Чому електродвигун сильно вібрує?
  1. // ЕЛЕКТРОПРОМРЕМОНТ
  3. Вібрація двигуна

Чому електродвигун сильно вібрує?

Підвищена вібрація електродвигуна — це не лише джерело шуму або дискомфорту. Вона може бути ознакою дисбалансу ротора, порушення центрування, дефекту підшипників, ослаблення фундаменту, нерівномірного повітряного проміжку, пошкодження обмотки чи несправності приводного механізму.

Тривала робота з підвищеною вібрацією прискорює зношення підшипників, руйнує посадкові місця, послаблює кріплення, пошкоджує муфти, ізоляцію обмоток і фундамент. У тяжких випадках вібрація може призвести до зачіпання ротора об статор, руйнування підшипникового вузла або аварійної зупинки агрегату.

Вібрація рідко виникає без причини. Навіть якщо двигун продовжує нормально обертатися і не перевищує номінальний струм, зміна характеру вібрації може бути ранньою ознакою несправності.

Тому основне завдання діагностики — не просто виміряти загальний рівень вібрації, а визначити:

  • у якому напрямку вона найбільша;
  • на якій частоті виникає;
  • як змінюється зі швидкістю та навантаженням;
  • де знаходиться джерело — у двигуні, муфті, фундаменті чи приводному механізмі.

Коротка відповідь

Електродвигун найчастіше сильно вібрує через:

  • дисбаланс ротора;
  • неправильне центрування двигуна та механізму;
  • пошкодження або зношення підшипників;
  • ослаблення кріплень;
  • недостатню жорсткість фундаменту;
  • механічну розхитаність деталей;
  • деформацію вала;
  • неправильне встановлення муфти;
  • надмірний натяг ременів;
  • дефект вентилятора;
  • нерівномірний повітряний проміжок;
  • електромагнітну несиметрію;
  • пошкодження стрижнів ротора;
  • перекіс фаз або дефект обмотки статора;
  • резонанс конструкції;
  • кавітацію насоса;
  • пульсації потоку у вентиляторі або компресорі;
  • неправильне складання після ремонту.

Якщо двигун вібрує разом із механізмом, джерело несправності може знаходитися не в самому електродвигуні, а в насосі, редукторі, вентиляторі, муфті, трубопроводі або фундаменті.

Що таке вібрація електродвигуна?

Вібрація — це коливальний рух корпуса, підшипникових щитів, вала або інших частин електричної машини відносно їхнього положення рівноваги.

Певний рівень вібрації присутній у будь-якому обертовому обладнанні. Повністю усунути її неможливо, оскільки на агрегат діють:

  • відцентрові сили;
  • електромагнітні сили;
  • сили від підшипників;
  • реакції приводного механізму;
  • пульсації навантаження;
  • коливання фундаменту.

Проблемою є вібрація, яка:

  • перевищує допустимий рівень;
  • зростає порівняно з попередніми вимірюваннями;
  • з’являється раптово;
  • змінює частотний склад;
  • супроводжується шумом, нагріванням або нестабільною роботою;
  • викликає ослаблення кріплень;
  • відчутно передається на фундамент, трубопроводи або сусіднє обладнання.

Оцінювати вібрацію бажано не за суб’єктивним відчуттям, а за результатами вимірювань і тенденцією їх зміни.

Чим вимірюють вібрацію?

Для контролю можуть використовуватися:

  • віброметри;
  • аналізатори спектра;
  • акселерометри;
  • датчики відносного переміщення вала;
  • системи постійного моніторингу;
  • переносні діагностичні комплекси.

Залежно від завдання оцінюють:

  • вібропереміщення;
  • віброшвидкість;
  • віброприскорення;
  • фазу;
  • спектр частот;
  • огинаючу високочастотного сигналу;
  • траєкторію руху вала;
  • зміну параметрів у часі.

Для загальної оцінки стану машини часто використовують середньоквадратичне значення віброшвидкості. Для діагностики підшипників більш інформативними можуть бути високочастотне прискорення та аналіз огинаючої.

Де потрібно вимірювати вібрацію?

Вимірювання виконують у зонах, де коливання найкраще передаються від вала через підшипники на корпус.

Основні точки контролю:

  • приводний підшипниковий щит;
  • неприводний підшипниковий щит;
  • корпус підшипника;
  • фундамент біля опор двигуна;
  • корпус приводного механізму;
  • редуктор;
  • насос або вентилятор;
  • інші опори валопроводу.

У кожній точці бажано контролювати три напрямки:

  • горизонтальний;
  • вертикальний;
  • осьовий.

Переважний напрямок коливань часто дає важливу інформацію про природу несправності.

