обоих подшипниках;
  • показатели на механизме;
  • вибрацию фундамента;
  • скорость вращения;
  • нагрузку.

Шаг 4. Сравнить двигатель и приводной механизм

Если вибрация на механизме выше и передается на двигатель, первопричина может быть внешней.

При технической возможности проводят:

  • проверку агрегата без нагрузки;
  • испытание после разъединения муфты;
  • сравнение в разных технологических режимах.

Такие операции должны выполняться только с соблюдением требований безопасности и документации оборудования.

Шаг 5. Провести спектральный анализ

Анализируют:

  • частоту вращения;
  • гармоники;
  • частоту сети;
  • подшипниковые частоты;
  • боковые полосы;
  • широкополосные составляющие;
  • изменение спектра под нагрузкой.

Шаг 6. Проверить фазу вибрации

Фазовый анализ помогает отличить:

  • статический и парный дисбаланс;
  • перекос;
  • движение фундамента;
  • резонанс;
  • деформацию конструкции.

Шаг 7. Проверить центровку и «мягкую лапу»

Центровку проверяют после:

  • замены подшипников;
  • перемещения двигателя;
  • ремонта муфты;
  • работ на фундаменте;
  • изменения трубопроводов;
  • значительного прогрева агрегата.

Шаг 8. Проверить подшипники и посадки

Контролируют:

  • температуру;
  • шум;
  • спектр;
  • люфт;
  • смазку;
  • внутренний зазор;
  • состояние колец;
  • посадки на валу и в корпусе;
  • следы проворачивания;
  • электроэрозионные повреждения.

Шаг 9. Проверить вал и ротор

Выполняют:

  • измерение биения;
  • осмотр ротора;
  • проверку вентилятора;
  • контроль балансировочных грузов;
  • проверку бандажей;
  • оценку состояния стержней;
  • контроль геометрии;
  • динамическую балансировку при необходимости.

Шаг 10. Проверить электрические параметры

Необходимо измерить:

  • напряжения;
  • токи по фазам;
  • активное сопротивление обмоток;
  • симметрию;
  • параметры питания;
  • настройки частотного преобразователя.

Шаг 11. Проверить воздушный зазор

Контроль особенно важен, если есть:

  • электромагнитный гул;
  • неравномерный нагрев;
  • изношенные подшипниковые узлы;
  • следы задевания;
  • подозрение на деформацию вала;
  • повторная вибрация после балансировки.

Как устранить повышенную вибрацию?

В зависимости от установленной причины могут выполняться:

  • очистка и балансировка ротора;
  • ремонт или замена вентилятора;
  • центровка агрегата;
  • устранение «мягкой лапы»;
  • подтягивание и восстановление креплений;
  • ремонт фундамента;
  • восстановление подливки;
  • замена подшипников;
  • восстановление посадочных мест;
  • ремонт или замена вала;
  • ремонт муфты;
  • регулировка ременной передачи;
  • устранение чрезмерной осевой нагрузки;
  • восстановление воздушного зазора;
  • ремонт статора или ротора;
  • изменение жесткости конструкции;
  • устранение резонанса;
  • ремонт приводного механизма;
  • устранение кавитации или пульсаций потока;
  • корректировка настроек частотного преобразователя.

После устранения дефекта необходимо повторно измерить вибрацию в тех же точках и при подобном режиме работы.

Когда двигатель нужно немедленно остановить?

Электродвигатель следует вывести из работы, если:

  • вибрация резко возросла;
  • слышен металлический скрежет;
  • появились сильные удары;
  • ослабляются крепления;
  • быстро нагревается подшипник;
  • вал имеет видимое биение;
  • ротор задевает статор;
  • повреждена муфта;
  • появился дым или запах перегретой смазки;
  • сработала виброзащита;
  • возникла трещина фундамента;
  • двигатель смещается на опорах;
  • вибрация сопровождается падением оборотов или резким ростом тока.

Продолжение эксплуатации может значительно увеличить объем повреждений.

Чего не следует делать?

