立式電動機(jī)振動分析

卜敬宇

(佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

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立式電動機(jī)振動分析

卜敬宇

(佳木斯電機(jī)股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

摘要根據(jù)電機(jī)振動導(dǎo)致設(shè)備無法滿足使用要求的情況，對產(chǎn)生電機(jī)振動的原因進(jìn)行了分析，并提出了優(yōu)化方案，對解決電機(jī)振動起到了關(guān)鍵作用。

關(guān)鍵詞電動機(jī)；振動；結(jié)構(gòu)設(shè)計

0引言

隨著我國的核電設(shè)備國產(chǎn)化的進(jìn)程加快，在設(shè)備制造過程中不可避免的出現(xiàn)了一些不可預(yù)知的問題。如陽江核電站噴淋泵電機(jī)現(xiàn)場出現(xiàn)了振動超標(biāo)，不能滿足設(shè)備驗(yàn)收要求，我公司通過現(xiàn)場及廠內(nèi)的振動頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對電機(jī)結(jié)構(gòu)、安裝基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，確保了核電機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

1典型案例

1.1現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

我公司為陽江核電站設(shè)計制造的噴淋泵電機(jī)，型號HYLKS400-4 500kW電壓等級：6.6kV，安裝方式：V1。在制造廠及主機(jī)廠空載及帶載試驗(yàn)，試驗(yàn)振動值小于2.3mm/s，在核電站現(xiàn)場電機(jī)振動超標(biāo)，最高振動值達(dá)到11.5mm/s。

核電現(xiàn)場對電機(jī)法蘭處軸向振動值與基礎(chǔ)安裝底板軸向振動值分別進(jìn)行了測試，測試結(jié)果電機(jī)振動值均為3.5mm/s。同時采用振動頻譜測試儀對電機(jī)振動進(jìn)行了檢測及數(shù)據(jù)采集。頻譜采集數(shù)據(jù)見圖1。

1.2依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB10068—2008《軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動 振動的測量、評定及限值》規(guī)定：“在電機(jī)底腳上(或在座式軸承或定子底腳附近的底座上)的水平垂直兩方向所測得的最大振動速度應(yīng)不超過在鄰近軸承上沿水平或垂直方向所測得的最大振動速度的25%。需要注意的是此項要求確保了試驗(yàn)安裝的整體在水平方向和垂直方向的固有頻率不會出現(xiàn)在下述范圍：(a)電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率的±10% ；(b)二倍旋轉(zhuǎn)頻率的±5%；(c)一倍或二倍電網(wǎng)頻率的±5%。

根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象及頻率數(shù)據(jù)分析，電機(jī)安裝法蘭處與基礎(chǔ)底板振動值接近，系統(tǒng)存在共振。 根據(jù)電機(jī)測試頻譜，存在52Hz、78Hz峰值，即接近電機(jī)軸頻25Hz的2倍、3倍，初步判斷為系統(tǒng)共振。

1.3工廠內(nèi)驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證電機(jī)與安裝基礎(chǔ)之間是否存在系統(tǒng)共振，制造廠通過制造模擬工裝進(jìn)行電機(jī)的模擬現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，同時對電機(jī)進(jìn)行了掃頻測試，測試結(jié)果電機(jī)與安裝基礎(chǔ)系統(tǒng)頻率為工頻52Hz(即轉(zhuǎn)頻26Hz)，接近電機(jī)軸頻率25Hz，掃頻數(shù)據(jù)如圖2所示。

通過現(xiàn)場測試與制造廠模擬試驗(yàn)，根據(jù)GB10068—2008《軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動 振動的測量、評定及限值》要求，系統(tǒng)振動頻率26Hz在電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率25Hz的±10%(即22.5～27.5Hz)之間，系統(tǒng)存在共振現(xiàn)象。

