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[综合讨论] 脱硫废液泵电机振动大的原因分析

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发表于 2020-10-16 13:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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我公司回收作业区新安装两台脱硫废液泵,在试运行过程中1#脱硫废液泵出现电机驱动端振动大的现象,脱开膜片式联轴器单试,电机两端轴承振动均2.5mm/S以下,按照ISO2373和DIN45665标准(见图1),均在正常范围内,为分析振动原因,对设备进行了振动检测。
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图1 ISO2373和DIN45665电机振动标准

一、设备结构,如图2:
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图2 设备简图

二、振动频谱
1、电机驱动端
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2、泵驱动端
4.png
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振动速度谱以工频为主,存在少量谐波成分,但基本可以忽略,包络谱中未发现轴承故障频率。

三、原因分析
1#脱硫废液泵电机空载正常,连接泵后振动超标原因分析,这种现象一般与负载、被牵引设备、联轴器对中等因素有关。

1、被牵引设备引起由于膜片式联轴器具备强大的振动缓冲和衰减能力,就很容易区分到底是联轴器哪侧设备引起的振动,因为振动通过联轴器后的衰减作用,一般振动最大的一侧就是故障源。此泵电机振动明显大于被泵驱动端的振动,因此故障源主要在电机这头。

2、联轴器对中不良
①从频谱来看电机驱动端以1x为主,2x幅值很小,基本可以忽略,不对中时振动以2X为主,同时该膜片式联轴器一侧有四个连系螺栓,因此不对中还会产生四倍频的振动。
②膜片式联轴器对中要求较低,具有强大的补偿能力,即使存在一定程度的不对中,设备振动可能良好,对中偏差20丝以内一般不会引起振动。
③膜片式联轴器不对中一般会产生很大的轴向振动。
④此泵安装方、业主方、设备厂家均已多次派人对联轴器多次找中,联轴器不对中的可能性很小。
基于以上几点,不对中基本可以排除,但不对中有时形成于软脚等类型的故障,此点不可排除。

3、转动部件松动或轴承配合间隙过大
此处所说的转动部件松动是指轴承内圈由过盈变为间隙配合。其特点是,电机空转时以转频为主倍频分量很小,甚至可忽略,而负载后激发其非线性反应,转频增大,谐频丰富且幅值较高;对于转动部件的松动,停启机后振幅有时会发生大的改变;一般故障部位振动幅值最大;负载越大振动幅值越大。电机驱动端振动以工频为主,因此可排除。

4、电磁振动
形成电磁振动需要足够的电流,因此电机空载时,并无体现,即使轻载时也比较正常,通常需要加载到额定负荷的75%以上。其特征为转频及2倍的电源频率;一般会伴有电机噪音出现;事实上断电法最为简单,振动会立即消失。从现场测试来看未出现2倍电源频率(100Hz),电机噪音也不明显。因此电磁激振基本可以排除。

5、支撑动刚度问题。
支撑动刚度,其与负载成正比,负载越大其刚度相对越弱,就如,你空手单腿站立与提50斤大米单腿站立的感觉。此类现象容易发生在新安装的电机基础上,基础通常为钢架结构;或虽为老基础,但被牵引设备曾异动过,使负载增加。
其频谱特征为转速频率;刚度最弱的方向振幅最大;电机振动幅值大于被牵引设备振动幅值;负载越大振动幅值越大。

影响轴承动刚度的主要有以下三个要素。
① 连接刚度
此处连接松动泛指电机地脚与台板、台板与地基的螺栓连接,电机与台板的接触,同时也包括地脚接触面积不足、台板空悬、横梁支撑刚度不足,或基础混凝土不平整。
对电机四个地脚螺栓处进行测试,地脚螺栓垂直方向最大振动为2.5mm/s,最小处为0.8 mm/s,四个地脚处可能存在软脚。
台板内外侧振动差别明显,垫片在内侧可能存在未垫平的现象。
电机中部悬空部位水平方向振动高于电机两端。

② 共振。
设备停运后,用设备对轴承座水平方向进行敲击,测量水平方向的频谱,(如下图),发现水平方向存在25 Hz固有频率,这与转速频率一致,两者可能产生共振。
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③结构刚度
设备的结构刚度是由其外形、材料、壁厚和支撑基础的静刚度决定的,现场去测量十分困难,但解决方案与共振类似,通过减少激振力、提高系统静刚度、改变质量可以达到消振的目的。

四、结论
1、电机单试正常,连上负载以后振动超标主要的主要原因是存在共振,在不大的激振力作用下导致振动超标。
检查电机地脚,确认是否存在软脚,台板上未垫平的垫片重新处理。
2、检查电机地脚,确认是否存在软脚,台板上未垫平的垫片重新处理,后复查中心。

五、建议
1、现场虽然存在共振,通过改变部件自振频率避开共振往往很困难,工作量大,所以消振可以从降低激振力下手。电机转子单试振动虽然不大,但可以返厂进行动平衡,提高平衡精度,降低激振力。
2、电机基础内制作金属筋板或者灌浆,加强基础刚度,避开共振,因为在共振情况下,很小的激振力都可以产生很大的振动。

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发表于 2020-10-17 12:00 | 显示全部楼层
一个疑问:引起共振的频率是什么?按理说这种泵很少产生共振把。软脚的化应该是存在的。图形应该结合三个方向分析。
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