Наприклад:

  • висока радіальна вібрація може бути пов’язана з дисбалансом;
  • підвищена осьова — з порушенням центрування;
  • значна вертикальна — з недостатньою жорсткістю фундаменту;
  • локальна високочастотна — з дефектом підшипника.

Основні ознаки підвищеної вібрації

На несправність можуть вказувати:

  • двигун помітно тремтить;
  • вібрація відчувається на фундаменті;
  • з’являється гул або низькочастотний шум;
  • чути стукіт, потріскування або скрегіт;
  • послаблюються болти;
  • руйнуються або зміщуються регулювальні прокладки;
  • нагріваються підшипники;
  • зношуються муфти;
  • виникають тріщини на фундаменті;
  • пошкоджуються трубопроводи або кабельні вводи;
  • зростає струм двигуна;
  • під навантаженням вібрація стає сильнішою;
  • після прогрівання рівень вібрації змінюється;
  • на певній швидкості виникає різке посилення коливань;
  • після ремонту вібрація стала більшою;
  • показники на приводній і неприводній стороні значно відрізняються.

Основні причини підвищеної вібрації

ПричинаХарактерна ознакаДодаткові прояви
Дисбаланс ротораПереважно радіальна вібраціяЗростає зі швидкістю
Перекіс валівВисока осьова вібраціяНагрів муфти та підшипників
Ослаблення кріпленьНестабільна, ударна вібраціяСтукіт, зміна після підтягування
Дефект підшипникаВисокочастотна складоваШум, нагрівання
Погнутий валВібрація на частоті обертанняБиття вала
Нерівномірний повітряний проміжокЕлектромагнітна вібраціяГул, нестабільність
Пошкодження ротораПульсації та бічні складовіВтрата моменту
Дефект обмотки статораЕлектромагнітний шумНесиметрія струмів
РезонансРізке зростання на певній швидкостіЗменшується при зміні обертів
Дефект муфтиОсьова і радіальна вібраціяЗношення елементів муфти
Надмірний натяг ременівВібрація приводної сторониНагрів підшипника
Кавітація насосаШирокосмуговий шум і вібраціяНестабільний тиск
Дефект вентилятораВібрація на частоті обертанняШум повітряного потоку
Нерівний фундаментВертикальна вібраціяРозхитування опор
М’яка лапаЗміна після затягування болтівДеформація корпуса

Детальний розгляд причин

01

Дисбаланс ротора

Дисбаланс виникає, коли центр маси ротора не збігається з віссю його обертання.

Під час роботи виникає відцентрова сила, яка навантажує підшипники та викликає радіальну вібрацію.

Причинами дисбалансу можуть бути:

  • втрата балансувального вантажу;
  • забруднення ротора;
  • налипання пилу або технологічного продукту;
  • пошкодження вентилятора;
  • деформація деталей;
  • нерівномірне просочення або покриття;
  • заміна елементів ротора без повторного балансування;
  • неякісний попередній ремонт;
  • пошкодження обмотки ротора;
  • зміщення бандажів;
  • механічне руйнування окремої деталі.

Характерна ознака — переважання вібрації на частоті обертання вала. Її рівень зазвичай зростає зі швидкістю.

Важливо розуміти, що балансування не усуває:

  • перекіс валів;
  • механічну розхитаність;
  • деформацію вала;
  • дефекти підшипників;
  • електромагнітну несиметрію.

Перед балансуванням необхідно перевірити справність усіх основних вузлів.

02

Неправильне центрування валів

Порушення центрування означає, що осі вала двигуна та приводного механізму не збігаються.

Розрізняють:

  • паралельне зміщення;
  • кутовий перекіс;
  • комбіновану неспіввісність.

При неправильному центруванні виникають додаткові радіальні й осьові сили, які передаються на підшипники та муфту.

Можливі наслідки:

  • висока осьова вібрація;
  • перегрів підшипників;
  • зношення муфти;
  • руйнування ущільнень;
  • деформація вала;
  • послаблення кріплень;
  • зростання споживаної потужності.

Причини порушення центрування:

  • неправильне первинне встановлення;
  • просідання фундаменту;
  • теплове розширення агрегату;
  • зміщення після ремонту;
  • механічні напруження від трубопроводів;
  • зношення муфти;
  • неправильна товщина прокладок;
  • деформація опор.

Центрування слід виконувати з урахуванням теплового зміщення валів у робочому стані, особливо для великих і гарячих агрегатів.

03

«М’яка лапа» електродвигуна

«М’якою лапою» називають ситуацію, коли одна або декілька опор двигуна не прилягають до фундаментної плити всією поверхнею.

