En comparación con los motores horizontales, los motores verticales, especialmente los grandes, tienen un sistema de rodamientos especial que utiliza rodamientos de bolas de contacto angular en un extremo. Debido al-diseño exclusivo de los rodamientos de bolas de contacto angular, es imperativo que los rodamientos nunca se instalen en la dirección inversa, ya que esto provocará una falla inmediata. Si los cojinetes no se instalan correctamente o si se desalinean axialmente mientras el motor está en marcha, pueden causar vibraciones anormales y ruidos inusuales.
Problemas de ruido en motores verticales.
Los motores verticales, especialmente los grandes, presentan un diseño de rodamiento especial que a menudo está equipado con rodamientos de bolas de contacto angular en un extremo. Este diseño de rodamiento de precisión puede dañarse si se orienta incorrectamente durante el montaje. Además, la instalación inadecuada de los cojinetes o el desplazamiento axial durante el funcionamiento del motor pueden provocar vibraciones y ruidos anormales.
Los rodamientos de bolas de contacto angular de una hilera están diseñados específicamente para soportar cargas combinadas, lo que les permite soportar fuerzas axiales significativas en una dirección. En los motores verticales, estos rodamientos se utilizan normalmente en el extremo de extensión fuera del eje para manejar fuerzas axiales que exceden la capacidad de carga de los rodamientos rígidos de bolas. Sus dimensiones son compatibles con los correspondientes rodamientos radiales de una hilera utilizados en el motor, evitando posibles problemas encontrados al rediseñar el diseño.
El uso de rodamientos de bolas de contacto angular en motores verticales les permite soportar fuerzas axiales significativas y mantener una posición equilibrada entre el rotor y el estator. En tales aplicaciones, estos rodamientos generalmente se instalan en pares para cumplir con diferentes requisitos operativos. Al colocar estratégicamente los cojinetes, se puede aplicar una fuerza axial para contrarrestar el peso del rotor del motor, lo que da como resultado una posición relativa axial estable entre el rotor y el estator.
Tanto las configuraciones de soporte como las suspendidas de rodamientos de bolas de contacto angular presentan sus propios desafíos durante el funcionamiento del motor. En particular, cualquier movimiento axial o vibración puede provocar un funcionamiento inestable y ruido. Además de la coincidencia dimensional axial, después de aplicar energía, los centros magnéticos del estator y el rotor se alinean espontáneamente bajo la influencia de la fuerza electromagnética.
Cuando se trata de elegir una configuración de rodamientos de motor, se pueden tomar varias medidas. Estos incluyen el uso de rodamientos de bolas de contacto angular emparejados para controlar eficazmente el desplazamiento axial, el uso de un diseño de tres rodamientos para mejorar la estabilidad y la implementación de un desplazamiento previo adecuado entre el estator y el rotor. Sin embargo, es importante señalar que la cantidad de predesplazamiento debe controlarse dentro de límites aceptables para evitar efectos adversos. Además, durante el almacenamiento, transporte y prueba de motores verticales, la unidad debe mantenerse en la posición vertical correcta para evitar daños a los cojinetes debido a una exposición inadecuada a fuerzas externas.
Problemas de vibraciones en grandes motores verticales.
Ahora nos centraremos en los problemas de vibración en grandes motores de bombas verticales. Estos motores suelen tener cojinetes de cilindro y una altura total importantes, y funcionan a alrededor de 1500 rpm. Los cojinetes superiores suelen utilizar cojinetes lisos o antifricción; sin embargo, los problemas de vibración de los cojinetes deslizantes generalmente están asociados con los ajustes del casquillo guía y, por lo tanto, están fuera del alcance de esta discusión. Nos centraremos en los problemas de vibraciones en motores con rodamientos en posición superior, cuyo diseño incluye el motor, el soporte del cilindro, la carcasa de la bomba y las tuberías de admisión/escape.
La amplitud de la vibración es máxima en la parte superior del motor y disminuye gradualmente hacia abajo con un patrón direccional claro. Durante la prueba del motor seco, cuando el motor está conectado a la carcasa de soporte pero no al rotor de la bomba, la frecuencia de vibración dominante es la misma que la velocidad de rotación. Sin embargo, después de conectar el motor al rotor de la bomba, la frecuencia dominante puede cambiar hasta 2 veces.
La vibración del motor disminuye gradualmente con la altitud, mostrando características direccionales. La frecuencia de vibración puede cambiar significativamente después de conectar el motor a la bomba. Por ejemplo, los problemas de vibración del motor pueden deberse a varios factores: vibración excesiva durante la puesta en servicio inicial, después de un reemplazo o reparación del motor, o vibración persistente a pesar de que el rotor de la bomba esté apagado durante la operación.
La vibración del motor puede provenir de varias fuentes, incluido el motor mismo, el cilindro de soporte, la carcasa de la bomba y las líneas de admisión/escape.
La vibración del motor puede deberse a varios factores internos. La precisión de equilibrio insuficiente es un problema crítico, especialmente en sistemas de cilindros de soporte acoplados a un motor donde la rigidez general es baja. Incluso un ligero desequilibrio puede provocar vibraciones importantes en el motor. Sin embargo, reducir el desequilibrio suele ser eficaz para mitigar la vibración. Además, una instalación inadecuada de los rodamientos a menudo contribuye a la vibración del motor. Por ejemplo, cuando el rodamiento superior soporta la carga y el rodamiento inferior proporciona soporte y dirección, el rotor permanece suspendido. Esto explica por qué el rodamiento superior suele ser el primero en fallar. Verificar la distribución de carga de ambos rodamientos puede evitar estos problemas.
Una rigidez insuficiente de la estructura de soporte puede provocar problemas de vibración. Cuando un motor se conecta a una estructura de soporte, sus limitaciones de rigidez inherentes se hacen evidentes gradualmente. Para determinar si el problema - está en el motor o en la estructura de soporte, se pueden realizar pruebas separadas en un banco de pruebas: una con el motor solo y otra con el motor y la estructura de soporte juntos. Al mismo tiempo, se puede reducir el impacto reforzando el soporte y aplicando técnicas de ajuste.
La resonancia estructural en algunos motores puede afectar significativamente los niveles de vibración. Las pruebas de campo muestran que las frecuencias resonantes pueden afectar el funcionamiento en un rango de ±160 rpm, afectando a veces directamente la velocidad nominal. En tales casos, es necesaria la verificación experimental y la mejora de la precisión del motor para reducir la vibración. La resonancia estructural puede tener un efecto significativo sobre la vibración del motor; Se necesita confirmación experimental y mejora de la precisión del motor para reducir este efecto.
Al resolver problemas de vibraciones, es necesario tener en cuenta de manera integral varios factores y tomar medidas específicas. Estos pueden incluir mejorar la precisión del equilibrio, garantizar la alineación vertical general, ajustar las holguras de los cojinetes, agregar soportes temporales y rediseñar la estructura de soporte del tambor. Al implementar medidas de soporte temporales, es necesario asegurarse de que los puntos de soporte estén ubicados en la parte superior del motor y que la fuerza de soporte se ajuste en consecuencia para lograr una reducción significativa de la vibración.
