Чем измерить вибрацию двигателя

Измерение вибрации электродвигателей

Повышенные вибрации электродвигателя являются одной из главных причин его преждевременного выхода из строя, в первую очередь – подшипников. Помимо подшипников, повышенная вибрация быстро изнашивает изоляцию обмоток, может привести к излому/изгибу вала , появлению трещин и повреждений в корпусе, опорной раме или фундаменте и др.

Источники вибраций электродвигателя по происхождению классифицируют на:

  • Магнитные источники, обусловленные: наличием зубцов на статоре и роторе; неравномерностью питающего напряжения; эксцентриситетом воздушного зазора; несинусоидальностью МДС (магнитной движущей силой) обмотки.
  • Механические источники, обусловленные: погрешностями изготовления деталей и сборки (дефекты подшипников, дисбаланс ротора, перекос посадочных мест подшипника, прогиб вала, несоосность валов), а также тепловыми деформациями ротора;
  • Аэродинамические источники, обусловленные расположенными на роторе деталями (вентиляторами).

Измерение вибраций двигателя проводится с целью получения данных о параметрах вибрации и дальнейшего их сравнения с допустимыми значениями, регламентируемыми ГОСТ Р МЭК 60034-14-2008 (см. табл.1).

Таблица 1 — Максимально допустимые значения вибросмещения, виброскорости и виброускорения для электродвигателей мощностью до 50 МВт, вращающихся с частотой (120÷15000) об/мин.

Измерение вибрации подшипников электродвигателей проводится в контрольных точках, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, расположенных как можно ближе к оси вращения ротора (см.рис.2)

Рис. 2 Измерение составляющих вибрации.

Рис.3 Рекомендуемое расположение датчиков на одном или обоих краях электродвигателя

Рис.4 Рекомендуемое расположение датчиков, когда расположение датчиков по рис.3 невозможно без разборки электродвигателя.

Рис.5 Расположение датчиков для подшипников скольжения

Рис.6 Расположение датчиков для вертикальных электродвигателей

При возможности выбора способа установки вибропреобразователя к исследуемой поверхности (щуп, магнит, штифт), наиболее предпочтительным является резьбовое соединение, при котором штифт устанавливается в направлении измерения вибрации. Также следует помнить, что масса вибропреобразователя не должна превышать 5% от массы электродвигателя.

Измерение вибрации электродвигателей включает определение значений СКЗ вибросмещения (мкм), СКЗ виброскорости (мм/с) или СКЗ виброускорения (мм/с 2 ) в диапазоне частот от 10 Гц до 1000 Гц. Для низко-оборотистых электродвигателей со скоростью вращения менее 600 об/мин, нижний порог частотного диапазона не должен превышать 2 Гц. В случае асинхронных двигателей, для которых характерно появление биений с двойной частотой скольжения, действительное значение измеряемого параметра вычисляется по формуле:

где Xmax и Xmin – соответственно максимальное и минимальное значение СКЗ измеряемого параметра

Измерение вибрации электродвигателей, как правило, проводится в режиме холостого хода (если дополнительно не оговорено в технических условиях электродвигателя) при частоте:

  • номинальной частоте вращения – для однорежимных электродвигателей;
  • частоте вращения с наибольшей вибрацией – для многоскоростных электродвигателей;
  • номинальной и максимальной частоте вращения – для электродвигателей с регулируемой частотой вращения.

Измерение вибрации электродвигателей быстро и легко проводится с помощью виброанализатора CSI 2140 и программного обеспечения MotorView Gold (Silver). Более бюджетным вариантом являются переносные виброметры «БАЛТЕХ» – виброручки BALTECH VP-3405-2 или вибротестер BALTECH VP-3410, а с помощью виброметра-балансировщика «ПРОТОН-Баланс-II» или взрывозащищенного BALTECH VP-3470-Ex можно еще провести и балансировку вала электродвигателя в собственных опорах. Все виброметры «БАЛТЕХ» соответствуют требованиям ГОСТ ISO 10816-1-97 и рекомендуются к использованию специалистам, прошедшим обучение на курсе повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Диагностика электродвигателей» в Учебном центре «БАЛТЕХ».