Після затягування болтів корпус деформується, що може спричинити:

  • перекіс підшипникових щитів;
  • порушення центрування;
  • зміну повітряного проміжку;
  • додаткову вібрацію;
  • зростання навантаження на підшипники.

Причинами можуть бути:

  • нерівна фундаментна плита;
  • неправильні або забруднені прокладки;
  • задирки;
  • корозія;
  • деформація лапи;
  • різна висота опор;
  • механічні напруження від приєднаного обладнання.

Ознака несправності — суттєва зміна вібрації або положення двигуна під час послідовного послаблення та затягування кріпильних болтів.

04

Ослаблення кріплень

Ослаблені болти двигуна, підшипникових щитів, фундаменту або муфти створюють механічну розхитаність.

Вібрація може бути:

  • нестабільною;
  • ударною;
  • багаточастотною;
  • залежною від навантаження;
  • різною при повторних запусках.

Причини:

  • недостатній момент затягування;
  • відсутність стопоріння;
  • втома кріплення;
  • пошкодження різьби;
  • руйнування фундаменту;
  • тривала робота з дисбалансом;
  • неправильні прокладки;
  • корозія.

Просте підтягування болтів може тимчасово зменшити вібрацію, але важливо визначити, чому кріплення послабилося.

05

Дефекти підшипників

Пошкодження підшипників є однією з найпоширеніших причин підвищеної вібрації.

Можливі дефекти:

  • викришування доріжок;
  • пошкодження тіл кочення;
  • тріщини;
  • дефект сепаратора;
  • корозія;
  • забруднення;
  • недостатнє змащування;
  • електроерозія;
  • надмірний зазор;
  • неправильна посадка;
  • провертання кільця.

На ранній стадії загальний рівень вібрації може залишатися відносно невисоким, але у високочастотній частині спектра вже з’являються характерні ознаки.

Пізніше виникають:

  • гул;
  • потріскування;
  • нагрівання;
  • зростання люфту;
  • нестабільність вала;
  • сильна механічна вібрація.

Заміна підшипника без перевірки посадок, центрування та навантаження може призвести до швидкого повторного пошкодження.

06

Надмірний зазор у підшипникових вузлах

Підвищений зазор може виникати не лише всередині підшипника, а й у посадках:

  • між внутрішнім кільцем і валом;
  • між зовнішнім кільцем і корпусом;
  • у зношеному підшипниковому щиті;
  • у посадковому місці після провертання кільця.

Наслідки:

  • удари;
  • переміщення вала;
  • нестабільна вібрація;
  • зміна повітряного проміжку;
  • нагрів;
  • прискорене руйнування підшипника.

Під час ремонту необхідно вимірювати посадкові поверхні, а не обмежуватися заміною підшипника.

07

Погнутий або деформований вал

Деформація вала може виникнути через:

  • аварійне навантаження;
  • заклинювання механізму;
  • перегрів;
  • неправильне зберігання;
  • удар;
  • неякісне відновлення;
  • термічну деформацію;
  • тривалу роботу з перекосом.

Погнутий вал викликає:

  • радіальне биття;
  • вібрацію на частоті обертання;
  • нерівномірний повітряний проміжок;
  • додаткове навантаження на підшипники;
  • проблеми з муфтою;
  • зачіпання ротора.

Для підтвердження необхідно перевірити биття вала в контрольних перерізах.

08

Дефект або неправильний монтаж муфти

Муфта може бути джерелом вібрації, якщо:

  • зношені еластичні елементи;
  • половини муфти мають биття;
  • ослаблені кріплення;
  • пошкоджена шпонка;
  • є дисбаланс;
  • муфта неправильно встановлена;
  • не витриманий осьовий зазор;
  • порушено центрування;
  • пошкоджена робоча поверхня.

Після заміни муфти або її елементів агрегат необхідно повторно відцентрувати.

09

Надмірний натяг ременів

У ремінному приводі надмірний натяг створює значне радіальне навантаження на вал і приводний підшипник.

Це може спричинити:

  • підвищену вібрацію;
  • нагрівання підшипника;
  • прогин вала;
  • прискорене зношення;
  • пошкодження шківа;
  • зростання струму двигуна.

Іншою причиною може бути нерівномірний натяг декількох ременів, зношення або неспіввісність шківів.

10

Дисбаланс або пошкодження вентилятора

Вентилятор, закріплений на валу двигуна, також може викликати сильну вібрацію.

Причини:

  • зламана лопатка;
  • налипання пилу;
  • деформація;
  • послаблення кріплення;
  • неправильне встановлення;
  • контакт із кожухом;
  • дисбаланс після ремонту.

