A vízszintes motorokhoz képest a függőleges motorok, különösen a nagyok, speciális csapágyrendszerrel rendelkeznek, amely az egyik végén ferde érintkező golyóscsapágyat használ. A szögérintkezős golyóscsapágyak-egyedi kialakítása miatt feltétlenül szükséges, hogy a csapágyakat soha ne szereljék fordított irányban, mert ez azonnali meghibásodást okoz. Ha a csapágyak nincsenek megfelelően beszerelve, vagy ha a motor járása közben tengelyirányban eltérnek, az abnormális rezgéseket és szokatlan zajokat okozhat.
Zajproblémák függőleges motorokban
A függőleges motorok, különösen a nagyok, speciális csapágykialakítással rendelkeznek, amelyek egyik végén gyakran ferde érintkező golyóscsapágyakkal vannak felszerelve. Ez a precíziós csapágykonstrukció megsérülhet, ha az összeszerelés során helytelenül irányul. Ezenkívül a csapágyak nem megfelelő beszerelése vagy a motor működése közbeni tengelyirányú elmozdulása rendellenes vibrációt és zajt okozhat.
Az egysoros szögérintkezős golyóscsapágyakat kifejezetten úgy tervezték, hogy ellenálljanak a kombinált terheléseknek, lehetővé téve számukra, hogy egy irányban jelentős tengelyirányú erőket viseljenek el. A függőleges motorokban ezeket a csapágyakat jellemzően a nem tengelyhosszabbító végén használják a mélyhornyú golyóscsapágyak teherbírását meghaladó axiális erők kezelésére. Méretei kompatibilisek a megfelelő egysoros radiális csapágyakkal, amelyeket a motorban használnak, elkerülve a tervezés újratervezésekor felmerülő esetleges problémákat.
A függőleges motorokban a szögletes érintkező golyóscsapágyak alkalmazása lehetővé teszi, hogy jelentős tengelyirányú erőknek ellenálljanak, és kiegyensúlyozott helyzetet tartsanak fenn a forgórész és az állórész között. Az ilyen alkalmazásokban ezeket a csapágyakat általában párban szerelik be, hogy megfeleljenek a különböző működési követelményeknek. A csapágyak stratégiai elhelyezésével axiális erőt lehet kifejteni a motor forgórészének súlyának ellensúlyozására, ami stabil axiális relatív helyzetet eredményez a forgórész és az állórész között.
A ferde érintkező golyóscsapágyak támasztó és felfüggesztett konfigurációi is kihívást jelentenek a motor működése során. Különösen minden axiális mozgás vagy rezgés okozhat instabil működést és zajt. Az axiális méretillesztésen túlmenően a tápfeszültség alkalmazása után az állórész és a forgórész mágneses középpontjai spontán módon illeszkednek az elektromágneses erő hatására.
A motor csapágykonfigurációjának kiválasztásakor számos intézkedést lehet tenni. Ide tartozik a párosított szögérintkező golyóscsapágyak használata az axiális elmozdulás hatékony szabályozására, a háromcsapágyas kialakítás alkalmazása a stabilitás javítására, valamint az állórész és a forgórész közötti megfelelő elő-elmozdulás megvalósítása. Fontos azonban megjegyezni, hogy a káros hatások elkerülése érdekében az előkiszorítás mértékét elfogadható határokon belül kell szabályozni. Ezenkívül a függőleges motorok tárolása, szállítása és tesztelése során az egységet a megfelelő függőleges helyzetben kell tartani, hogy elkerüljük a csapágyak károsodását a nem megfelelő külső erőhatások miatt.
Rezgési problémák nagy függőleges motoroknál
Most a nagy függőleges szivattyúmotorok vibrációs problémáira fogunk összpontosítani. Az ilyen motorok jellemzően jelentős hengercsapágyakkal és teljes magassággal rendelkeznek, és körülbelül 1500 ford./perc sebességgel működnek. A felső csapágyak általában sikló- vagy gördülőcsapágyakat használnak; a csúszócsapágy rezgési problémái azonban jellemzően a vezetőpersely-beállításokhoz kapcsolódnak, és ezért túlmutatnak jelen tárgyaláson. A felső állású csapágyakkal rendelkező motorok vibrációs problémáira összpontosítunk, amelyek kialakítása magában foglalja a motort, a hengertartót, a szivattyúházat és a bemeneti/kipufogócsövet.