Виброметр – простой прибор для измерения вибрации

Виброметр – это прибор для измерения параметров вибрации: виброускорения, виброскорости, виброперемещения и частоты колебаний. Он простой в использовании и не требует специальной подготовки.

Выделяют две группы виброметров:

  • для измерения вибрации вращающегося оборудования;
  • для измерения вибрации, воздействующей на человека для целей охраны труда.

Виброметры для измерения вибрации вращающегося оборудования

Виброметр измеряет и оценивает вибрацию агрегатов с вращающимися частями. Это — двигатели, насосы, вентиляторы, генераторы. Вибрация таких агрегатов повторяется с каждым оборотом вала.

Виброметры измеряют интегральное значение вибрации (одно число). Самое популярное значение – СКЗ виброскорости, так как существуют стандарты для определения состояния агрегата по СКЗ виброскорости. Это число пропорционально мощности сил, вызывающих вибрацию агрегата.

Чаще всего вибрация в виброметрах измеряется в диапазоне 10 ÷ 1000 Гц. Этот диапазон указан в ГОСТ и позволяет измерять одинаковое значение вибрации на разных приборах.

Виброметр – это очень полезный прибор для оценки состояния оборудования. Максимальное значение вибрации, при котором состояние агрегата считается аварийным называется Норма. Значение задаётся в паспорте на агрегат или в ГОСТ ИСО 10816-1-97. «Вибрация. Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях». Сравнение текущей вибрации с нормой позволяет оценить состояние агрегата.

Читать еще:  Двигатель kia g4fc характеристики

Измерение вибрации виброметром очень быстрое и не требует подготовительных работ. Можно измерить 100 агрегатов за смену с выдачей отчётов о состоянии оборудования на предприятии.

Значения вибрации, измеренные через некоторое время (например, через 1 месяц) позволяют строить прогноз развития вибрации и планировать сроки следующих ремонтов. Это даёт значительную экономию денег, по сравнению с плановыми ремонтами. Такая система планирования ремонтов используется в нашей программе Аврора-2000.

Значение вибрации, измеренное виброметром можно использовать и для диагностики дефектов агрегата. Например, по СКЗ виброскорости отлично диагностируется расцентровка и небаланс. Состояние крепления к фундаменту тоже проще оценить виброметром. Виброметром даже можно балансировать агрегат не используя отметчик фазы (метод трех пусков с пробными массами).

При этом виброметры значительно дешевле виброанализаторов и проще в работе. Однако, для изучения сложных случаев дефектов необходим виброанализатор и опыт вибродиагностики.

Самые маленькие виброметры имеют размер авторучки и управление одной кнопкой. Такие приборы называют виброручки.

Современные виброметры дополнительно имеют режимы измерения спектров и сигналов, память для сохранения замеров и передачи их в компьютер, режим измерения по маршруту, датчики температуры, оборотов и ударных импульсов от подшипников качения.

В виброанализаторах всегда есть режим виброметра. Он делается программно и не удорожает изготовление прибора.

Виброметры имеют внутренний датчик вибрации, встроенный в корпус прибора или внешний датчик, подключённый к прибору проводом. Внутренний датчик – это компактность прибора, а внешний датчик позволяет измерить вибрацию в труднодоступных местах.

Мы выпускаем виброметры:

Виброметры для измерения вибрации, воздействующей на человека

Измерение такой вибрации используется в сфере охраны труда. Приборы отличаются от приборов для измерения вибрации вращающегося оборудования. Они называются виброметры-шумомеры.

Прибор измеряет мощность вибрации за какой-то период времени, например, за рабочую смену, показывает мощность вибрации в полосах частот. Вибрация разных частот оказывает разное влияние на человека, поэтому используются нормирующие коэфициенты для частных полос. В дополнение шумомеры умеют измерять акустический шум на рабочем месте.