Якщо вібрація виникла після очищення, ремонту або заміни вентилятора, цей вузол потрібно перевірити одним із перших.

11

Нерівномірний повітряний проміжок

Повітряний проміжок між статором і ротором повинен бути рівномірним.

Його порушення може бути спричинене:

  • зношенням підшипників;
  • перекосом щитів;
  • деформацією корпуса;
  • прогином вала;
  • зношенням посадок;
  • неправильним складанням;
  • зміщенням сердечника;
  • «м’якою лапою».

Нерівномірний проміжок створює несиметричні магнітні сили, які притягують ротор до однієї сторони.

Наслідки:

  • електромагнітна вібрація;
  • підвищений гул;
  • локальне нагрівання;
  • збільшення навантаження на підшипники;
  • ризик зачіпання ротора об статор.
12

Електромагнітна несиметрія

Вібрація може мати не механічне, а електричне походження.

Можливі причини:

  • перекіс напруг;
  • втрата фази;
  • міжвиткове замикання;
  • нерівномірність обмотки;
  • неправильне з’єднання фаз;
  • дефект магнітопроводу;
  • нерівномірний повітряний проміжок;
  • гармонічні складові живлення.

Характерна ознака електромагнітної природи — суттєве зменшення або зникнення певної складової вібрації відразу після відключення живлення, поки ротор ще продовжує обертатися за інерцією.

Це лише один із діагностичних прийомів, який повинен виконуватися безпечно та оцінюватися разом з іншими вимірюваннями.

13

Пошкодження стрижнів короткозамкненого ротора

Тріщини або обриви стрижнів порушують рівномірність струмів у роторі.

Можливі прояви:

  • пульсації обертального моменту;
  • вібрація, пов’язана з ковзанням;
  • нестабільний шум;
  • зниження пускового моменту;
  • повільний розгін;
  • нагрівання ротора;
  • коливання струму.

Дефект може проявлятися сильніше під навантаженням, тому випробування лише на холостому ходу не завжди є достатнім.

14

Дефекти обмотки статора

Міжвиткове замикання, нерівномірність фаз або пошкодження з’єднань створюють несиметричне магнітне поле.

Це може викликати:

  • електромагнітний гул;
  • вібрацію;
  • нерівномірні струми;
  • локальний перегрів;
  • зниження моменту;
  • пульсації.

Для підтвердження перевіряють струми, напруги, активний опір фаз, стан ізоляції та міжвиткову міцність.

15

Резонанс конструкції

Резонанс виникає, коли частота збуджувальної сили наближається до власної частоти конструкції.

При цьому навіть невелика сила може спричинити різке зростання вібрації.

Ознаки резонансу:

  • вібрація різко посилюється в обмеженому діапазоні швидкостей;
  • після проходження цього діапазону зменшується;
  • одна частина конструкції вібрує значно сильніше за інші;
  • зміна жорсткості або маси змінює характер коливань.

Джерелом резонансу може бути:

  • фундамент;
  • рама;
  • трубопровід;
  • кожух;
  • опора;
  • частина корпусу;
  • валопровід.

Просте балансування при резонансі може не дати очікуваного результату.

16

Недостатня жорсткість або пошкодження фундаменту

Фундамент повинен надійно утримувати агрегат і сприймати динамічні навантаження.

Проблеми виникають через:

  • тріщини;
  • руйнування бетону;
  • ослаблення анкерів;
  • корозію;
  • відрив плити;
  • недостатню жорсткість рами;
  • нерівне прилягання;
  • порожнини під плитою;
  • неправильне підливання.

Ознаками можуть бути:

  • висока вертикальна вібрація;
  • рух усієї рами;
  • різні показники на лапах двигуна;
  • послаблення анкерних болтів;
  • повторне порушення центрування.
17

Передавання вібрації від приводного механізму

Двигун може бути справним, але отримувати вібрацію від:

  • насоса;
  • вентилятора;
  • компресора;
  • редуктора;
  • конвеєра;
  • робочого колеса;
  • зубчастої передачі;
  • трубопроводу.

Порівняння вимірювань на двигуні та механізмі допомагає визначити напрямок поширення коливань.

У деяких випадках після роз’єднання муфти вібрація двигуна зникає, що вказує на зовнішнє джерело.

18

Кавітація насоса

Кавітація виникає, коли в рідині утворюються та руйнуються парові бульбашки.

Вона супроводжується:

  • широкосмуговою вібрацією;
  • шумом, схожим на потріскування або рух гравію;
  • нестабільним тиском;
  • зниженням продуктивності;
  • пошкодженням робочого колеса.

