В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Здравствуйте. На этот раз побеспокою вас ситуацией с воздуходувкой, потому что у меня при определении причины вибрации возникает много противоречий Сначала будет предыстория агрегата, собранная по разным документам и со слов слесарей.
Итак, воздуходувный нагнетатель марки Н-750-23-6 с синхронным электродвигателем СТД1250-23УХЛ4, мощность 1250 кВт, частота вращения 3000 об/мин, передача через зубчатую муфту и редуктор (схема агрегата будет ниже), находился в резерве 3 года и за это время не был ни разу запущен. В 2009 году были проблемы с вибрацией, после чего электродвигатель отдали в кап. ремонт на завод изготовитель (виды работ ниже), установили новые зубчатые муфты, перебрали редуктор (заменили детали с выработкой), заменили щеточный возбудитель на новый бесконтактный. Когда двигатель привезли с ремонта, то на нем была высокая вибрация (это все, что известно о вибрации), по гарантии двигатель балансировали, все центровали, особо не помогло. Подтекало масло на первом пошипнике возле возбудителя. Вскрыли оба подшипника, на баббите было видно сколы (какие и насколько сильные - тоже неизвестно). Собрали все обратно. После этого 3 года агрегат не трогали. Масло сейчас не бежит. Настала необходимость пускать в работу агрегат, все хотят знать, что с ним не так...Я как человек в этой области неопытный, прошу ваших советов.
Вид и объем выполненного ремонта электродвигателя:
1. Разборка двигателя (с составлением дефектной ведомости)
2. Ревизия деталей и узлов, пригодных для дальнейшей эксплуатации
3. Замена обмотки ротора, замена роторных клиньев, диффузоров, подшипниковых стояков, бандажных колец ротора
4. Восстановление рабочих поверхностей вала ротора
5. Динамическая балансировка ротора
6. Изготовление новых деталей и узлов не пригодных к дальнейшей эксплуатации (вкладыши подшипников, втулка с контактными кольцами, маслосистема, внутренних вентиляторов)
7. Слесарные работы
8. Замена обмотки статора
9. Ремонт воздухоохладителей
10. Чистка электродвигателя, покраска, покраска обмоток электроизоля-
ционной эмалью
11 .Сборка двигателя
12. Проведение испытаний электродвигателя, измерение вибрации, составление протоколов испытаний и вибрации
13. Консервация

Что делал я: замерял ОУ и спектры при номинальном режиме воздуходувки, при холостом ходу воздуходувки (закрыт всас), при холостой ходу электродвигателя (с расцеплением полумуфты от редуктора).

Вот спектры с опор двигателя при расцеплении муфты:
первая опора (возле возбудителя) - направления В,Г,О сверху вниз

вторая опора двигателя: В,Г,О сверху вниз

а вот эти спектры при холостом ходе двигателя в сравнении с пуском с закрытым всасом

Вообще у меня такие мысли: дисбаланс я отсекаю (хотя ротор за 3 года неподвижного простоя мог прогнуться), потому что наибольшая вибрация в осевом направлении + вторая оборотка. Также дисбаланс не зависит от нагрузки, а у нас с повышением нагрузки вибрация растет. Отсюда - расцентровка, т.к. вторая оборотка+зависимость от нагрузки....но на холостом ходу двигателя какая может быть расцентровка... разве что несоосность опор? Но под нагрузкой вторая оборотка не доминирует. И третье: неудобно, конечно, что у агрегата 3000 оборотов и он синхронный, потому что 100Гц гармоника наводит на мысли о дефекте электромагнитной системе двигателя, и она же вторая от оборотной..

Первое что надо проверить - электромагнитную симметрию. Правда, картина сдвига ротора относительно статора, по спектрам не совсем классическая. Вроде как ещё что-то вмешивается, типа осевого тяжения муфты или сильно не горизонтальное положение ротора.
На холостом ходу с расцепленной муфтой нужно сделать метки на валу (чертилку прижать в стык вала с уплотнением подшипника до появления ясно видимой полоски) с обоих концов ротора (лучше у всех уплотнений подшипников двигателя). Остановить двигатель, вскрыть крышки подшипников, сдвинуть ротор в осевом направлении в рабочее положение (по рискам относительно уплотнений) и проверить наличие зазора между заплечиками вала и торцами подшипников (примерно 3-5 мм, но главное чтобы зазоры были). Электрики могут выставить осевое положение по торцам железа статора и ротора не включая двигатель, но по меткам надежнее.
У меня был случай, вкладыши подшипников наплавили баббитом и расточили, но токарь не сделал радиуса с торцов и при вскрытии зазор вроде есть более 2 мм, а подшипник острой кромкой упирался в галтель вала.