Предельные значения вибрации нормируется СанПиНами. Библиотеку этих нормативных документов можно найти на сайте НТМ-Защита:

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Настоящие Санитарные нормы устанавливают классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственных вибраций, допустимые значения вибраций в жилых и общественных зданиях

МУ 3911-85 «Методические указания по проведению измерений и гигиенической оценки производственных вибраций»
Указания устанавливают методы и условия проведения измерений и гигиенической оценки производственной вибрации на рабочих местах или в местах контакта с руками оператора для установления их соответствия санитарным нормам

Измерение вибрации электродвигателей

Высокий уровень вибрации вызывает снижение надежности электродвигателя, в первую очередь его подшипников. Ударные и толчковые нагрузки от вибрирующего ротора передаются подшипникам скольжения, разрушая масляную пленку и вызывая расплавление баббита, в котором может появиться трещины и сколы. Подшипники качения разрушаются от быстроразвивающейся усталости металла, в результате которой появляются выбоины и трещины на их рабочих поверхностях или разрываются сепараторы. Под воздействием повышенной вибрации быстрее изнашивается изоляция обмоток электродвигателя, может наступить излом или изгиб вала, от вала может оторваться бочка ротора, в торцовой крышке и станине статора могут появиться трещины, возникнуть повреждения фундамента и опорной рамы.

Очевидна необходимость устранения сверхнормативной вибрации электродвигателя, устранив ее причины, которые можно подразделить на две группы. К первой относятся дефекты, касающиеся сборки агрегата в целом или приводного механизма (ошибки в центровке электродвигателя с механизмом, повреждения соединительной муфты, дисбаланс ротора или дефект подшипников приводного механизма, дефекты рамы и фундамента). Ко второй группе относятся дефекты собственно двигателя (дисбаланс ротора электродвигателя, отрыв от вала бочки ротора, обрыв стержней или образование трещин короткозамкнутой обмотки ротора, излом или изгиб вала ротора, излишний зазор в подшипниках скольжения, дефекты подшипников качения или недостаточное крепление отдельных деталей электродвигателя).

Для недопущения возникновения и преждевременного износа двигателя необходимо постоянно проводить замеры уровня вибрации. Измеряемыми параметрами являются виброскорость (или частота вибрации, измеряемая в мм/с) и виброперемещение (или амплитуда вибрации, измеряемая в мкм).

Читать еще:  Sheriff дистанционный запуск двигателя

Измерения производятся в контрольных точках в трех плоскостях, расположенных взаимно перпендикулярно друг к другу и проходящих через ось вращения ротора. Среднеквадратическое значение виброскорости в выбранных точках (при высоте оси вращения 225мм) не должно быть больше 2,8 мм/с при рабочем числе оборотов от 600 до 1800 об/мин и не больше 4,5 мм/с при работе в диапазоне от 1800 до 6000 об/мин.

Всего таких вибрационных групп или классов насчитывается восемь.

Особое значение имеет измерения вибрации подшипников, которые производятся при номинальном значении частоты и напряжения в электросети. Допустимые значения вибрации каждого подшипника не должны превышать 30 мкм при частоте вращения электродвигателя до 3000 об/мин, 60 мкм при частоте вращения 1500 об/мин, 80 мкм – до 1000 об/мин, и 90 – до 750 об/мин.

Существует два способа измерения уровня вибрации электродвигателя. Контактный способ осуществляется при помощи пьезоэлектрических датчиков (акселерометров) которые устанавливаются на корпусе объекта, например подшипника. Бесконтактный способ предназначен для контроля вибрации ротора методами открытого резонатора (при помощи вихретоковых датчиков) или методом ультразвуковой фазометрии. Результаты вибрационных измерений заносятся в протокол стандартной формы.

  • Обучение по Электробезопасности в Лобне

4 августа 2014 года в силу вступили «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок», которые требуют, чтобы входящие в электроте�.

Важнейшей задачей каждого руководителя организации или предприятия является обучение работников правилам и нормам пожарной безопасност�.

