У поређењу са хоризонталним моторима, вертикални мотори, посебно велики, имају посебан систем лежаја који користи кугличне лежајеве са угаоним контактом на једном крају. Због-јединственог дизајна кугличних лежајева са угаоним контактом, неопходно је да се лежајеви никада не постављају у обрнутом смеру, јер ће то изазвати тренутни квар. Ако лежајеви нису правилно постављени или ако постану аксијално неусклађени док мотор ради, то може изазвати абнормалне вибрације и необичне звукове.
Проблеми са буком у вертикалним моторима
Вертикални мотори, посебно велики, имају посебан дизајн лежаја који је често опремљен кугличним лежајевима са угаоним контактом на једном крају. Ова прецизна конструкција лежаја може се оштетити ако је погрешно оријентисана током монтаже. Поред тога, неправилна инсталација лежаја или аксијално померање током рада мотора може изазвати абнормалне вибрације и буку.
Једноредни куглични лежајеви са угаоним контактом су посебно дизајнирани да издрже комбинована оптерећења, омогућавајући им да издрже значајне аксијалне силе у једном правцу. Код вертикалних мотора, ови лежајеви се обично користе на крају продужетка који није осовина за руковање аксијалним силама које премашују носивост кугличних лежајева са дубоким жљебовима. Њихове димензије су компатибилне са одговарајућим једноредним радијалним лежајевима који се користе у мотору, чиме се избегавају потенцијални проблеми који се јављају при редизајнирању дизајна.
Употреба кугличних лежајева са угаоним контактом у вертикалним моторима омогућава им да издрже значајне аксијалне силе и одржавају уравнотежен положај између ротора и статора. У таквим применама, ови лежајеви се обично инсталирају у паровима како би се испунили различити оперативни захтеви. Стратешким позиционирањем лежајева, аксијална сила се може применити како би се уравнотежила тежина ротора мотора, што резултира стабилним аксијалним релативним положајем између ротора и статора.
И носеће и суспендоване конфигурације кугличних лежајева са угаоним контактом представљају сопствене изазове током рада мотора. Посебно, свако аксијално померање или вибрација може изазвати нестабилан рад и буку. Поред аксијалног димензионалног усклађивања, након примене струје, магнетни центри статора и ротора се спонтано поравнавају под утицајем електромагнетне силе.
Када је у питању избор конфигурације лежаја мотора, може се предузети неколико мера. Ово укључује употребу упарених кугличних лежајева са угаоним контактом за ефикасну контролу аксијалног померања, коришћење дизајна са три лежаја за побољшање стабилности и примену адекватног претходног померања између статора и ротора. Међутим, важно је напоменути да се количина претходног померања мора контролисати у прихватљивим границама како би се избегли негативни ефекти. Поред тога, током складиштења, транспорта и тестирања вертикалних мотора, јединица мора да се одржава у исправном вертикалном положају како би се спречило оштећење лежајева услед неправилног излагања спољним силама.
Проблеми са вибрацијама код великих вертикалних мотора
Сада ћемо се фокусирати на проблеме са вибрацијама у великим вертикалним моторима пумпе. Такви мотори обично имају значајне лежајеве цилиндра и укупну висину, раде на око 1500 о/мин. Горњи лежајеви обично користе обичне или антифрикционе лежајеве; међутим, проблеми са вибрацијама клизних лежајева обично су повезани са подешавањем водеће чауре и стога су ван оквира ове дискусије. Фокусираћемо се на проблеме са вибрацијама код мотора са лежајевима у горњем положају, чији дизајн укључује мотор, ослонац цилиндра, кућиште пумпе и доводно/издувни цевовод.
Амплитуда вибрација је максимална на врху мотора и постепено се смањује надоле са јасним смером. Током тестирања мотора на суво, када је мотор повезан на кућиште носача, али не и на ротор пумпе, доминантна фреквенција вибрација је иста као и брзина ротације. Међутим, након повезивања мотора са ротором пумпе, доминантна фреквенција се може померити до 2Кс.
Вибрације мотора постепено опадају са висином, показујући карактеристике правца. Фреквенција вибрација може се значајно променити након повезивања мотора са пумпом. На пример, проблеми са вибрацијама мотора могу бити узроковани неколико фактора: прекомерне вибрације током почетног пуштања у рад, након замене или поправке мотора, или упорне вибрације упркос томе што је ротор пумпе искључен током рада.
Вибрације мотора могу доћи из неколико извора, укључујући сам мотор, потпорни цилиндар, кућиште пумпе и усисне/издувне водове.
Вибрације мотора могу бити узроковане различитим унутрашњим факторима. Недовољна прецизност балансирања је критичан проблем, посебно у системима потпорних цилиндара у комбинацији са мотором где је укупна крутост ниска. Чак и мала неравнотежа може изазвати значајне вибрације мотора. Међутим, смањење неравнотеже је често ефикасно у ублажавању вибрација. Поред тога, неправилна уградња лежајева често доприноси вибрацијама мотора. На пример, када горњи лежај носи оптерећење, а доњи лежај пружа подршку и правац, ротор остаје суспендован. Ово објашњава зашто горњи лежај често први поквари. Провера расподеле оптерећења оба лежаја може спречити такве проблеме.
Недовољна крутост потпорне конструкције може изазвати проблеме са вибрацијама. Када је мотор повезан са потпорном структуром, његова инхерентна ограничења крутости постепено постају очигледна. Да би се утврдило да ли је проблем - у мотору или потпорној структури, могу се извршити одвојени тестови на испитној клупи: један са самим мотором, а други са мотором и потпорном структуром заједно. Истовремено, утицај се може смањити јачањем подршке и применом техника прилагођавања.
Структурна резонанца у неким моторима може значајно утицати на нивое вибрација. Теренски тестови показују да резонантне фреквенције могу утицати на рад у опсегу од ±160 о/мин, понекад директно утичући на номиналну брзину. У таквим случајевима неопходна је експериментална верификација и побољшање тачности мотора да би се смањиле вибрације. Структурна резонанца може имати значајан утицај на вибрације мотора; За смањење овог ефекта потребна је експериментална потврда и побољшање прецизности мотора.
Приликом решавања проблема са вибрацијама потребно је свеобухватно узети у обзир различите факторе и предузети циљане мере. То може укључивати побољшање тачности балансирања, обезбеђивање општег вертикалног поравнања, подешавање зазора лежајева, додавање привремених ослонаца и редизајн структуре потпоре бубња. Приликом спровођења привремених мера потпоре, потребно је обезбедити да се тачке ослонца налазе на врху мотора и да је сила потпоре подешена у складу са тим како би се постигло значајно смањење вибрација.
