Vertikálne motory, najmä veľké, majú v porovnaní s horizontálnymi motormi špeciálny systém ložísk, ktorý na jednom konci využíva guľkové ložiská s kosouhlým stykom. Kvôli-jedinečnej konštrukcii guľkových ložísk s kosouhlým stykom je nevyhnutné, aby sa ložiská nikdy neinštalovali v opačnom smere, pretože to spôsobí okamžité zlyhanie. Ak ložiská nie sú správne nainštalované alebo ak sa počas chodu motora axiálne vychýlia, môže to spôsobiť abnormálne vibrácie a nezvyčajné zvuky.
Problémy s hlukom vo vertikálnych motoroch
Vertikálne motory, najmä veľké, sa vyznačujú špeciálnym dizajnom ložísk, ktoré sú často vybavené guľôčkovými ložiskami s kosouhlým stykom na jednom konci. Táto presná konštrukcia ložiska sa môže poškodiť, ak je pri montáži nesprávne orientovaná. Okrem toho môže nesprávna inštalácia ložísk alebo axiálny posun počas prevádzky motora spôsobiť abnormálne vibrácie a hluk.
Jednoradové guľkové ložiská s kosouhlým stykom sú špeciálne navrhnuté tak, aby odolali kombinovanému zaťaženiu, čo im umožňuje odolávať významným axiálnym silám v jednom smere. Vo vertikálnych motoroch sa tieto ložiská zvyčajne používajú na konci bez predĺženia hriadeľa, aby zvládli axiálne sily, ktoré presahujú nosnosť guľkových ložísk. Ich rozmery sú kompatibilné so zodpovedajúcimi jednoradovými radiálnymi ložiskami použitými v motore, čím sa vyhnú potenciálnym problémom, ktoré by sa mohli vyskytnúť pri prepracovaní konštrukcie.
Použitie guľkových ložísk s kosouhlým stykom vo vertikálnych motoroch im umožňuje odolávať značným axiálnym silám a udržiavať vyváženú polohu medzi rotorom a statorom. V takýchto aplikáciách sa tieto ložiská zvyčajne inštalujú v pároch, aby vyhovovali rôznym prevádzkovým požiadavkám. Strategickým umiestnením ložísk možno použiť axiálnu silu na vyváženie hmotnosti rotora motora, čo vedie k stabilnej axiálnej relatívnej polohe medzi rotorom a statorom.
Nosné aj zavesené konfigurácie guľkových ložísk s kosouhlým stykom predstavujú počas prevádzky motora svoje vlastné výzvy. Najmä akýkoľvek axiálny pohyb alebo vibrácie môžu spôsobiť nestabilnú prevádzku a hluk. Okrem axiálneho prispôsobenia rozmerov sa magnetické stredy statora a rotora po privedení energie spontánne vyrovnajú pod vplyvom elektromagnetickej sily.
Pokiaľ ide o výber konfigurácie ložiska motora, je možné vykonať niekoľko opatrení. Patrí medzi ne použitie párových guľôčkových ložísk s kosouhlým stykom na efektívne riadenie axiálneho posunu, použitie konštrukcie troch ložísk na zlepšenie stability a implementácia primeraného predbežného posunu medzi statorom a rotorom. Je však dôležité poznamenať, že množstvo predbežného posunu musí byť kontrolované v rámci prijateľných limitov, aby sa predišlo nepriaznivým účinkom. Okrem toho počas skladovania, prepravy a testovania vertikálnych motorov musí byť jednotka udržiavaná v správnej vertikálnej polohe, aby sa zabránilo poškodeniu ložísk v dôsledku nesprávneho vystavenia vonkajším silám.
Problémy s vibráciami vo veľkých vertikálnych motoroch
Teraz sa zameriame na problémy s vibráciami vo veľkých vertikálnych motoroch čerpadiel. Takéto motory majú zvyčajne významné valcové ložiská a celkovú výšku, pracujú pri približne 1500 ot./min. Horné ložiská zvyčajne používajú klzné alebo valivé ložiská; avšak problémy s vibráciami klzných ložísk sú typicky spojené s nastavovaním vodiacich puzdier, a preto sú mimo rámca tejto diskusie. Zameriame sa na problémy s vibráciami pri motoroch s ložiskami v hornej polohe, ktorých konštrukcia zahŕňa motor, podperu valca, skriňu čerpadla a sacie/výfukové potrubie.
