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　　電機(jī)振動的危害、原因及判斷和排除故障的方法

　　內(nèi)容簡介：一般來講，引起電動機(jī)振動的原因不外乎機(jī)械和電磁兩方面的原因。引起直流電動機(jī)振動的主要原因是機(jī)械上、電氣上和安裝上的原因。在生產(chǎn)中我們經(jīng)常采用斷電法來檢查區(qū)分是由于電磁還是機(jī)械原因引起的振動

　　電動機(jī)在各行各業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，而在使用中會出現(xiàn)許多問題，其中電機(jī)振動是日常生產(chǎn)生活中較輕易碰到的。

　　一、電動機(jī)振動的危害

　　電動機(jī)振動會加速電動機(jī)軸承磨損，使軸承的正常使用壽命大大縮短，同時(shí)，電動機(jī)振動將使繞組絕緣下降。由于振動使電機(jī)端部綁線松動，造成端部繞組產(chǎn)生相互磨擦，絕緣電阻降低，絕緣壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)造成絕緣擊穿。另外，電動機(jī)振動會造成所拖動機(jī)械的損壞，影響四周設(shè)備的正常工作，發(fā)出很大的噪聲。

　　二、電動機(jī)振動的原因

　　一般來講，引起電動機(jī)振動的原因不外乎機(jī)械和電磁兩方面的原因。引起直流電動機(jī)振動的主要原因是機(jī)械上、電氣上和安裝上的原因。電機(jī)振動極限值在國家標(biāo)準(zhǔn)GB100068.2一88《旋轉(zhuǎn)電機(jī)振動測定方法及極限振動極限》中都有規(guī)定。振動是所有電機(jī)在制造、安裝、運(yùn)行維護(hù)與檢修中經(jīng)常遇到和必須解決的問題。振動過大會導(dǎo)致電機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性破壞、換向條件惡化、零部件損壞、電機(jī)壽命縮短，甚至造成停機(jī)故障。

　　機(jī)械部分故障主要有以下幾點(diǎn)：

　　機(jī)械方面主要存在地腳緊固不牢，基礎(chǔ)臺面傾斜，不平；軸承損壞，轉(zhuǎn)軸彎曲變形，電動機(jī)軸線中心與其所拖動機(jī)械軸線中心不一致；定、轉(zhuǎn)子鐵芯磁中心不一致，轉(zhuǎn)子動平衡不良等。轉(zhuǎn)動部分不平衡主要是轉(zhuǎn)子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動輪（制動輪）不平衡引起的。

　　處理方法是先找好轉(zhuǎn)子平衡。如果有大型傳動輪、制動輪、耦合器、聯(lián)軸器，應(yīng)與轉(zhuǎn)子分開單獨(dú)找好平衡。再有就是轉(zhuǎn)動部分機(jī)械松動造成的。如：鐵心支架松動，斜鍵、銷釘失效松動，轉(zhuǎn)子綁扎不緊都會造成轉(zhuǎn)動部分不平衡。

　　1、聯(lián)動部分軸系不對中，中心線不重合，定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過程中，對中不良、安裝不當(dāng)造成的。還有一種情況，就是有的聯(lián)動部分中心線在冷態(tài)時(shí)是重合一致的，但運(yùn)行一段時(shí)間后由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn)，基礎(chǔ)等變形，中心線又被破壞，因而產(chǎn)生振動。機(jī)座、端蓋重要支承件制造誤差或運(yùn)行變形。由于機(jī)座、端蓋等轉(zhuǎn)子重要支承件的配合面形位誤差超差，特別是大、中型電機(jī)運(yùn)行較長時(shí)間后機(jī)座、端蓋等重要支承件變形，使電機(jī)在運(yùn)行時(shí)軸承產(chǎn)生干擾力，造成電機(jī)振動。這些配件的誤差或變形可采用回轉(zhuǎn)打百分表等方式測得，發(fā)現(xiàn)有這一情況后，應(yīng)對配件進(jìn)行焊修等工藝方式處理，或更換配件。

　　2、與電機(jī)相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴(yán)重，對輪潤滑不良，聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位，齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴(yán)重，都會造成一定的振動。

　　3、電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉(zhuǎn)軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過大或過小，軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠，電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢，底腳螺栓松動，軸承座與基礎(chǔ)板之間松動等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度產(chǎn)生異常。電樞不平衡。由于旋轉(zhuǎn)時(shí)不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力的作用，使軸承上作用有一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，造成了電機(jī)和基礎(chǔ)的振動。當(dāng)氣隙不勻、主極固定不緊或機(jī)座、端蓋的剛度較差時(shí)，都會造成振動加劇，因此檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子不平衡時(shí)，必須重新進(jìn)行動平衡。

