En comparació amb els motors horitzontals, els motors verticals, especialment els grans, tenen un sistema de coixinets especial que utilitza coixinets de boles de contacte angular en un extrem. A causa del-disseny exclusiu dels coixinets de boles de contacte angular, és imprescindible que els coixinets no s'instal·lin mai en sentit invers, ja que això provocarà una fallada immediata. Si els coixinets no estan instal·lats correctament o si s'alineen axialment mentre el motor està en marxa, es poden produir vibracions anormals i sorolls inusuals.
Problemes de soroll en motors verticals
Els motors verticals, especialment els grans, presenten un disseny especial de coixinets que sovint està equipat amb coixinets de boles de contacte angular en un extrem. Aquest disseny de coixinet de precisió es pot danyar si s'orienta incorrectament durant el muntatge. A més, la instal·lació incorrecta dels coixinets o el desplaçament axial durant el funcionament del motor poden provocar vibracions i sorolls anormals.
Els coixinets de boles de contacte angular d'una sola fila estan dissenyats específicament per suportar càrregues combinades, cosa que els permet suportar forces axials importants en una direcció. En els motors verticals, aquests coixinets s'utilitzen normalment a l'extrem de l'extensió no de l'eix per manejar forces axials que superen la capacitat de càrrega dels coixinets de boles de ranura profunda. Les seves dimensions són compatibles amb els corresponents coixinets radials d'una sola fila utilitzats en el motor, evitant els possibles problemes trobats en el redisseny del disseny.
L'ús de coixinets de boles de contacte angular en motors verticals els permet suportar forces axials importants i mantenir una posició equilibrada entre el rotor i l'estator. En aquestes aplicacions, aquests coixinets solen instal·lar-se en parells per complir diferents requisits operatius. Posicionant estratègicament els coixinets, es pot aplicar una força axial per contrapesar el pes del rotor del motor, donant lloc a una posició relativa axial estable entre el rotor i l'estator.
Tant les configuracions de suport com les suspeses dels coixinets de boles de contacte angular presenten els seus propis reptes durant el funcionament del motor. En particular, qualsevol moviment axial o vibració pot provocar un funcionament inestable i soroll. A més de la concordança dimensional axial, després d'aplicar la potència, els centres magnètics de l'estator i el rotor s'alineen espontàniament sota la influència de la força electromagnètica.
Quan es tracta d'escollir una configuració de coixinets de motor, es poden prendre diverses mesures. Aquests inclouen l'ús de coixinets de boles de contacte angular aparellats per controlar eficaçment el desplaçament axial, l'ús d'un disseny de tres coixinets per millorar l'estabilitat i la implementació d'un predesplaçament adequat entre l'estator i el rotor. Tanmateix, és important tenir en compte que la quantitat de pre-desplaçament s'ha de controlar dins de límits acceptables per evitar efectes adversos. A més, durant l'emmagatzematge, transport i prova de motors verticals, la unitat s'ha de mantenir en la posició vertical correcta per evitar danys als coixinets a causa d'una exposició inadequada a forces externes.
Problemes de vibració en grans motors verticals
Ara ens centrarem en els problemes de vibració dels grans motors de bombes verticals. Aquests motors solen tenir coixinets de cilindres i alçada total importants, que funcionen a unes 1500 rpm. Els coixinets superiors solen utilitzar coixinets llis o antifricció; tanmateix, els problemes de vibració dels coixinets lliscants s'associen normalment amb els ajustos de la boquilla de guia i, per tant, estan fora de l'abast d'aquesta discussió. Ens centrarem en els problemes de vibració dels motors amb coixinets a la posició superior, el disseny dels quals inclou el motor, el suport del cilindre, la carcassa de la bomba i les canonades d'entrada/escapament.
L'amplitud de vibració és màxima a la part superior del motor i disminueix gradualment cap avall amb un patró direccional clar. Durant les proves del motor sec, quan el motor està connectat a la carcassa de suport però no al rotor de la bomba, la freqüència de vibració dominant és la mateixa que la velocitat de rotació. Tanmateix, després de connectar el motor al rotor de la bomba, la freqüència dominant pot canviar fins a 2X.
La vibració del motor disminueix gradualment amb l'altitud, mostrant característiques direccionals. La freqüència de vibració pot canviar significativament després de connectar el motor a la bomba. Per exemple, els problemes de vibració del motor poden ser causats per diversos factors: vibració excessiva durant la posada en marxa inicial, després d'una substitució o reparació del motor, o vibració persistent malgrat que el rotor de la bomba estigui apagat durant el funcionament.
La vibració del motor pot provenir de diverses fonts, com ara el propi motor, el cilindre de suport, la carcassa de la bomba i les línies d'admissió/escapament.
La vibració del motor pot ser causada per diversos factors interns. La precisió d'equilibri insuficient és un problema crític, especialment en els sistemes de cilindres de suport juntament amb un motor on la rigidesa general és baixa. Fins i tot un lleuger desequilibri pot provocar una vibració important del motor. Tanmateix, reduir el desequilibri sovint és eficaç per mitigar la vibració. A més, la instal·lació incorrecta dels coixinets sovint contribueix a la vibració del motor. Per exemple, quan el coixinet superior porta la càrrega i el coixinet inferior proporciona suport i direcció, el rotor roman suspès. Això explica per què el coixinet superior sovint és el primer a fallar. Comprovar la distribució de la càrrega en ambdós coixinets pot evitar aquests problemes.
La rigidesa insuficient de l'estructura de suport pot causar problemes de vibració. Quan un motor està connectat a una estructura de suport, les seves limitacions de rigidesa inherents es fan evidents gradualment. Per determinar si el problema - es troba al motor o a l'estructura de suport, es poden realitzar proves separades en un banc de proves: una amb el motor sol i una altra amb el motor i l'estructura de suport junts. Al mateix temps, es pot reduir l'impacte reforçant el suport i aplicant tècniques d'ajust.
La ressonància estructural en alguns motors pot afectar significativament els nivells de vibració. Les proves de camp mostren que les freqüències de ressonància poden afectar el funcionament en un rang de ±160 rpm, de vegades afectant directament la velocitat nominal. En aquests casos, la verificació experimental i la millora de la precisió del motor són necessàries per reduir la vibració. La ressonància estructural pot tenir un efecte significatiu en la vibració del motor; Es necessita una confirmació experimental i una millora de la precisió del motor per reduir aquest efecte.
A l'hora de resoldre problemes de vibració, cal tenir en compte de manera integral diversos factors i prendre mesures específiques. Aquests poden incloure la millora de la precisió de l'equilibri, la garantia de l'alineació vertical general, l'ajust de les separacions dels coixinets, l'addició de suports temporals i el redisseny de l'estructura de suport del tambor. Quan s'apliquen mesures de suport temporal, cal assegurar-se que els punts de suport estan situats a la part superior del motor i que la força de suport s'ajusti en conseqüència per aconseguir una reducció important de la vibració.