Amplitúda vibrácií je maximálna v hornej časti motora a postupne klesá smerom nadol s jasným smerovým vzorom. Počas testovania suchého motora, keď je motor pripojený k podpornej skrini, ale nie k rotoru čerpadla, je dominantná frekvencia vibrácií rovnaká ako rýchlosť otáčania. Po pripojení motora k rotoru čerpadla sa však dominantná frekvencia môže posunúť až 2X.
Vibrácie motora postupne klesajú s nadmorskou výškou a vykazujú smerové charakteristiky. Frekvencia vibrácií sa môže výrazne zmeniť po pripojení motora k čerpadlu. Napríklad problémy s vibráciami motora môžu byť spôsobené niekoľkými faktormi: nadmernými vibráciami počas prvého uvedenia do prevádzky, po výmene alebo oprave motora alebo pretrvávajúcimi vibráciami napriek tomu, že rotor čerpadla je počas prevádzky vypnutý.
Vibrácie motora môžu pochádzať z niekoľkých zdrojov, vrátane samotného motora, podporného valca, krytu čerpadla a sacieho/výfukového potrubia.
Vibrácie motora môžu byť spôsobené rôznymi vnútornými faktormi. Nedostatočná presnosť vyváženia je kritickým problémom, najmä v systémoch podporných valcov spojených s motorom, kde je celková tuhosť nízka. Aj malá nevyváženosť môže spôsobiť výrazné vibrácie motora. Zníženie nerovnováhy je však často účinné pri zmierňovaní vibrácií. Okrem toho nesprávna inštalácia ložísk často prispieva k vibráciám motora. Napríklad, keď horné ložisko nesie zaťaženie a spodné ložisko poskytuje podporu a smer, rotor zostáva zavesený. To vysvetľuje, prečo horné ložisko často zlyhá ako prvé. Kontrola rozloženia zaťaženia oboch ložísk môže takýmto problémom predísť.
Nedostatočná tuhosť nosnej konštrukcie môže spôsobiť problémy s vibráciami. Keď je motor pripojený k nosnej konštrukcii, postupne sa prejavia obmedzenia jeho inherentnej tuhosti. Na určenie, či je problém - v motore alebo v nosnej konštrukcii, je možné vykonať samostatné testy na skúšobnom zariadení: jeden s motorom samotným a druhý s motorom a nosnou konštrukciou spolu. Súčasne je možné znížiť vplyv posilnením podpory a aplikáciou techník úpravy.
Štrukturálna rezonancia v niektorých motoroch môže výrazne ovplyvniť úroveň vibrácií. Testy v teréne ukazujú, že rezonančné frekvencie môžu ovplyvniť prevádzku v rozsahu ±160 otáčok za minútu, niekedy priamo ovplyvňujú menovité otáčky. V takýchto prípadoch je na zníženie vibrácií potrebné experimentálne overenie a zlepšenie presnosti motora. Štrukturálna rezonancia môže mať významný vplyv na vibrácie motora; Na zníženie tohto efektu je potrebné experimentálne potvrdenie a zlepšenie presnosti motora.
Pri riešení problémov s vibráciami je potrebné komplexne zohľadňovať rôzne faktory a prijímať cielené opatrenia. Tieto môžu zahŕňať zlepšenie presnosti vyváženia, zabezpečenie celkového vertikálneho vyrovnania, nastavenie vôle ložísk, pridanie dočasných podpier a prepracovanie konštrukcie podpery bubna. Pri realizácii dočasných podporných opatrení je potrebné zabezpečiť, aby sa oporné body nachádzali v hornej časti motora a aby sa podporná sila primerane upravila, aby sa dosiahlo výrazné zníženie vibrácií.