　　4、電機(jī)拖動的負(fù)載傳導(dǎo)振動。例如：汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)振動，電機(jī)拖動的風(fēng)機(jī)、水泵振動，引起電機(jī)振動。

　　電氣部分的故障是由電磁方面的原因造成的，電氣部分故障主要有以下幾點(diǎn)：

　　電磁方面主要存在三相電壓不平衡，電動機(jī)單相運(yùn)行。三相電流不平衡，各相電阻電抗不平衡，電動機(jī)不對稱運(yùn)行。電動機(jī)重繞后繞組接線錯(cuò)誤，轉(zhuǎn)子鼠籠斷條，短路環(huán)開裂等。主要包括：交流電機(jī)定子接線錯(cuò)誤、繞線型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路，同步電機(jī)勵(lì)繞組匝間短路，同步電機(jī)勵(lì)磁線圈聯(lián)接錯(cuò)誤，籠型異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子斷條，轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均，導(dǎo)致氣隙磁通不平衡從而造成振動。

　　導(dǎo)致電機(jī)振動的原因多種多樣，以上僅是筆者在工作中，實(shí)際遇到的一些故障總結(jié)如上。下面對這些直流電動機(jī)振動的原因作簡單介紹：

　　1、電磁力。這種電磁力主要是由極靴下磁通的縱振蕩產(chǎn)生的，通常具有齒頻率，尤其是定子也是開口槽時(shí)，磁通脈振增加，更易造成交變磁拉力。由于直流電動機(jī)固定在機(jī)座上的主極是集中質(zhì)量，在交變磁拉力和主極集中力的作用下，使機(jī)座產(chǎn)生撓曲和橫向振動。

　　設(shè)計(jì)上采用非均勻氣隙、電樞斜槽以及磁性定子開口槽楔，都是減少磁通振蕩和振動電磁力的有效措施。

　　2、氣隙不均勻。由于裝配氣隙不均勻，電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生單邊磁拉力，其作用相當(dāng)于電機(jī)轉(zhuǎn)軸撓度增加。因此保證氣隙裝配均勻是防止振動的必要措施。

　　3、轉(zhuǎn)子線圈損壞。由于轉(zhuǎn)子線圈損壞使電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子徑向受力不均勻，其結(jié)果與轉(zhuǎn)子不平衡類似。轉(zhuǎn)子線圈損壞可用電工儀表測出。

　　三、振動原因的初步判別方法：

　　在解決電機(jī)振動問題時(shí)，首先要判別電機(jī)的振動由哪方面原因引起的，即機(jī)械、電氣和安裝上三者之間的原因判定。

　　1、區(qū)分振動是電動機(jī)還是負(fù)載機(jī)械引起的。方法是斷開電動機(jī)與負(fù)載機(jī)械的連接，若振動變化較大，則與負(fù)載機(jī)械或安裝有關(guān)；若振動變化很小，則是電動機(jī)本身產(chǎn)生的。

　　2、區(qū)分振動是電氣原因還是機(jī)械原因產(chǎn)生的。方法是將電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)至*高轉(zhuǎn)速，突然切斷電源，若振動隨之突然減小，振動則是電氣原因引起的；若振動變化不大，則主要是機(jī)械原因引起的。

　　3、除此之外，也有電機(jī)安裝方面的原因。由于電機(jī)與負(fù)載機(jī)械之間的連接安裝不良，也必然造成電機(jī)運(yùn)行時(shí)的干擾力，使機(jī)組產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速相同角頻率的振動。采用聯(lián)軸器、聯(lián)軸節(jié)連接時(shí)，應(yīng)保證同軸度要求；采用三角帶傳動連接時(shí)，應(yīng)保證帶槽的平行要求，減少皮帶的振動；采用齒輪傳動連接時(shí)，應(yīng)保證兩軸之間的平行度要求，使齒輪能正確嚙合。

　　四、檢查及消除電動機(jī)的振動

　　電動機(jī)振動較平時(shí)大時(shí)，應(yīng)采用振動表沿水平和垂直方向測量各部分振動值，并做相應(yīng)記錄。傾聽電動機(jī)定子腔內(nèi)部聲音和軸承轉(zhuǎn)動聲音，檢查地腳，如無明顯異?，F(xiàn)象，則采用脫開所拖動機(jī)械，單獨(dú)空轉(zhuǎn)電動機(jī)，以判定是電動機(jī)本身振動還是拖動機(jī)械引起的振動。在生產(chǎn)中會發(fā)現(xiàn)電動機(jī)修理后因種種原因致三相繞組磁勢不對稱，電動機(jī)在空載或低負(fù)荷時(shí)，表現(xiàn)出來的振動并不十分明顯，而一旦接帶的負(fù)荷加重，電動機(jī)振動也就逐漸加劇。