A rezgés amplitúdója a motor tetején a legnagyobb, és fokozatosan csökken lefelé, világos iránymintával. A száraz motorteszt során, amikor a motor a tartóházhoz van csatlakoztatva, de nem a szivattyú rotorjához, a domináns rezgésfrekvencia megegyezik a forgási sebességgel. Azonban a motornak a szivattyú forgórészéhez való csatlakoztatása után a domináns frekvencia akár 2-szeresére is eltolódhat.
A motor vibrációja fokozatosan csökken a magassággal, és irányjellemzőket mutat. A vibrációs frekvencia jelentősen megváltozhat a motor és a szivattyú csatlakoztatása után. Például a motor vibrációs problémáit több tényező is okozhatja: túlzott vibráció az első üzembe helyezéskor, motorcsere vagy javítás után, vagy tartós vibráció annak ellenére, hogy a szivattyú forgórésze működés közben le van kapcsolva.
A motor vibrációja többféle forrásból származhat, beleértve magát a motort, a tartóhengert, a szivattyúházat és a szívó/kipufogó vezetékeket.
A motor vibrációját különféle belső tényezők okozhatják. A nem megfelelő kiegyensúlyozási pontosság kritikus probléma, különösen a motorral összekapcsolt tartóhenger-rendszereknél, ahol az általános merevség alacsony. Még egy kis kiegyensúlyozatlanság is jelentős motorrezgést okozhat. Az egyensúlyhiány csökkentése azonban gyakran hatékony a vibráció mérséklésében. Ezenkívül a csapágyak nem megfelelő beszerelése gyakran hozzájárul a motor vibrációjához. Például amikor a felső csapágy hordozza a terhelést, és az alsó csapágy támaszt és irányt biztosít, a forgórész felfüggesztve marad. Ez megmagyarázza, hogy gyakran a felső csapágy hibásodik meg először. Mindkét csapágy terheléseloszlásának ellenőrzése megelőzheti az ilyen problémákat.
A tartószerkezet elégtelen merevsége vibrációs problémákat okozhat. Ha egy motort egy tartószerkezethez csatlakoztatnak, akkor fokozatosan nyilvánvalóvá válnak a benne rejlő merevségi korlátok. Annak megállapítására, hogy a probléma - a motorban vagy a tartószerkezetben van-e, külön teszteket lehet végezni egy próbapadon: egyet egyedül a motorral, egy másikat pedig a motorral és a tartószerkezettel együtt. Ugyanakkor a hatás csökkenthető a támasz megerősítésével és a beállítási technikák alkalmazásával.
Egyes motorok szerkezeti rezonanciája jelentősen befolyásolhatja a rezgésszinteket. A terepi tesztek azt mutatják, hogy a rezonanciafrekvenciák ±160 ford./perc tartományban befolyásolhatják a működést, néha közvetlenül befolyásolva a névleges fordulatszámot. Ilyen esetekben a vibráció csökkentése érdekében kísérleti ellenőrzésre és a motor pontosságának javítására van szükség. A szerkezeti rezonancia jelentős hatással lehet a motor rezgésére; Ennek a hatásnak a csökkentéséhez kísérleti megerősítésre és a motor pontosságának javítására van szükség.
A rezgésproblémák megoldása során a különböző tényezőket átfogóan figyelembe kell venni, és célzott intézkedéseket kell hozni. Ezek magukban foglalhatják a kiegyensúlyozás pontosságának javítását, az általános függőleges igazítás biztosítását, a csapágyhézagok beállítását, az ideiglenes támasztékok hozzáadását és a dob tartószerkezetének újratervezését. Az ideiglenes támogatási intézkedések végrehajtása során gondoskodni kell arról, hogy a támasztópontok a motor tetején helyezkedjenek el, és a támasztóerőt ennek megfelelően állítsák be a rezgés jelentős csökkentése érdekében.