Для руководителей предприятий и специалистов, занимающихся эксплуатацией опасных производственных объектов (ОПО), обязательной процедур�.

Вибрация электродвигателя и методы ее устранения

Подписка на рассылку

  • ВКонтакте
  • Facebook
  • ok
  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram
  • Яндекс.Дзен
  • TikTok

Вибрация электродвигателя во время эксплуатации довольно распространенная проблема, которая со временем может привести к разрушению подшипников, появлению трещин на станине и подшипниковых щитах, искривлению вала и отрыву бочки ротора что, в конечном итоге, станет причиной выхода самой электрической машины из строя. Чтобы не допустить этого на моделях, используемых для привода ответственных механизмов, устанавливают датчик вибрации электродвигателя.

Кроме того, необходимо периодически проводить измерение вибрации электродвигателя. Для этого используются специальный прибор – виброаналозатор, который в отличие от вибрографа и виброметра не только фиксирует величину и амплитуду колебаний, но и позволяет выявить их источник и причину возникновения. Замеры выполняются на холостом ходу и в режиме номинальной нагрузки.

Вибрация электродвигателя: причины

Возникновение нежелательных колебаний может быть обусловлено влиянием как электромагнитных, так и механических факторов.

Причины электромагнитного характера:
  • появление трещин в стержнях короткозамкнутого ротора или их полный обрыв;
  • деформация пластин ротора.

Обрыв или появление трещины хотя бы в одном стержне «беличьей клетки» является причиной появления асимметрии в магнитных моментах, действующих на ротор

Из-за деформации пластин в активной стали воздушный зазор между статором и ротором будет неравномерным, что приведет к несимметричности магнитных потоков.

Причины механического характера:
  • неправильная центровка двигателя и приводимого механизма;
  • дефекты в соединительных муфтах;
  • износ подшипников в двигателе или приводимом механизме;
  • деформация вала электродвигателя;
  • дисбаланс ротора;
  • ослабление крепления на месте установки;
  • обрыв сварочных швов в консоли или раме.

Алгоритм выявления вибрации и методы ее устранения

Допустимая вибрация электродвигателя определяется требованиями ГОСТ 16921-71 и ГОСТ 20815-75. Если нет возможности определить ее величину и причины возникновения с помощью специальной аппаратуры, используется такая простая методика.

В режиме штатной нагрузки необходимо осмотреть двигатель, и проверить надежность его крепления к сварной конструкции или анкерам фундамента и затянуть ослабленные резьбовые соединения. После этого двигатель отсоединяют от приводимого механизма и запускают в режиме холостого хода. Если вибрация электродвигателя отсутствует, то причиной ее возникновения является соединительная муфта со стороны приводимого механизма. В этом случае проверяют центровку полумуфт, состояние резиновых шайб и лепестков, а также вес пальцев одной пары (при выявлении расхождения подбираются пальцы с одинаковой массой).

Когда вибрация сохраняется и на холостом ходу, то причина ее возникновения кроется в самом двигателе. Выявить источник можно в режиме выбега электрической машины (естественной остановки после прекращения подачи питания). Если останов электродвигателя происходит без биения вала, необходимо проверить равномерность зазора между ротором и статором. Затухающая амплитуда при снятом напряжении свидетельствует о деформации вала ротора, обрыва стержней короткозамкнутого или замыкания обмоток фазного ротора.

Читать еще:  Шевроле ланос дымит двигатель причины

Дисбаланс ротора устраняется на специальных станках высверливанием лишнего металла из торца вала. В случае повреждения обмоток фазных роторов их необходимо перемотать. Треснувшие и оборванные стержни «беличьей клетки « удаляются и заменяются новыми.

Причиной вибрации могут быть изношенные подшипники, сигнализирующие о наличии дефекта повышенной температурой и сильным шумом. Такой вид биения устраняется простой заменой отработавших подшипников. Измерение вибрации подшипников электродвигателя при помощи установленных датчиков позволяет выявить появление проблемы на ранней стадии.

Для ответственных механизмов на оборонных предприятиях, гидроэлектростанциях и прочее установлен график измерения вибрации электродвигателей.

