U poređenju sa horizontalnim motorima, vertikalni motori, posebno veliki, imaju poseban sistem ležaja koji koristi kuglične ležajeve sa ugaonim kontaktom na jednom kraju. Zbog-jedinstvenog dizajna kugličnih ležajeva sa ugaonim kontaktom, imperativ je da se ležajevi nikada ne ugrađuju u obrnutom smjeru, jer će to uzrokovati trenutni kvar. Ako ležajevi nisu pravilno postavljeni ili ako postanu aksijalno neusmjereni dok motor radi, to može uzrokovati abnormalne vibracije i neobične zvukove.
Problemi sa bukom u vertikalnim motorima
Vertikalni motori, posebno veliki, imaju poseban dizajn ležaja koji je često opremljen kugličnim ležajevima sa ugaonim kontaktom na jednom kraju. Ova precizna konstrukcija ležaja može se oštetiti ako je pogrešno orijentirana tokom montaže. Osim toga, nepravilna instalacija ležaja ili aksijalni pomak tijekom rada motora može uzrokovati abnormalne vibracije i buku.
Jednoredni kuglični ležajevi sa ugaonim kontaktom su posebno dizajnirani da izdrže kombinovana opterećenja, omogućavajući im da izdrže značajne aksijalne sile u jednom pravcu. U vertikalnim motorima, ovi ležajevi se obično koriste na kraju koji nije proširen na osovini za rukovanje aksijalnim silama koje premašuju nosivost kugličnih ležajeva s dubokim žljebovima. Njihove dimenzije su kompatibilne sa odgovarajućim jednorednim radijalnim ležajevima koji se koriste u motoru, čime se izbjegavaju potencijalni problemi nastali pri redizajniranju dizajna.
Upotreba kugličnih ležajeva sa ugaonim kontaktom u vertikalnim motorima omogućava im da izdrže značajne aksijalne sile i održavaju uravnotežen položaj između rotora i statora. U takvim aplikacijama, ovi ležajevi se obično ugrađuju u paru kako bi zadovoljili različite radne zahtjeve. Strateškim pozicioniranjem ležajeva, aksijalna sila se može primijeniti kako bi se uravnotežila težina rotora motora, što rezultira stabilnim aksijalnim relativnim položajem između rotora i statora.
I potporne i viseće konfiguracije kugličnih ležajeva sa ugaonim kontaktom predstavljaju svoje izazove tokom rada motora. Posebno, svako aksijalno kretanje ili vibracija može uzrokovati nestabilan rad i buku. Pored aksijalnog dimenzionalnog usklađivanja, nakon dovođenja struje, magnetni centri statora i rotora se spontano poravnavaju pod uticajem elektromagnetne sile.
Kada je u pitanju odabir konfiguracije ležaja motora, može se poduzeti nekoliko mjera. To uključuje upotrebu uparenih kugličnih ležajeva sa ugaonim kontaktom za efikasnu kontrolu aksijalnog pomaka, upotrebu dizajna sa tri ležaja za poboljšanje stabilnosti i implementaciju adekvatnog prethodnog pomaka između statora i rotora. Međutim, važno je napomenuti da se količina prethodnog pomaka mora kontrolirati unutar prihvatljivih granica kako bi se izbjegle štetne posljedice. Osim toga, tokom skladištenja, transporta i testiranja vertikalnih motora, jedinica se mora održavati u ispravnom vertikalnom položaju kako bi se spriječilo oštećenje ležajeva uslijed nepravilnog izlaganja vanjskim silama.
Problemi s vibracijama kod velikih vertikalnih motora
Sada ćemo se fokusirati na probleme vibracija u velikim vertikalnim motorima pumpe. Takvi motori obično imaju značajne ležajeve cilindra i ukupnu visinu, rade na oko 1500 o/min. Gornji ležajevi obično koriste obične ili antifrikcione ležajeve; međutim, problemi s vibracijama kliznih ležajeva obično su povezani s podešavanjem vodeće čahure i stoga su izvan okvira ove rasprave. Usredotočit ćemo se na probleme s vibracijama kod motora s ležajevima u gornjem položaju, čiji dizajn uključuje motor, nosač cilindra, kućište pumpe i usisno/izduvno cijevi.
