Verrattuna vaakasuuntaisiin moottoreihin pystymoottoreissa, etenkin suurissa, on erityinen laakerijärjestelmä, jonka toisessa päässä käytetään kulmakosketuskuulalaakereita. -Kuulalaakereiden ainutlaatuisen rakenteen vuoksi on välttämätöntä, että laakereita ei koskaan asenneta päinvastaiseen suuntaan, koska tämä aiheuttaa välittömän vian. Jos laakereita ei ole asennettu oikein tai jos ne siirtyvät aksiaalisesti väärin moottorin käydessä, se voi aiheuttaa epänormaalia tärinää ja epätavallisia ääniä.
Meluongelmat pystysuuntaisissa moottoreissa
Pystysuuntaisissa moottoreissa, erityisesti suurissa, on erityinen laakerirakenne, jonka toisessa päässä on usein kulmakosketuskuulalaakerit. Tämä tarkkuuslaakerirakenne voi vaurioitua, jos se suunnataan väärin asennuksen aikana. Lisäksi virheellinen laakereiden asennus tai aksiaalinen siirtymä moottorin käytön aikana voi aiheuttaa epänormaalia tärinää ja melua.
Yksiriviset kulmakosketuskuulalaakerit on suunniteltu erityisesti kestämään yhdistettyjä kuormia, jolloin ne kestävät merkittäviä aksiaalisia voimia yhteen suuntaan. Pystysuuntaisissa moottoreissa näitä laakereita käytetään tyypillisesti akselin ulkopuolisessa päässä käsittelemään aksiaalivoimia, jotka ylittävät syväurakuulalaakereiden kantavuuden. Niiden mitat ovat yhteensopivia vastaavien moottorissa käytettyjen yksirivisten radiaalilaakereiden kanssa, mikä välttää mahdolliset ongelmat suunnittelun uudelleensuunnittelussa.
Kulmakuulalaakereiden käyttö pystysuuntaisissa moottoreissa mahdollistaa ne kestämään merkittäviä aksiaalivoimia ja säilyttämään tasapainoisen asennon roottorin ja staattorin välillä. Tällaisissa sovelluksissa nämä laakerit asennetaan yleensä pareittain erilaisten käyttövaatimusten täyttämiseksi. Asettamalla laakerit strategisesti, aksiaalinen voima voidaan kohdistaa tasapainottamaan moottorin roottorin painoa, mikä johtaa vakaaseen aksiaaliseen suhteelliseen asemaan roottorin ja staattorin välillä.
Sekä kannatus- että ripustuskuulalaakerit asettavat omat haasteensa moottorin käytön aikana. Erityisesti mikä tahansa aksiaalinen liike tai tärinä voi aiheuttaa epävakaata toimintaa ja melua. Aksiaalisen mittasovituksen lisäksi staattorin ja roottorin magneettiset keskustat asettuvat sähkömagneettisen voiman vaikutuksesta spontaanisti kohdakkain tehon kytkemisen jälkeen.
Moottorin laakerikokoonpanon valinnassa voidaan toteuttaa useita toimenpiteitä. Näitä ovat parillisten kulmakosketuskuulalaakereiden käyttö aksiaalisen siirtymän tehokkaaseen hallintaan, kolmilaakerisen rakenteen käyttö vakauden parantamiseksi ja riittävän esisiirtymän toteuttaminen staattorin ja roottorin välillä. On kuitenkin tärkeää huomata, että esisiirtymän määrää on säädettävä hyväksyttävissä rajoissa haitallisten vaikutusten välttämiseksi. Lisäksi pystysuuntaisten moottoreiden varastoinnin, kuljetuksen ja testauksen aikana yksikkö on pidettävä oikeassa pystyasennossa, jotta vältetään laakereiden vaurioituminen, jos se voi johtua ulkoisista voimista.
Tärinäongelmat suurissa pystysuuntaisissa moottoreissa
Keskitymme nyt suurten pystysuorien pumppumoottoreiden tärinäongelmiin. Tällaisissa moottoreissa on tyypillisesti merkittävät sylinterilaakerit ja kokonaiskorkeus, ja ne toimivat noin 1500 rpm. Ylälaakereissa käytetään tyypillisesti liukulaakereita tai kitkaa vähentäviä laakereita; liukulaakereiden tärinäongelmat liittyvät kuitenkin tyypillisesti ohjausholkkien säätöihin, joten ne eivät kuulu tämän keskustelun piiriin. Keskitymme tärinäongelmiin moottoreissa, joissa on laakerit yläasennossa ja joiden suunnittelu sisältää moottorin, sylinterin tuen, pumppupesän ja imu-/pakoputket.