В районе 1 подшипника что-то плохо закреплено или имеет большой зазор (болтается), подшипник в стояке, либо сам стояк и т.п..

Добавлю. По приведенным спектрам что под нагрузкой, что при х/х с разобранной муфтой резко возрастает оборотка на стояке №2 в осевом. Большая вероятность проблемы с самим стояком. Слишком много замен при ремонте- большая вероятность перекосов при монтаже.
На второй опоре есть какие-то удары- ряд гармоник оборотной. Иногда это бывает при резонансе. Что говорит выбег?

У меня был случай на аглофабрике- примерно такая-же проблема с осевой на 2 гарм. одной из опор. Пришлось убедить демонтировать полностью стояк и заставлять слесарей исправлять коробление опорной плиты. Проблема ушла.

спасибо. Есть еще абсолютно такой же агрегат, там похожая картина: повышенная вибрация только на опорах электродвигателя только в осевом направлении (до 5 мм/с первая и до 7 мм/с вторая опора), остальные значения не более 1,5 мм/с. Измерял только под нагрузкой в ном. режиме: явно доминирует вторая оборотка (в отличие от предыдущего случая) и есть маленький пик на частоте 71,25 Гц...

На двигателях такого конструктива, осевая вибрация может быть и по причине искривления вала под уплотнениями статора или подшипников (реже). Выставили зазоры под уплотнениями без учета всплытия ротора на масляном клине, получили задевание при включении, на 3000 оборотов это очень быстро приводит к прогибу с пластической деформацией, т.е. безвозвратному. У меня на глазах, асинхронник 1250 КВт, 3000 оборотов, с выносными подшипниками, после ремонта, при включении ротор начал задевать уплотнение статора, практически тут же выключили. Поздно, вал загнуло. Причем прогиб произошел в противофазу дисбалансу. Радиальная оборотка упала ниже 1 мм/с при номинальной нагрузке, а осевая стала 5-6 мм/с. Смазали установочную сферу подшипника смазкой для ШРУС типа МС-1000. уменьшилась до 4-4,5 мм/с. Так и работаем. Править такой малый загиб себе дороже.

Вячеслав, а как вы считаете, насколько важно проворачивать 1-2 раза в месяц на 180 градусов ротор агрегата, находящегося в резерве?
Искривление ротора под уплотнениями статора также можно понимать как "небаланс", и при изменении нагрузки вибрация не должна критически изменяться?

Дополнительно к виброизмерениям- проверьте индикатором часового типа на биение подшипниковых шеек вала. Из практики- бывает ( и не редко) "загибает" консольную часть ротора со стороны насаженной полумуфты. Мы правим такие валы термоправкой. Бывает бой после токарной проточки шейки.

Амплитуду фазу на ХХ снимали? Возможно кососимитрический дисбаланс. При его устранении осевые вибрации падают.

Проворачивать нужно ротора насосов типа питательных и сетевых находящиеся в горячем резерве (на протоке), там верх/низ разная температура и возможно тепловое коробление ротора. Не мешало бы изредка проворачивать и длинные тонкие ротора при очень длительном простое. У электродвигателей ротора настолько жесткие (относительно толстый вал + плотно насаженная (на горячую) бочка роторного железа, что они могут простоять без проворота несколько лет без проблем с дисбалансом. Вот подшипники после длительного простоя желательно отревизировать, что качения, что скольжения.

Я уже писал, что прогиб ротора не всегда увеличивает дисбаланс, иногда может и уменьшать. Зависит в какую сторону прогнуло и насколько.

При изгибе ротора осевую вибрацию вызывает подшипник который пытается переустанавливаться вслед за гнутым шипом (шейкой) вала. Т.е. шейка вала давит на нижний вкладыш подшипника за один оборот то ближе к внешней стороне (допустим со стороны муфты), то ближе к внутренней (со стороны статора), вызывая изгибные колебания корпуса (стояка) подшипника.

Из-за гнутого ротора появляются проблемы и с работой муфты, возникает своеобразный набор дефектов в одном флаконе - изгибные колебания корпуса подшипника + "поводковый" эффект + расцентровка, которые могут изменять уровень вибрации в зависимости от нагрузки.