Вібрація передається на двигун через муфту та фундамент, тому несправність іноді помилково шукають у підшипниках електродвигуна.

19

Пульсації повітряного або технологічного потоку

У вентиляторах, компресорах та насосах вібрацію можуть створювати:

  • турбулентність;
  • забруднені лопатки;
  • неправильне положення заслінки;
  • робота поза оптимальною точкою;
  • нерівномірний потік;
  • пошкодження робочого колеса;
  • пульсації тиску.

Такі коливання можуть залежати від навантаження та положення регулювальних органів.

20

Неправильне складання після ремонту

Якщо вібрація з’явилася відразу після ремонту, необхідно перевірити:

  • правильність установлення підшипників;
  • посадки;
  • внутрішній зазор;
  • центрування щитів;
  • биття вала;
  • балансування ротора;
  • установлення вентилятора;
  • затягування кріплень;
  • повітряний проміжок;
  • муфту;
  • положення прокладок;
  • відсутність механічних напружень.

Не слід вважати підвищену вібрацію нормальною «приробкою» після ремонту.

Як характер вібрації допомагає знайти причину?

Вібрація переважає в горизонтальному напрямку

Можливі причини:

  • дисбаланс;
  • недостатня поперечна жорсткість;
  • ослаблення кріплення;
  • механічна розхитаність;
  • зовнішня сила від механізму.

Вібрація переважає у вертикальному напрямку

Слід перевірити:

  • фундамент;
  • опорну раму;
  • прокладки;
  • жорсткість плити;
  • стан анкерних болтів;
  • вертикальний резонанс.

Висока осьова вібрація

Можливі причини:

  • перекіс валів;
  • дефект муфти;
  • надмірне осьове навантаження;
  • неправильна фіксація підшипників;
  • деформація вала;
  • проблеми приводного механізму.

Вібрація зростає зі швидкістю

Ймовірні причини:

  • дисбаланс;
  • резонанс;
  • деформація вала;
  • аеродинамічний дефект вентилятора.

Вібрація зростає під навантаженням

Слід перевірити:

  • центрування;
  • фундамент;
  • муфту;
  • дефекти ротора;
  • механізм;
  • електромагнітну несиметрію;
  • технологічні пульсації.

Вібрація з’являється після прогрівання

Можливі причини:

  • теплове зміщення валів;
  • зміна підшипникового зазору;
  • деформація корпусу;
  • затиск плаваючого підшипника;
  • розширення дефектної тріщини;
  • зміна центрування.

Чому важливий аналіз частоти вібрації?

Загальне значення показує тяжкість стану, але часто не пояснює причину.

Частотний спектр дозволяє побачити, які складові переважають.

Орієнтовно:

Спектральна ознакаМожлива причина
Виражена частота обертання 1×Дисбаланс, прогин вала
Значна складова 2×Перекіс, деформація, механічна несиметрія
Багато гармонік частоти обертанняРозхитаність, удари, ослаблення
Високочастотні складовіПідшипники кочення
Бічні смуги навколо основних частотМодуляція, дефект ротора або передачі
Складові, пов’язані з частотою мережіЕлектромагнітна причина
Широкосмуговий сигналТертя, кавітація, турбулентність

Ця таблиця є лише орієнтиром. Одна спектральна ознака може відповідати кільком несправностям, тому її потрібно зіставляти з фазою, напрямком, навантаженням та конструкцією агрегату.

Швидка таблиця діагностики

СимптомНайімовірніша причина
Вібрація після ремонту ротораДисбаланс, неправильне складання
Висока осьова вібраціяПерекіс валів або муфта
Вібрує приводна сторонаМуфта, ремені, механізм
Вібрує неприводна сторонаВентилятор, підшипник, дисбаланс
Вібрація зростає з обертамиДисбаланс або резонанс
Вібрація лише під навантаженнямЦентрування, ротор, механізм
Вібрація та нагрів підшипникаДефект підшипника або перекіс
Вібрація та електромагнітний гулСтатор, ротор, повітряний проміжок
Стукіт і багато гармонікМеханічна розхитаність
Вібрація зникає після відключення живленняЙмовірна електромагнітна складова
Вібрація залишається при вибігуЙмовірна механічна причина
Різке зростання в певному діапазоніРезонанс
Вібрує весь фундаментНедостатня жорсткість або зовнішнє збудження

Як правильно діагностувати підвищену вібрацію?

Крок 1. Зібрати історію несправності

Потрібно встановити:

  • коли з’явилася вібрація;
  • чи проводився ремонт;
  • чи замінювали підшипники;
  • чи демонтували муфту;
  • чи змінювався технологічний режим;
  • чи була аварія;
  • чи виникає вібрація одразу або після прогрівання;
  • як вона залежить від навантаження;
  • чи змінився шум;
  • чи проводилося балансування.