Испытание электродвигателей переменного тока — Измерение вибрации подшипников электродвигателя

Содержание материала

  • Испытание электродвигателей переменного тока
  • Испытание повышенным напряжением повышенной частоты
  • Измерение сопротивления постоянному току
  • Измерение вибрации подшипников электродвигателя
  • Проведение периодических проверок, измерений и испытаний электродвигателей переменного тока
  • Испытания повышенным напряжением промышленной частоты
  • Измерение зазоров в подшипниках скольжения

Вибрация измеряется на всех подшипниках электродвигателя. Вибрация должна измеряться в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения, в поперечном, осевом и вертикальном направлениях возможно ближе к оси вращения (рис. 6). Способ установки вибропреобразователей с помощью резьбовых соединений является предпочтительным. Штифт виброметра устанавливается в том направлении, в котором измеряется вибрация.

Таблица 22.7. Допустимые зазоры в подшипниках скольжения

Диаметр вала, мм

Зазор, мм, при частоте вращения, об/мин

Рис. 6. Измерение составляющих вибрации.

х — продольная; у — поперечная; z — вертикальная.

Измерение вибрации подшипников следует производить при номинальных значениях напряжения и частоты электрической сети.

Значения вибрации, измеренной на каждом подшипнике, должны быть не более следующих величин:

Синхронная частота вращения

Допустимая вибрация, мкм.

Измерение разбега ротора в осевом направлении.

Измерение производится для электродвигателей, имеющих подшипники скольжения, и поступившие на монтаж в разобранном виде. После установки статора и ротора проверяют осевой разбег вала, т.е. зазора между заточками шеек вала и торцами вкладышей подшипников.

Осевой разбег ротора не должен превышать 2-4 мм. Регулировку осевых зазоров производят перемещением подшипников стояков. Разбег устанавливается в обе стороны от центрального положения ротора, определяемого магнитным полем.

Испытание воздухоохладителя гидравлическим давлением.

Производится избыточным гидравлическим давлением 0,2-0,25 МПа (2 ÷2,5кгс/см). Продолжительность испытания составляет 10мин. В процессе испытаний не должно быть снижения давления или утечки жидкости из воздухоохладителя.

Проверка работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом.

Первый пробный пуск электродвигателя производится после окончания испытаний двигателя при их положительных результатах. Для пуска электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом осуществляется целый ряд организационно-технических мероприятий.

Для пуска электродвигателя должно быть получено разрешение от организации, выполняющей монтаж и ревизию двигателя, а также от организации, поводившей мон таж рабочего механизма.

Перед подачей на двигатель напряжения необходимо произвести внешний осмотр его, убрать посторонние предметы, проверить состояние подшипников и наличие масла в них, а также надежность заземления корпуса двигателя. Перед пуском следует провернуть ротор вручную или с помощью приспособления для проверки свободного вращения и смазки подшипников, проверить действие защитной и сигнальной аппаратуры и правильности присоединения выводов двигателя к сети.

Первое включение электродвигателя длится 1-2 с. определяется направление вращения и отсутствие задеваний и ненормальных явлений. При удовлетворительных результатах первого пуска осуществляется включение двигателя на более длительное время и опробывание работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом.

При этом необходимо проверять: — нагрев подшипников и обмоток активной стали; — вибрацию электрической машины; — отсутствие шума в двигателе; — величину тока холостого хода, напряжение и частоту вращения ротора; — работу системы охлаждения двигателя; — правильность работы смазки подшипников.

Продолжительность работы электродвигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом составляет не менее 1 час.

Проверка работы электродвигателя под нагрузкой.

При удовлетворительных результатах проверки работы электродвигателя на холостом ходу он включается под нагрузку, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи в эксплуатацию.

Объем проверок работы электродвигателя под нагрузкой аналогичен работе двигателя на холостом ходу или с ненагруженным механизмом. Дополнительно для электродвигателей с регулируемой частотой вращения определяются пределы регулирования.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector