В ДИАГНОСТИКЕ - www.vdiagnostike.ru

Вопрос новичка к гурам: В чем причина осевой вибрации, ваше мнение?
Имеется электродвигатель асинхронный (со слов электрика) мощностью 3 МегаВатта, 1500 об/мин. Ротор в подшипниках скольжения со смазкой принудительной подачей масла.
Во время работы турбокомпрессора произошло что-то неизвестное, в результате чего появилась сильная вибрация электродвигателя. Был вызван специально обученный человек для замера вибрации. Результаты следующие (при работе компрессора под нагрузкой, т.е. обычный рабочий режим):вертикальная и горизонтальная виброскорость на подшипниках электродвигателя около 4 мм/с, а показания в осевом направлении 15 мм/с !!!
Компрессор был немедленно остановлен, вызваны электрики и слесари. Слесарями были проверены зазоры подшипников, натяги подшипников, состояние шеек ротора и состояние баббитовых вкладышей подшипников, крепления опор подшипников не ослаблены. Проверена центровка электродвигателя с мультипликатором. Все замеры показали что параметры в норме, т.е. практически не изменились после замеров сделанных в предыдущий ремонт.
Визуально наблюдалось, что ротор в состоянии покоя находится ниже и правее оси статора на пару миллиметров.
Электрики увезли ротор для балансировки. После балансировки они сообщили, что на 2-х тонный ротор был добавлен груз 150 грамм, который якобы как слону дробина, никакой роли в дисбалансе не может играть. Место, куда они повесили этот груз сохраняется в тайне. Да и неважно. После балансировки ротор был установлен в статор, подшипники собраны, еще раз проверена центровка эл.двигателя/мультипликатора. Турбокомпрессор был приведен в рабочее состояние и состоялся его пуск с целью проверить, как будет работать отбалансированный ротор электродвигателя в рабочем режиме компрессора (т.е. с обычной нагрузкой).
После пуска были сделаны замеры тем же человеком с тем же прибором. Результаты следующие: горизонтальная и вертикальная виброскорость на обеих подшипниках 3 мм/с, осевая виброскорость на подшипниках электродвигателя 11 мм/с.
Было решено проверить работу электродвигателя отдельно от агрегата. Электродвигатель отсоединили от мультипликатора и включили, после чего замерили показания на подшипниках эл.двигателя. Показания следующие: горизонтальная и вертикальная виброскорость на подшипниках в пределах 2 мм/с, осевая виброскорость на обоих подшипниках 5,5-6 мм/с.
Возможно информации недостаточно, но все же, Ваше мнение? Причина осевой вибрации? (или если можно просто перечень возможных причин)

Я так понимаю. что муфта зубчатая, а подшипники сферической посадки. Нужно провести ревизию муфты, скорее всего есть ступенька. Как следствие разбита сфера в осевом направлении (нужно увеличить натяг по сфере). Если я не прав в своих предположениях напишите.

То что проблема в двигателе, ясно. Проглядывается вроде зависимость от силы тока (мощности).
Если все произошло сразу после ремонта двигателя или хотя-бы техобслуживания, то возможно задевание вала ротора за уплотнения с термическим прогибом первого и соответственно осевой вибрацией, особенно если подшипники самоустанавливающиеся (сферическая посадка подшипника в корпусе).
Если статор двигателя и подшипниковые стояки закреплены раздельно, каждый на своём подрамнике, есть вероятность заваливания подшипникового стояка или просадка подрамника или фундамента и упирание галтели вала в торец вкладыша (хотя в таком случае осевая локализуется чаще на одном подшипнике), либо задевание за уплотнение статора с вышеизложенными последствиями.
Короче, проверь бой, прогиб и НАТИРЫ вала под ВСЕМИ уплотнениями (в том числе и на входе ротора в статор), а также разбег вала в подшипниках относительно магнитной оси.
Как вариант косвенной проверки прогиба вала и способ временного уменьшения осевой вибрации при таком дефекте, смазка сферической поверхности вкладышей (если стояки выносные) смазкой для ШРУСов, типа МС-1000.