Крок 2. Виконати зовнішній огляд

Перевіряють:

  • кріплення двигуна;
  • стан фундаменту;
  • анкерні болти;
  • прокладки;
  • лапи;
  • тріщини;
  • муфту;
  • ремені та шківи;
  • захисний кожух;
  • вентилятор;
  • трубопроводи;
  • кабельні вводи;
  • сліди переміщення агрегату.

Крок 3. Виміряти вібрацію в усіх основних точках

Необхідно зафіксувати:

  • горизонтальну;
  • вертикальну;
  • осьову вібрацію;
  • показники на обох підшипниках;
  • показники на механізмі;
  • вібрацію фундаменту;
  • швидкість обертання;
  • навантаження.

Крок 4. Порівняти двигун і приводний механізм

Якщо вібрація на механізмі вища і передається на двигун, першопричина може бути зовнішньою.

За технічної можливості проводять:

  • перевірку агрегату без навантаження;
  • випробування після роз’єднання муфти;
  • порівняння в різних технологічних режимах.

Такі операції повинні виконуватися лише з дотриманням вимог безпеки та документації обладнання.

Крок 5. Провести спектральний аналіз

Аналізують:

  • частоту обертання;
  • гармоніки;
  • частоту мережі;
  • підшипникові частоти;
  • бічні смуги;
  • широкосмугові складові;
  • зміну спектра під навантаженням.

Крок 6. Перевірити фазу вібрації

Фазовий аналіз допомагає відрізнити:

  • статичний і парний дисбаланс;
  • перекіс;
  • рух фундаменту;
  • резонанс;
  • деформацію конструкції.

Крок 7. Перевірити центрування та «м’яку лапу»

Центрування перевіряють після:

  • заміни підшипників;
  • переміщення двигуна;
  • ремонту муфти;
  • робіт на фундаменті;
  • зміни трубопроводів;
  • значного прогрівання агрегату.

Крок 8. Перевірити підшипники та посадки

Контролюють:

  • температуру;
  • шум;
  • спектр;
  • люфт;
  • мастило;
  • внутрішній зазор;
  • стан кілець;
  • посадки на валу і в корпусі;
  • сліди провертання;
  • електроерозійні пошкодження.

Крок 9. Перевірити вал і ротор

Виконують:

  • вимірювання биття;
  • огляд ротора;
  • перевірку вентилятора;
  • контроль балансувальних вантажів;
  • перевірку бандажів;
  • оцінку стану стрижнів;
  • контроль геометрії;
  • динамічне балансування за необхідності.

Крок 10. Перевірити електричні параметри

Необхідно виміряти:

  • напруги;
  • струми по фазах;
  • активний опір обмоток;
  • симетрію;
  • параметри живлення;
  • налаштування частотного перетворювача.

Крок 11. Перевірити повітряний проміжок

Контроль особливо важливий, якщо є:

  • електромагнітний гул;
  • нерівномірне нагрівання;
  • зношені підшипникові вузли;
  • сліди зачіпання;
  • підозра на деформацію вала;
  • повторна вібрація після балансування.

Як усунути підвищену вібрацію?

Залежно від встановленої причини можуть виконуватися:

  • очищення та балансування ротора;
  • ремонт або заміна вентилятора;
  • центрування агрегату;
  • усунення «м’якої лапи»;
  • підтягування та відновлення кріплень;
  • ремонт фундаменту;
  • відновлення підливання;
  • заміна підшипників;
  • відновлення посадкових місць;
  • ремонт або заміна вала;
  • ремонт муфти;
  • регулювання ремінної передачі;
  • усунення надмірного осьового навантаження;
  • відновлення повітряного проміжку;
  • ремонт статора або ротора;
  • зміна жорсткості конструкції;
  • усунення резонансу;
  • ремонт приводного механізму;
  • усунення кавітації або пульсацій потоку;
  • коригування налаштувань частотного перетворювача.

Після усунення дефекту необхідно повторно виміряти вібрацію в тих самих точках і за подібного режиму роботи.

Коли двигун потрібно негайно зупинити?

Електродвигун слід вивести з роботи, якщо:

  • вібрація різко зросла;
  • чути металевий скрегіт;
  • з’явилися сильні удари;
  • послаблюються кріплення;
  • швидко нагрівається підшипник;
  • вал має видиме биття;
  • ротор зачіпає статор;
  • пошкоджена муфта;
  • з’явився дим або запах перегрітого мастила;
  • спрацював вібраційний захист;
  • виникла тріщина фундаменту;
  • двигун зміщується на опорах;
  • вібрація супроводжується падінням обертів або різким зростанням струму.

