浅析电机振动故障及处理方法安冬冬

浅析电机振动故障及处理方法安冬冬

安冬冬刘龙

（中国能源建设集团湖南火电建设有限公司湖南长沙410009）

摘要：电机日夜不断的高速运转，加之技术工作者的不当操作，使得电机时不时地发生故障。有效降低电机故障的次数，是当今企业发展以及工人的发展所面临的一项挑战。本文结合具体工作经验，对电机故障产生原因进行一个具体的分析研究，并提出一套合理的解决方案，最终认识到电机的维修与保养对电机的正常运行至关重要。

关键词：电机振动；故障；处理方法

1.电机振动故障问题案例分析

国内某压水堆核电站所采购的百万千瓦级主泵电机系国内某大型电机厂首次自主研发、设计及制造。基于三轴承主泵泵组设计结构，电机进行出厂试验的部件除电机本体外，还包含主泵电机上支座、主泵电机下支座的泵类部件。电机在厂内进行试运转过程中，出现了轴振值严重超标现象。通过多方面的查找、分析，确定了原因并进行了相应的设计与工艺改进，最终使电机的试验振动满足设计要求。

1.1主泵电机振动监测

主泵电机进行试运转过程中，共设置了2个振动监测点，监测点的位置分别位于电机上机架及电机轴，其中上机架的振动上限值设置为90μm，电机轴的振动上限值设置为120μm。每个振动监测点有两个振动传感器，分别监测X、Y向振动，其中电机轴的传感器为涡流式的位移传感器，而电机上机架的传感器为速度传感器，见图1.

图1主泵振动监测点

1.2故障原因分析及处理

1.2.1故障原因分析

通过电机的频谱图（图2）分析，电机在额定转速状态下，上、下方的优势频率均为1倍频，其他频率成分相当小。

图2电机频谱图

初步分析可能存在以下因素：第一，振动监测系统存在问题，怀疑振动传感器的探头出现松动或损坏；第二，转子的剩余不平衡力过大；第三，电机上导轴承间隙过大；第四，推力盘端面跳动值偏大。针对以上采取了以下措施：首先对振动监测设备再次详细检查，确认探头是否出现松动或损坏。其次经过对电机在试验期间测得的振动曲线进行分析，发现电机在试运转过程的低速转动状态下没有出现振动突变。根据生产厂家的经验，若转子自身的动平衡存在问题，电机在较低转速时振动值就会陡升，但是在前述的数次试转的过程中，振动值在达到额定转速前保持在合格范围内且处于稳定转态，故可基本排除问题来源于转子本身。生产厂家在进行的数次试转过程中已对上导轴承的间隙做过微调处理，将间隙值从单边0．165mm逐渐调整到0．15mm，但发现电机在调整后的后续试运转过程中轴振下降幅度不明显。如果继续调整上导瓦与转轴的间隙，存在因间隙过小而导致无法满足运行时轴承部件热膨胀和动压油膜建立需求，最终造成瓦温过高而形成烧瓦的潜在风险。电机试运转时，推力盘端面的跳动值为0．05mm。试运转结束后，生产厂家升版相关的摆度工艺守则，将推力盘与转轴、上半联轴器及可拆轴等一同在10m卧车上测量摆度值，将推力盘端面的跳动值调整到0．02mm。

上述调整及改进后，主泵电机重新试运转，但运转过程中轴振仍不稳定，电机达到额定转速后的振动值在100μm～110μm之间进行波动。此次试运转结果说明造成振动超标的可能因素并不是造成主泵电机轴振偏大的主要原因。进一步分析与排查后，认为转轴上的部件松动也是引起轴振的变化与不稳定重要因素。考虑到由于电机转轴的下导轴承套筒与转轴采用冷装方式，电机运转过程中或因此套筒松动从而造成了轴振偏大。另外，此核电项目的主泵泵组采用是三轴承结构泵组设计，该套筒是在推力盘的上方，套筒轴向长度比此段轴最大短0．15mm，轴向是靠套筒上端的“O”型橡胶圈来撑紧，存在高温下松动的可能。

2.电机振动故障的处理方法

2.1转子不平衡产生的振动及处理方法

由于转子的不平衡状态造成的电机振动有以下三种情况：第一，静不平衡，离心力在支座上产生的振动；第二，动不平衡，离心力偶对支座产生相反的反作用力；第三，混合不平衡，电机实际运行时的一种常见状态。混合不平衡是动静不平衡时产生的作用力，综合作用在支座上产生的振动。处理转子不平衡振动的方法为，第一，运用动平衡检验的基本原理来解决，通过转子不平衡转动时，离心力导致产生的振动找出其具体的不平衡的位置以及不平衡的大小，然后通过加减重量的方式来使其消除；第二，而转子质量所引起的振动，需要提前做好有关平衡试验准备。在实际运行操作过程中，必要情况下，可以运用测振平衡议对转子进行一个平衡试验，最大限度的降低由于转子质量造成的不平衡。

2.2电机轴承引起的振动

功率不同的机械设备其相应的电机轴承也是不同的，其造成振动后果的原因也不尽相同，电机在运行时，轴承上的作用力会造成两种不一样的振动：一种是轴承座与转子之间的振动，另一种是轴承座自身的振动。中小型电机大多运用的是滚动轴承，其振动的产生原因主要有以下几个方面：

第一，间隙的存在及滚道表面的波纹度大小等。在深度分析后发现架孔中的间隙是导致轴承振动的主要原因所在，不论间隙的大小都会引发电机产生振动。第二，轴承安装时的配合精度，主要是轴承与端盖、轴承与转轴档位之间的配合精度，因此事先检验轴承的配合精度，及时改正不合理的配合精度，可有效降低电机振动频率。第三，使用润滑剂来减小机械设备间的相互摩擦力的作用，电机轴承上也会运用润滑剂来减小摩擦。润滑剂过多过于黏稠会降低其使用效果，但润滑剂过少过稀的话，又会造成电机轴承间的干摩擦。因此，要正确合理配置润滑剂的浓度进行涂抹。第四，在滑动轴承中，其支撑轴是由油泵打进的润滑油膜组成，油膜的不正常会造成润滑油产生气泡或者涡动，进一步导致轴承异常。

2.3电机定子绕组的振动

电子在运行过程中，其定子绕组会受到各种不同力的作用，由此产生绕组不同形式的频率振动，主要受绕组电流与漏磁通之间的作用力；转子磁拉力；由于热胀冷缩而来的力的影响。研究电机时可以运用牢固的线棒或者端部轴支架来有效降低振动频率，以此来防止槽部和顶部的振动。

2.4确保电机各部分的质量

从根源上解决电机振动问题需要对其质量进行一个有效保证要：发现定子铁芯有移动时，要及时修理，解决问题；合理控制轴承和轴瓦之间的间隙，将间隙控制在有效的范围之中，保证其正常的运行；当轴承和轴瓦出现重度磨损时，要及时更换滚动轴承，重新修理和检验滑动轴承。

3.结语

通过本文的分析，电机振动的引发原因众多，此现象一经发现，需及时提出解决方案加以处理维修。如果对该问题不加以重视的话，会加速电机的损害程度，进一步降低其使用寿命，增加企业的经济损失。因此，我们要明确电机振动的引发原因及其造成的不良后果，找准原因，对症下药，才能更好的解决电机振动问题。

参考文献:

[1]程连明。电动机常见问题浅析及措施[J]。科技资讯，2010（21）。

[2]陈泽忠。电动机的运行维护[J]。山西焦煤科技，2010（S1）。