為什么大型立式電機容易出現(xiàn)雜音和振動？

立式電機的雜音問題

與臥式電機相比，立式電機，特別是大規(guī)格的立式電機軸承系統(tǒng)有其特殊性，會在電機的一端采用角接觸球軸承。因角接觸球軸承結(jié)構(gòu)的特殊性，切不可出現(xiàn)軸承裝配方向裝反的錯誤，否則軸承直接報銷。當(dāng)出現(xiàn)軸承未入位或電機運行時軸承本身軸向配合錯位等情況，有可能引發(fā)電機產(chǎn)生異常振動、發(fā)出怪異噪聲。

角接觸球軸承特點

單列角接觸球軸承是為組合載荷設(shè)計的，可在一個方向上較大推力。大多數(shù)的立式電機在非軸伸端采用一套單列角接觸球軸承，用于軸向力足夠高以至于超過深溝球軸承所能承受的軸向力。在尺寸上，可以與相應(yīng)電機的單列深溝軸承互換，避免重新設(shè)計結(jié)構(gòu)件而帶來一系列難以預(yù)料的問題。

角接觸球軸承也常使用于齒輪減速器、泵、蝸輪傳動、垂直軸和機床主軸等軸向力較大的場合，這時它們經(jīng)常以各種各樣的成對組合來安裝。

角接觸球軸承載荷方式

立式電機中采用角接觸球軸承，目的在于施加一個與電機轉(zhuǎn)子重量相平衡的軸向力，以保證轉(zhuǎn)子與定子的軸向相對位置處平衡狀態(tài)。角接觸球軸承位于電機轉(zhuǎn)子下方時，為托舉方式；位于電機轉(zhuǎn)子上方時，為懸掛方式。

無論是托舉還是懸掛方式的安裝，電機運行過程中，除軸向尺寸本身的匹配關(guān)系外，電機通電后定子與轉(zhuǎn)子磁力中心線在電磁力的作用下自發(fā)對正(公眾號:泵管家)，有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向位移，因不可避免朱的零部件加工累計誤差及整機裝配偏差，實際發(fā)生的位移會不同程度導(dǎo)致軸承本身軸向錯位。軸承錯位嚴(yán)重時，自發(fā)對正的電磁力與轉(zhuǎn)子重力成為此消彼長的激振力，加劇了軸承的噪聲和振動。

應(yīng)對措施

 在電機軸承結(jié)構(gòu)的選擇上多做文章，如角接觸球軸承的配對使用，軸承軸向方向的止動和控制，電機采用三軸承結(jié)構(gòu)，電機定轉(zhuǎn)子恰到好處的預(yù)錯位等等具體措施。其中，電機定轉(zhuǎn)子預(yù)錯位尺寸必須拿捏適中，否則結(jié)果適得其反。
特別要提示的是：立式電機存放、運輸及試驗過程要保證電機處正確的立式狀態(tài)，避免由此產(chǎn)生有害的外力導(dǎo)致軸承損毀。

立式電機的振動大問題

大型立式泵，其電機的筒體支撐及電機總高度一般有的接近2米甚至達3米以上，轉(zhuǎn)速一般在1500轉(zhuǎn)左右，電機的上軸承一般為滑動和滾動軸承兩類，滑動軸承一般容易出現(xiàn)導(dǎo)瓦調(diào)整引起的振動問題，在此不加討論，只介紹上軸承為滾動軸承的電機振動，其結(jié)構(gòu)如下圖，由電機、電機的筒體支撐、泵體、出入口管道組成。
                            

 
振動特點
電機頂端振動**大，往下依次減小，具有很強的方向性（或南北方向或東西方向），電機空試（在支撐筒體上且未連接泵轉(zhuǎn)子）時振動以轉(zhuǎn)頻為**振動頻率，電機連接泵轉(zhuǎn)子后有可能以2X為主頻。從另一方面說，又分為新安裝投產(chǎn)時振動就超標(biāo)、更換或維修電機后振動超標(biāo)、運行過程中振動增大，但脫開泵轉(zhuǎn)子后振動依然較大等情況。

振動原因
電機本身、支撐筒體、泵體、出入口管道都可能成為引起電機振動的原因，下面就各種原因逐一進行討論。

1、電機自身問題
一般情況下有平衡精度不夠、軸承安裝問題、電機安裝問題、結(jié)構(gòu)共振問題、至于電氣問題，在空試狀態(tài)下，因沒有足夠電流一般得不到體現(xiàn)，基本可以排除。