Муфта жесткая, фланцевая, каждая полумуфта посажена на две шпонки и законтрена контрагайкой со стопорами.
Подшипники сферической посадки, натяг нормальный.

Как выглядит спектр виброскорости в осевом направлении на подшипниках? На какой составляющей (частоте) максимальный уровень вибрации? На частоте вращения или на 50Гц? Сколько гармоник? А лучше картинки спектров, сюда или на мыло...

А при останове не замечали, вибрация не сильно увеличивается или резко пропадает при отключении питания. И про какой натяг вы говорите, крышки подшипника или крышки корпуса подшипника. Проверялось ли прилегание сферы. Есть ли прокладки между сферой и крышкой подшипника.

Возможно осевое давление ротора компрессора на ротор электродвигателя и соответственно несовпадение магнитных осей ротор-статор?
А опорную систему проверяли? Контурные измерения?

Если есть дяденька с прибором, неплохо было бы померить фазу на оборотной на стойках в осевом направлении. Если они телепаются в противофазе, то почти наверняка - прогиб. А компрессор тут вообще ни при чём (просто грузит двигатель дополнительно). В остальном, всё по Вячеславу и последнему polshevski.

в нашем колхозе о таком только слышали


При выбеге вибрация не увеличивается и не пропадает, становится слышен периодический стук, раз в 3-5 сек.
Я говорю про натяг крышки подшипника на подшипник. Прилегание сферы проверялось, площадь соприкосновения в норме. Прокладок между сферой и крышкой нет.


Осевое давление роторов исключено. Двигатель крутили отдельно от компрессора, зазор между полумуфтами был 5 мм.
Вообще расстояние от разъема муфты до центра подшипника увеличена на 9 мм, т.е. двигатель отодвинут от мультипликатора на 9 мм что не соответствует монтажному чертежу. Сделано это для удобства выемки тихоходного колеса мультипликатора из корпуса редуктора. Но в таком положении вся система работает около 20 лет без вибраций.
Еще вопрос.
При вскрытии двигателя визуально наблюдается смещение оси ротора относительно оси статора в пределах 1 мм по горизонтали и 1 мм по вертикали (ротор ниже).
Может ли это влиять на возникновение осевой вибрации ротора?

Нарушение соосности ротора по отношению к статору на асинхронных движках вполне может привести к появлению вибрации практически в любом направлении. Но в данном случае есть какая то ещё причина. Т. к. вибрация появилась во время эксплуатации. А на сколько жесткий фундамет на механизме и где стоит (в помещении или на улице). Может это сезонная зависимость. Какие последний раз проводились ремонтные работы и когда. На сколько изношены шестерни мультипликатора. Есть ли нагрев подшипников в районе уплотнений. Откуда звук (с подшипников, двигателя или мультипликатора). Есть ли нарушения в подаче масла и какого оно качества. А может просто вытягивают из поля ротор при соединении полумуфт.

Приходил эксперт с приборами. До замеров сразу предположил обрыв стяжных шпилек пакета статора.
Периодический стук может быть стуком оборванной шпильки?
Ждем результатов.

На выбеге на холостом периодические стуки - результат негоризонтальности ротора электродвигателя. Т.е. после того как заканчивается воздействие магнитного поля на ротор, начинает действовать закон гравитации.

В итоге в чем была причина?

А нормальный зазор какой? У асинхронного двигателя зазоры по определению маленькие. Если есть смещение ротора относительно статора имеем статический экцентриситет воздушного зазора а если смещния отностительно двух подшипников разные, то поимеем еще и динамический экцентриситет, что безусловно (особенно динамический) даст гармоники частоты вращения в спектре.

Если есть осевая несиметрия по магнитным полям ротора и статора (ротор чуть выдвинут из статора), то будет как раз, осевая вибрация на 50 или 100 Гц.