1.4原因分析

1.4.1預(yù)緊力

根據(jù)核電現(xiàn)場對電機(jī)法蘭端蓋與支撐底板增大擰緊力矩值對振動變化的現(xiàn)象，可知螺栓擰緊力對電機(jī)振動的影響。安裝運(yùn)行維護(hù)手冊對電機(jī)安裝法蘭M27螺栓要求擰緊力矩80N·m(后改為500N·m)，基礎(chǔ)底架與基礎(chǔ)底板安裝處M45螺栓要求擰緊力矩256N·m(后改為616N·m)。

1.4.2系統(tǒng)共振

根據(jù)電機(jī)在核電現(xiàn)場頻譜測試，依據(jù)GB10068—2008《軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動 振動的測量、評定及限值》規(guī)定，可以確定系統(tǒng)存在共振。

1.5更改方案

1.5.1增大定、轉(zhuǎn)子氣隙值

將電機(jī)定、轉(zhuǎn)子氣隙值由1.8mm改為2.3mm，以減小磁拉力對電機(jī)軸系的作用，減少擾力。

1.5.2更改電機(jī)軸伸端軸承

將電機(jī)軸伸端軸承NU224改為6224，有利于降低電機(jī)噪聲。

1.5.3更改接口法蘭止口尺寸

電機(jī)接口法蘭止口尺寸由φ1000調(diào)整為φ880，改變支撐系統(tǒng)頻率，使系統(tǒng)頻率遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子工作頻率。

1.5.4更改電機(jī)法蘭與基礎(chǔ)安裝底板螺栓預(yù)緊力升版運(yùn)行維護(hù)手冊中將其更改

1.6分析和驗(yàn)證

1.6.1 軸承壽命計算

電機(jī)伸端軸承圓柱滾子軸承改為深溝球軸承，對軸承壽命進(jìn)行了計算，使用壽命大于10萬小時，滿足技術(shù)規(guī)格書要求。

1.6.2抗震分析結(jié)果

由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，制造廠委托中國地震局工程力學(xué)研究所對核電站噴淋泵電機(jī)重新進(jìn)行抗震分析計算，抗震分析結(jié)果能夠滿足相關(guān)規(guī)范與技術(shù)規(guī)格書要求。

1.6.3電機(jī)試驗(yàn)情況

更改后的電機(jī)根據(jù)電機(jī)試驗(yàn)大綱要求，在制造廠內(nèi)分別進(jìn)行了各項試驗(yàn)項目，試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。后在主機(jī)廠及核電現(xiàn)場進(jìn)行了空載和負(fù)載試驗(yàn)，振動值滿足要求。

2結(jié)語

由于核能發(fā)電具有經(jīng)濟(jì)性好，干凈、無污染對環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，我國已經(jīng)把核電作為解決未來電能緊缺的主要手段之一。雖然核電設(shè)備過程化中不可避免的出現(xiàn)了一些問題，但在多方共同努力下，問題得到了及時有效的解決，并積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，這對加快我國核電站建設(shè)具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉建忠.電動機(jī)常見故障與處理方法.防爆電機(jī)，2010.4.

[3]姜麗輝，洪大艷.2極電機(jī)振動問題的解決方案.防爆電機(jī)，2008.2.

VibrationAnalysisonVerticalMotor

Pu Jingyu

(JiamusiElectricMachineCo.,Ltd.,Jiamusi154002,China)

AbstractAccordingtosituationthattheequipmentcannotmeetoperationrequirementcausedbymotorvibration,reasonofmotorvibrationisanalyzed,andoptimizationisalsoproposed.Itplaysakeyroleinsolvingmotorvibration.

KeywordsMotor；vibration；structuraldesign

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.03.11

中圖分類號：TM301.4+2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-7281(2016)03-0036-002

作者簡介：卜敬宇 男1981年生；畢業(yè)于佳木斯大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，現(xiàn)從事電機(jī)設(shè)計與研發(fā)工作.

收稿日期：2016-03-20