Продовження експлуатації може значно збільшити обсяг пошкоджень.

Чого не слід робити?

Не рекомендується:

  • оцінювати вібрацію лише рукою;
  • одразу балансувати ротор без діагностики;
  • замінювати підшипники без перевірки центрування та посадок;
  • підтягувати болти без перевірки «м’якої лапи»;
  • центрувати агрегат на пошкодженому фундаменті;
  • ігнорувати вібрацію приводного механізму;
  • виконувати висновок лише за загальним рівнем без спектра;
  • запускати агрегат після сильного удару без огляду;
  • вважати вібрацію після ремонту нормальною;
  • компенсувати несправність надмірно еластичною муфтою;
  • не враховувати теплове зміщення валів;
  • продовжувати роботу після спрацювання вібраційного захисту;
  • балансувати ротор із пошкодженим валом або підшипниками.

Практичний досвід сервісного центру

Практика ремонту промислових електродвигунів показує, що підвищена вібрація часто має комплексний характер.

Наприклад:

  • дисбаланс ротора поступово пошкоджує підшипник;
  • зношений підшипник порушує повітряний проміжок;
  • нерівномірний повітряний проміжок створює електромагнітну силу;
  • додаткова сила ще більше збільшує вібрацію та зношення.

У результаті одна первинна несправність поступово створює декілька вторинних дефектів.

Під час діагностики наші спеціалісти найчастіше стикаються з такими ситуаціями:

  • дисбалансом ротора після попереднього ремонту;
  • втратою або зміщенням балансувальних вантажів;
  • неправильним центруванням;
  • «м’якою лапою»;
  • ослабленням фундаментних болтів;
  • зношенням посадок підшипників;
  • провертанням підшипникових кілець;
  • деформацією вала;
  • дефектами муфти;
  • надмірним натягом ременів;
  • пошкодженням вентилятора;
  • нерівномірним повітряним проміжком;
  • пошкодженням стрижнів ротора;
  • електромагнітною несиметрією;
  • передаванням вібрації від насоса, вентилятора або редуктора;
  • резонансом опорної конструкції.

Одна з типових помилок — виконувати балансування ротора, орієнтуючись лише на високий загальний рівень вібрації.

Якщо справжньою причиною є перекіс, механічна розхитаність, дефект підшипника або резонанс, балансування може не дати результату або навіть ускладнити подальшу діагностику.

Інша поширена ситуація — після заміни підшипників вібрація зберігається. Під час повторної дефектації виявляється зношення посадкового місця, прогин вала, неправильне центрування або дефект фундаменту.

Тому професійна діагностика повинна включати:

  • вимірювання в декількох точках і напрямках;
  • спектральний аналіз;
  • порівняння приводної та неприводної сторін;
  • перевірку механізму;
  • контроль центрування;
  • огляд фундаменту;
  • перевірку підшипників і посадок;
  • контроль вала та ротора;
  • оцінку електричних параметрів.

Типові помилки під час діагностики

ПОМИЛКА №1

Вважати будь-яку вібрацію дисбалансом

Дисбаланс є поширеною, але далеко не єдиною причиною.

ПОМИЛКА №2

Вимірювати лише одну точку

Для локалізації джерела необхідно порівнювати обидва підшипники, механізм і фундамент.

ПОМИЛКА №3

Вимірювати лише в одному напрямку

Горизонтальна, вертикальна й осьова складові можуть мати різне діагностичне значення.

ПОМИЛКА №4

Не враховувати навантаження і швидкість

Несправність може проявлятися лише під навантаженням або в окремому діапазоні обертів.

ПОМИЛКА №5

Замінювати підшипники без перевірки посадок

Новий підшипник не усуне вібрацію, якщо кільце встановлене в зношений щит або на пошкоджену шийку вала.

ПОМИЛКА №6

Балансувати ротор із дефектним валом

Балансування не усуває прогин або значне биття вала.

ПОМИЛКА №7

Ігнорувати фундамент

Розхитана або резонансна опора може створювати більшу вібрацію, ніж сам двигун.

ПОМИЛКА №8

Не перевіряти «м’яку лапу»

Після затягування болтів деформований корпус може змінити центрування і повітряний проміжок.

ПОМИЛКА №9

Робити висновок лише за загальним значенням

Однаковий загальний рівень може відповідати різним дефектам. Потрібен аналіз частотного складу.

ПОМИЛКА №10

Ігнорувати електромагнітні причини

Не вся вібрація є механічною. Необхідно перевіряти струми, напруги, обмотки та повітряний проміжок.