　　在生產(chǎn)中我們經(jīng)常采用斷電法來檢查區(qū)分是由于電磁還是機(jī)械原因引起的振動。斷電法即對運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下的電動機(jī)采取忽然斷電，若振動忽然減小，則可判定是由電磁原因引起的，若振動值變化不是很大，則可能是機(jī)械方面的原因引起的。

　　針對機(jī)械方面造成的振動，若是由于軸承磨損，則應(yīng)立即更換同型號軸承；若是由于轉(zhuǎn)軸變形彎曲，則必須進(jìn)行校軸或更換轉(zhuǎn)軸；若因地角緊固不牢，則重新緊牢即可?；A(chǔ)強(qiáng)度不夠，臺板高低不平看似小問題，但往往是導(dǎo)致振動的*直接原因。防爆安全與健康養(yǎng)身了解到，某公司一臺高壓電動機(jī)振動較大，多次進(jìn)行中心找正，但未能消除振動，吊開電動機(jī)后，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)臺板由兩塊鋼板拼接而成，一側(cè)鋼板稍高，另一側(cè)較低，拼接焊縫又未打磨平，且恰好處在電動機(jī)一側(cè)腳板下，電動機(jī)雖經(jīng)找正，但實(shí)際上有許多地方形成了點(diǎn)接觸面，電動機(jī)中心與機(jī)械中心已找正只不過是一假象，電動機(jī)一運(yùn)行必將不可避免產(chǎn)生振動。采取用氣焊割開拼接處，重新焊接并打磨平整，電動機(jī)再次重新找正后，試轉(zhuǎn)振動反而加大，經(jīng)分析并查找原因后，才發(fā)現(xiàn)鋼板經(jīng)氣割，又經(jīng)電焊，造成一定的熱損傷，強(qiáng)度已嚴(yán)重下降，電動機(jī)轉(zhuǎn)動后與鋼板形成共振，所以振動反而加大，重新做基礎(chǔ)臺面后，才得以消除。另外轉(zhuǎn)子動平衡不良也是造成振動的根本原因，電動機(jī)在出廠時(shí)，轉(zhuǎn)子已經(jīng)過動平衡校驗(yàn)合格的，但在修理電動機(jī)過程中(非凡是對高壓電動機(jī)的修理中)，往往不注重做好記號刻度這一環(huán)節(jié)，擅自拆除經(jīng)動平衡校驗(yàn)整體中的某一部件，重新裝上后，必將造成動平衡不良，致使電動機(jī)振動，消除方法只有重新校驗(yàn)動平衡。

　　針對電磁方面造成的振動，應(yīng)從電源入手開始檢查。檢查三相電壓是否平衡，用鉗形電流表測量三相電流是否平衡，有沒有存在單相運(yùn)行，生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)電動機(jī)接線盒內(nèi)端頭接線因緊固不牢，經(jīng)常燒斷，造成單相運(yùn)行，應(yīng)加強(qiáng)此處檢查并進(jìn)行消除。若在用鉗形電流表測量時(shí)，發(fā)現(xiàn)三相電流不平衡，且表針擺動時(shí)高時(shí)低，說明轉(zhuǎn)子有籠條斷裂現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)立即停止電動機(jī)運(yùn)行，切斷電源，抽出轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查，修復(fù)。另外，還應(yīng)測量三相定子繞組的電阻值，檢查繞組是否對稱，若電阻值不平衡，則說明有開焊部位，也應(yīng)抽出轉(zhuǎn)子后進(jìn)行檢查，重新焊接。 電機(jī)的結(jié)構(gòu)同時(shí)包含電氣和機(jī)械兩部分，也可以說是電氣和機(jī)械的結(jié)合點(diǎn)。所以說，它的故障要一分為二的分析。對電機(jī)的振動故障原因也要分成兩部分。

　　轉(zhuǎn)子在物理結(jié)構(gòu)上不是完全的的中心對稱、軸對稱。在轉(zhuǎn)動時(shí)轉(zhuǎn)動慣量的不平衡導(dǎo)致振動。振動情況根據(jù)轉(zhuǎn)速而變化。比如低速情況下振動很小，高速時(shí)振動大的情況；反過來也有低轉(zhuǎn)速下振動大，高轉(zhuǎn)速時(shí)振動變小的情況。

　　另外，轉(zhuǎn)軸軸承同心度同軸度差也會引起振動，從設(shè)計(jì)上改用空氣軸承可以改善。

　　調(diào)整轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量或軸承同心度度同軸度是很專業(yè)的工作，除了是原產(chǎn)廠家很難操作。 現(xiàn)實(shí)中一般的解決辦法就是在固定電動機(jī)的時(shí)候配置減振彈簧、減振橡膠等。