Не рекомендуется:

  • оценивать вибрацию только рукой;
  • сразу балансировать ротор без диагностики;
  • заменять подшипники без проверки центровки и посадок;
  • подтягивать болты без проверки «мягкой лапы»;
  • центровать агрегат на поврежденном фундаменте;
  • игнорировать вибрацию приводного механизма;
  • делать вывод только по общему уровню без спектра;
  • запускать агрегат после сильного удара без осмотра;
  • считать вибрацию после ремонта нормальной;
  • компенсировать неисправность чрезмерно эластичной муфтой;
  • не учитывать тепловое смещение валов;
  • продолжать работу после срабатывания виброзащиты;
  • балансировать ротор с поврежденным валом или подшипниками.

Практический опыт сервисного центра

Практика ремонта промышленных электродвигателей показывает, что повышенная вибрация часто имеет комплексный характер.

Например:

  • дисбаланс ротора постепенно повреждает подшипник;
  • изношенный подшипник нарушает воздушный зазор;
  • неравномерный воздушный зазор создает электромагнитную силу;
  • дополнительная сила еще больше увеличивает вибрацию и износ.

В результате одна первичная неисправность постепенно создает несколько вторичных дефектов.

Во время диагностики наши специалисты чаще всего сталкиваются с такими ситуациями:

  • дисбалансом ротора после предыдущего ремонта;
  • потерей или смещением балансировочных грузов;
  • неправильной центровкой;
  • «мягкой лапой»;
  • ослаблением фундаментных болтов;
  • износом посадок подшипников;
  • проворачиванием подшипниковых колец;
  • деформацией вала;
  • дефектами муфты;
  • чрезмерным натяжением ремней;
  • повреждением вентилятора;
  • неравномерным воздушным зазором;
  • повреждением стержней ротора;
  • электромагнитной несимметрией;
  • передачей вибрации от насоса, вентилятора или редуктора;
  • резонансом опорной конструкции.

Одна из типичных ошибок — выполнять балансировку ротора, ориентируясь только на высокий общий уровень вибрации.

Если настоящей причиной является перекос, механическая расшатанность, дефект подшипника или резонанс, балансировка может не дать результата или даже усложнить дальнейшую диагностику.

Другая распространенная ситуация — после замены подшипников вибрация сохраняется. Во время повторной дефектации выявляется износ посадочного места, прогиб вала, неправильная центровка или дефект фундамента.

Поэтому профессиональная диагностика должна включать:

  • измерение в нескольких точках и направлениях;
  • спектральный анализ;
  • сравнение приводной и неприводной сторон;
  • проверку механизма;
  • контроль центровки;
  • осмотр фундамента;
  • проверку подшипников и посадок;
  • контроль вала и ротора;
  • оценку электрических параметров.

Типичные ошибки во время диагностики

ОШИБКА №1

Считать любую вибрацию дисбалансом

Дисбаланс является распространенной, но далеко не единственной причиной.

ОШИБКА №2

Измерять только одну точку

Для локализации источника необходимо сравнивать оба подшипника, механизм и фундамент.

ОШИБКА №3

Измерять только в одном направлении

Горизонтальная, вертикальная и осевая составляющие могут иметь разное диагностическое значение.

ОШИБКА №4

Не учитывать нагрузку и скорость

Неисправность может проявляться только под нагрузкой или в отдельном диапазоне оборотов.

ОШИБКА №5

Заменять подшипники без проверки посадок

Новый подшипник не устранит вибрацию, если кольцо установлено в изношенный щит или на поврежденную шейку вала.

ОШИБКА №6

Балансировать ротор с дефектным валом

Балансировка не устраняет прогиб или значительное биение вала.

ОШИБКА №7

Игнорировать фундамент

Расшатанная или резонансная опора может создавать большую вибрацию, чем сам двигатель.

ОШИБКА №8

Не проверять «мягкую лапу»

После затягивания болтов деформированный корпус может изменить центровку и воздушный зазор.

ОШИБКА №9

Делать вывод только по общему значению

Одинаковый общий уровень может соответствовать разным дефектам. Нужен анализ частотного состава.

ОШИБКА №10

Игнорировать электромагнитные причины

Не вся вибрация является механической. Необходимо проверять токи, напряжения, обмотки и воздушный зазор.

ОШИБКА №11

Не сравнивать с предыдущими измерениями

Постепенный рост показателей часто важнее единичного превышения.

ОШИБКА №12

Не проверять приводной механизм

Двигатель может лишь передавать на корпус вибрацию насоса, редуктора, вентилятора или трубопровода.