Amplituda vibracija je maksimalna na vrhu motora i postepeno se smanjuje prema dolje s jasnim smjerom. Tokom testiranja motora na suho, kada je motor spojen na kućište nosača, ali ne i na rotor pumpe, dominantna frekvencija vibracija je ista kao i brzina rotacije. Međutim, nakon spajanja motora na rotor pumpe, dominantna frekvencija se može pomjeriti do 2X.
Vibracije motora postepeno opadaju s visinom, pokazujući karakteristike smjera. Frekvencija vibracija može se značajno promijeniti nakon spajanja motora na pumpu. Na primjer, problemi s vibracijama motora mogu biti uzrokovani nekoliko faktora: prekomjerne vibracije tijekom početnog puštanja u rad, nakon zamjene ili popravke motora ili uporne vibracije uprkos tome što je rotor pumpe isključen tokom rada.
Vibracije motora mogu doći iz nekoliko izvora, uključujući sam motor, potporni cilindar, kućište pumpe i usisne/ispušne vodove.
Vibracije motora mogu biti uzrokovane raznim unutrašnjim faktorima. Nedovoljna preciznost balansiranja je kritičan problem, posebno u sistemima potpornih cilindara spojenih sa motorom gdje je ukupna krutost niska. Čak i mala neravnoteža može uzrokovati značajne vibracije motora. Međutim, smanjenje neravnoteže je često efikasno u ublažavanju vibracija. Osim toga, nepravilna ugradnja ležaja često doprinosi vibracijama motora. Na primjer, kada gornji ležaj nosi opterećenje, a donji ležaj pruža podršku i smjer, rotor ostaje ovješen. Ovo objašnjava zašto gornji ležaj često prvi pokvari. Provjera raspodjele opterećenja na oba ležaja može spriječiti takve probleme.
Nedovoljna krutost potporne konstrukcije može uzrokovati probleme s vibracijama. Kada je motor spojen na potpornu strukturu, njegova inherentna ograničenja krutosti postepeno postaju očigledna. Da bi se utvrdilo da li je problem - u motoru ili potpornoj strukturi, mogu se izvršiti odvojeni testovi na ispitnom stolu: jedan sa samim motorom, a drugi sa motorom i potpornom strukturom zajedno. U isto vrijeme, utjecaj se može smanjiti jačanjem potpore i primjenom tehnika prilagođavanja.
Strukturna rezonancija u nekim motorima može značajno uticati na nivoe vibracija. Terenski testovi pokazuju da rezonantne frekvencije mogu uticati na rad u opsegu od ±160 o/min, ponekad direktno utičući na nazivnu brzinu. U takvim slučajevima neophodna je eksperimentalna verifikacija i poboljšanje tačnosti motora kako bi se smanjile vibracije. Strukturna rezonancija može imati značajan uticaj na vibracije motora; Za smanjenje ovog efekta potrebna je eksperimentalna potvrda i poboljšanje preciznosti motora.
Prilikom rješavanja problema vibracija potrebno je sveobuhvatno uzeti u obzir različite faktore i poduzeti ciljane mjere. To može uključivati poboljšanje tačnosti balansiranja, osiguranje ukupnog vertikalnog poravnanja, podešavanje zazora ležajeva, dodavanje privremenih oslonaca i redizajn strukture potpore bubnja. Prilikom primjene mjera privremene potpore, potrebno je osigurati da se tačke oslonca nalaze na vrhu motora i da je sila potpore prilagođena u skladu s tim kako bi se postiglo značajno smanjenje vibracija.