ПОМИЛКА №11

Не порівнювати з попередніми вимірюваннями

Поступове зростання показників часто є важливішим за одиничне перевищення.

ПОМИЛКА №12

Не перевіряти приводний механізм

Двигун може лише передавати на корпус вібрацію насоса, редуктора, вентилятора або трубопроводу.

Рекомендації наших спеціалістів

Для відповідальних електродвигунів доцільно вести регулярний тренд таких параметрів:

  • загальний рівень вібрації;
  • спектр;
  • температура підшипників;
  • струми фаз;
  • навантаження;
  • швидкість обертання;
  • стан центрування;
  • історія ремонтів і заміни підшипників.

Вимірювання бажано проводити:

  • в однакових точках;
  • в однакових напрямках;
  • за подібного навантаження;
  • на стабільній робочій швидкості;
  • одним типом обладнання або за зіставною методикою.

Це дозволяє виявити несправність ще до появи сильного шуму, нагрівання або аварійного відключення.

Поширені запитання

Чому двигун вібрує після заміни підшипників?

Можливі причини:

  • неправильний монтаж;
  • невідповідний зазор;
  • зношені посадки;
  • перекіс щитів;
  • неправильне центрування;
  • дисбаланс ротора;
  • пошкодження підшипника під час установлення.

Чому вібрація зростає під навантаженням?

Це може бути пов’язано з порушенням центрування, дефектом муфти, пошкодженням ротора, ослабленням фундаменту або несправністю приводного механізму.

Чому двигун вібрує на холостому ходу?

Слід перевірити дисбаланс, вентилятор, підшипники, вал, кріплення, електромагнітну несиметрію та резонанс.

Чому висока осьова вібрація?

Найчастіше вона пов’язана з неправильним центруванням, дефектом муфти, осьовим навантаженням або неправильною фіксацією підшипників.

Чи може перекіс фаз викликати вібрацію?

Так. Несиметрія живлення створює нерівномірне магнітне поле та пульсації моменту.

Чи може пошкоджений стрижень ротора викликати вібрацію?

Так. Дефект стрижня порушує розподіл струмів у роторі та може спричиняти пульсації моменту, шум і вібрацію.

Чому вібрація виникає лише після прогрівання?

Причиною можуть бути теплове зміщення валів, зміна підшипникового зазору, деформація корпуса або прояв дефекту після теплового розширення деталей.

Чи завжди допомагає балансування ротора?

Ні. Балансування допомагає лише тоді, коли основною причиною є дисбаланс. Воно не усуває перекіс, дефекти підшипників, прогин вала, розхитаність або резонанс.

Чи можна визначити несправність лише за загальним рівнем вібрації?

Не завжди. Загальний рівень показує тяжкість стану, але для визначення причини часто потрібні спектральний, фазовий та порівняльний аналіз.

Чи може насос або редуктор викликати вібрацію двигуна?

Так. Коливання легко передаються через муфту, фундамент і раму.

Чи небезпечно працювати з підвищеною вібрацією?

Так. Тривала вібрація прискорює зношення підшипників, муфт, вала, кріплень, обмоток і фундаменту. При різкому зростанні вібрації агрегат потрібно зупинити.

Вібраційна діагностика та ремонт електродвигунів

ТОВ ВКФ «Електропромремонт» виконує діагностику та усунення причин підвищеної вібрації промислових електродвигунів, генераторів і приводних агрегатів.

Залежно від конструкції та технічного стану обладнання можуть виконуватися:

  • вимірювання загального рівня вібрації;
  • спектральний аналіз;
  • перевірка підшипникових вузлів;
  • вимірювання биття вала;
  • перевірка посадкових місць;
  • контроль повітряного проміжку;
  • дефектація ротора;
  • динамічне балансування;
  • ремонт і відновлення вала;
  • ремонт підшипникових щитів;
  • заміна підшипників;
  • центрування агрегату;
  • перевірка «м’якої лапи»;
  • контроль муфти;
  • перевірка фундаменту;
  • електрична діагностика статора та ротора;
  • контрольні випробування після ремонту.

Важливе застереження

Матеріал має інформаційний характер. Наведені значення, методи діагностики, обсяг робіт та рекомендації є загальними і не замінюють технічну документацію виробника. Остаточне рішення щодо конкретної машини приймається за результатами її діагностики та дефектації з урахуванням типу, потужності, конструкції, режиму роботи, історії експлуатації та застосовних стандартів.

Вібрує електродвигун?

Проведемо вібраційну та спектральну діагностику, визначимо джерело підвищеної вібрації і виконаємо балансування, центрування або ремонт підшипникового вузла.

Отримати консультацію