Рекомендации наших специалистов

Для ответственных электродвигателей целесообразно вести регулярный тренд таких параметров:

  • общий уровень вибрации;
  • спектр;
  • температура подшипников;
  • токи фаз;
  • нагрузка;
  • скорость вращения;
  • состояние центровки;
  • история ремонтов и замены подшипников.

Измерения желательно проводить:

  • в одинаковых точках;
  • в одинаковых направлениях;
  • при подобной нагрузке;
  • на стабильной рабочей скорости;
  • одним типом оборудования или по сопоставимой методике.

Это позволяет выявить неисправность еще до появления сильного шума, нагрева или аварийного отключения.

Распространенные вопросы

Почему двигатель вибрирует после замены подшипников?

Возможные причины:

  • неправильный монтаж;
  • несоответствующий зазор;
  • изношенные посадки;
  • перекос щитов;
  • неправильная центровка;
  • дисбаланс ротора;
  • повреждение подшипника во время установки.

Почему вибрация растет под нагрузкой?

Это может быть связано с нарушением центровки, дефектом муфты, повреждением ротора, ослаблением фундамента или неисправностью приводного механизма.

Почему двигатель вибрирует на холостом ходу?

Следует проверить дисбаланс, вентилятор, подшипники, вал, крепления, электромагнитную несимметрию и резонанс.

Почему высокая осевая вибрация?

Чаще всего она связана с неправильной центровкой, дефектом муфты, осевой нагрузкой или неправильной фиксацией подшипников.

Может ли перекос фаз вызывать вибрацию?

Да. Несимметрия питания создает неравномерное магнитное поле и пульсации момента.

Может ли поврежденный стержень ротора вызывать вибрацию?

Да. Дефект стержня нарушает распределение токов в роторе и может вызывать пульсации момента, шум и вибрацию.

Почему вибрация возникает только после прогрева?

Причиной могут быть тепловое смещение валов, изменение подшипникового зазора, деформация корпуса или проявление дефекта после теплового расширения деталей.

Всегда ли помогает балансировка ротора?

Нет. Балансировка помогает только тогда, когда основной причиной является дисбаланс. Она не устраняет перекос, дефекты подшипников, прогиб вала, расшатанность или резонанс.

Можно ли определить неисправность только по общему уровню вибрации?

Не всегда. Общий уровень показывает тяжесть состояния, но для определения причины часто нужны спектральный, фазовый и сравнительный анализ.

Может ли насос или редуктор вызывать вибрацию двигателя?

Да. Колебания легко передаются через муфту, фундамент и раму.

Опасно ли работать с повышенной вибрацией?

Да. Длительная вибрация ускоряет износ подшипников, муфт, вала, креплений, обмоток и фундамента. При резком росте вибрации агрегат нужно остановить.

Вибрационная диагностика и ремонт электродвигателей

ООО ПКФ «Электропромремонт» выполняет диагностику и устранение причин повышенной вибрации промышленных электродвигателей, генераторов и приводных агрегатов.

В зависимости от конструкции и технического состояния оборудования могут выполняться:

  • измерение общего уровня вибрации;
  • спектральный анализ;
  • проверка подшипниковых узлов;
  • измерение биения вала;
  • проверка посадочных мест;
  • контроль воздушного зазора;
  • дефектация ротора;
  • динамическая балансировка;
  • ремонт и восстановление вала;
  • ремонт подшипниковых щитов;
  • замена подшипников;
  • центровка агрегата;
  • проверка «мягкой лапы»;
  • контроль муфты;
  • проверка фундамента;
  • электрическая диагностика статора и ротора;
  • контрольные испытания после ремонта.

Важное предупреждение

Материал носит информационный характер. Приведённые значения, методы диагностики, объём работ и рекомендации являются общими и не заменяют техническую документацию производителя. Окончательное решение по конкретной машине принимается по результатам её диагностики и дефектации с учётом типа, мощности, конструкции, режима работы, истории эксплуатации и применимых стандартов.

Вибрирует электродвигатель?

Проведем вибрационную и спектральную диагностику, определим источник повышенной вибрации и выполним балансировку, центровку или ремонт подшипникового узла.

Получить консультацию