Värähtelyn amplitudi on suurin moottorin yläosassa ja laskee asteittain alaspäin selkeällä suuntakuviolla. Kuivan moottorin testauksen aikana, kun moottori on kytketty tukikoteloon, mutta ei pumpun roottoriin, hallitseva värähtelytaajuus on sama kuin pyörimisnopeus. Kuitenkin sen jälkeen, kun moottori on kytketty pumpun roottoriin, hallitseva taajuus voi muuttua jopa 2X.
Moottorin tärinä vähenee vähitellen korkeuden myötä osoittaen suuntaominaisuuksia. Tärinätaajuus voi muuttua merkittävästi moottorin kytkemisen jälkeen pumppuun. Esimerkiksi moottorin tärinäongelmat voivat johtua useista tekijöistä: liiallinen tärinä ensimmäisen käyttöönoton aikana, moottorin vaihdon tai korjauksen jälkeen tai jatkuva tärinä, vaikka pumpun roottori on sammutettu käytön aikana.
Moottorin tärinä voi tulla useista lähteistä, mukaan lukien itse moottorista, tukisylinteristä, pumpun pesästä ja imu-/pakoputkesta.
Moottorin tärinä voi johtua useista sisäisistä tekijöistä. Riittämätön tasapainotustarkkuus on kriittinen ongelma varsinkin moottoriin yhdistetyissä tukisylinterijärjestelmissä, joissa yleinen jäykkyys on alhainen. Pienikin epätasapaino voi aiheuttaa huomattavaa moottorin tärinää. Epätasapainon vähentäminen on kuitenkin usein tehokasta tärinän vaimentamisessa. Lisäksi laakerien virheellinen asennus lisää usein moottorin tärinää. Esimerkiksi kun ylälaakeri kantaa kuormaa ja alalaakeri antaa tukea ja suuntaa, roottori pysyy ripustettuna. Tämä selittää, miksi ylälaakeri rikkoutuu usein ensimmäisenä. Kummankin laakerin kuorman jakautumisen tarkistaminen voi estää tällaiset ongelmat.
Tukirakenteen riittämätön jäykkyys voi aiheuttaa tärinäongelmia. Kun moottori liitetään tukirakenteeseen, sen luontaiset jäykkyysrajoitukset tulevat vähitellen ilmi. Sen määrittämiseksi, onko ongelma - moottorissa vai tukirakenteessa, testipenkillä voidaan suorittaa erilliset testit: yksi vain moottorilla ja toinen moottorilla ja tukirakenteella yhdessä. Samalla vaikutusta voidaan vähentää vahvistamalla tukea ja soveltamalla säätötekniikoita.
Joidenkin moottoreiden rakenteellinen resonanssi voi vaikuttaa merkittävästi tärinätasoihin. Kenttätestit osoittavat, että resonanssitaajuudet voivat vaikuttaa toimintaan ±160 rpm:n alueella, joskus suoraan nimellisnopeuteen. Tällaisissa tapauksissa kokeellinen tarkastus ja moottorin tarkkuuden parantaminen ovat tarpeen tärinän vähentämiseksi. Rakenteellisella resonanssilla voi olla merkittävä vaikutus moottorin tärinään; Tämän vaikutuksen vähentämiseksi tarvitaan kokeellista vahvistusta ja moottorin tarkkuuden parantamista.
Tärinäongelmia ratkaistaessa on tarpeen ottaa kokonaisvaltaisesti huomioon erilaiset tekijät ja ryhtyä kohdennettuihin toimenpiteisiin. Näitä voivat olla tasapainotuksen tarkkuuden parantaminen, yleisen pystysuuntauksen varmistaminen, laakerivälysten säätäminen, tilapäisten tukien lisääminen ja rummun tukirakenteen uudelleensuunnittelu. Tilapäisiä tukitoimenpiteitä toteutettaessa on varmistettava, että tukipisteet sijaitsevat moottorin yläosassa ja tukivoimaa säädetään vastaavasti tärinän merkittävän alenemisen saavuttamiseksi.