（1）平衡精度不夠
該問題事實上并不多見，之所以把它列出，是因為相對于筒體支撐加電機整體剛度較弱時，小的不平衡量容易引起較大的電機振動，而往往降低不平衡量就可達到振動要求。
該類電機的平衡標(biāo)準(zhǔn)一般為G2.5，也就是振動大約在15μm（p-p）左右，只要符合該標(biāo)準(zhǔn)可以排除平衡問題，可以參考出廠的平衡報告，或直接到試驗平臺進行空試。如果振動在30μm以上可以對其再平衡，應(yīng)有較顯著效果。此類問題一般發(fā)生在新安裝的設(shè)備上。

（2）軸承安裝問題
大型立式電機一般為上軸承受力，下軸承起支撐導(dǎo)向作用，轉(zhuǎn)子屬于懸吊狀態(tài)，這也是為什么該類電機往往是上軸承先損壞的原因。但如果由于軸承安裝問題導(dǎo)致下軸承受力，將產(chǎn)生電機頂端的“搖頭晃腦”現(xiàn)象，該類現(xiàn)象在現(xiàn)場較為常見。若下軸承受力較大時，比較容易排除，因為在試驗平臺空試時，其“搖頭晃腦”現(xiàn)象就比較嚴(yán)重，但受力又受力不大時，可能在試驗平臺空試并不明顯，而裝到筒體支撐后會放大振動（整體剛度較弱時），所以**好的方法是檢查兩軸承的受力情況。這類問題一般發(fā)生在電機維修后或更換電機后。

（3）電機安裝問題
該類故障通常是電機安裝垂直度不夠或與支撐筒體的連接螺栓緊力不夠造成的，可以用水平尺測量及重新緊固連接螺栓即可。此類故障一般連接泵類轉(zhuǎn)子后，振動問題尤其突出。

（4）結(jié)構(gòu)共振
有的電機結(jié)構(gòu)頻率低于額定轉(zhuǎn)速頻率的電機,而且低很多，特別是對于變頻電機，后經(jīng)電機廠落實，設(shè)計便是如此。經(jīng)過測試共振頻率影響范圍竟達±160轉(zhuǎn)，有的實際上已經(jīng)影響到額定轉(zhuǎn)速。若是變頻電機且結(jié)構(gòu)頻率低于額定轉(zhuǎn)速，可以進行轉(zhuǎn)速試驗確定是否存在共振，若為工頻電機或結(jié)構(gòu)頻率高于額定轉(zhuǎn)速頻率，應(yīng)進行開機測試分析，觀察振幅與相位確定是否受到共振影響。該類問題一般新安裝投產(chǎn)時就存在，現(xiàn)場的一般處理方法是提高平衡精度。

支撐筒體問題
這類問題現(xiàn)場也較常見，往往是與電機連接后，體現(xiàn)出整體剛度弱的問題，區(qū)分方法比較簡單、直接，在試驗平臺上分別單試電機和電機加支撐筒體試驗即可區(qū)分。很多人在筒體支撐上加豎筋來增加剛度，事實上效果并不明顯。我只用過臨時方法，即在電機頂端加支撐，效果非常顯著，且連續(xù)運行幾年沒什么問題；還有一種方法，更換質(zhì)量更大的電機，或許有意想不到的效果（現(xiàn)場見過一次），要想徹底解決，恐怕需要重新設(shè)計了。

泵體問題
基礎(chǔ)類問題，除地腳松動外，現(xiàn)場并未遇到過其它問題，只是在這里作為一個因素提出，也希望大家不吝賜教，多多補充。

出入口管道問題
出入口管道自身的剛度及管道的走向布置等，除可能引發(fā)流體問題，還直接影響整臺泵的剛性問題，曾經(jīng)在現(xiàn)場親歷過一次，因為其它原因，在泵的出口管道上加裝膨脹節(jié)，結(jié)果導(dǎo)致整泵振動劇烈，振動方向即出入口方向，即使電機空轉(zhuǎn)也超標(biāo)較大，后去掉膨脹節(jié)后，振動恢復(fù)正常。

處理措施
根據(jù)上述原因，針對性處理即可，一般有提高平衡精度、保證整體垂直度、調(diào)整軸承間隙、加臨時支撐、重新設(shè)計筒體支撐等。

    因為加臨時支撐在現(xiàn)場應(yīng)用**為普遍，因此需要強調(diào)一下，加支撐時，盡量在電機的上端，而且稍稍吃力振動應(yīng)明顯下降，可以說大幅下降，否則，不可強行硬頂。當(dāng)然這首先是泵體旁邊有支撐附著物才可實施。