Salīdzinot ar horizontālajiem motoriem, vertikālajiem motoriem, īpaši lielajiem, ir īpaša gultņu sistēma, kuras vienā galā tiek izmantoti leņķa kontakta lodīšu gultņi. Pateicoties-leņķisko kontaktu lodīšu gultņu unikālajai konstrukcijai, gultņus nekādā gadījumā nedrīkst uzstādīt pretējā virzienā, jo tas izraisīs tūlītēju atteici. Ja gultņi nav pareizi uzstādīti vai tie ir aksiāli nepareizi, dzinējam darbojoties, tas var izraisīt neparastas vibrācijas un neparastus trokšņus.
Trokšņa problēmas vertikālajos motoros
Vertikāliem motoriem, īpaši lieliem, ir īpašs gultņu dizains, kas bieži vien ir aprīkots ar leņķa kontakta lodīšu gultņiem vienā galā. Šī precīzā gultņa konstrukcija var tikt bojāta, ja montāžas laikā tā ir nepareizi orientēta. Turklāt nepareiza gultņu uzstādīšana vai aksiālā nobīde dzinēja darbības laikā var izraisīt neparastu vibrāciju un troksni.
Vienas rindas leņķa kontakta lodīšu gultņi ir īpaši izstrādāti, lai izturētu kombinētas slodzes, ļaujot tiem izturēt ievērojamus aksiālos spēkus vienā virzienā. Vertikālajos motoros šos gultņus parasti izmanto nevārpstas pagarinājuma galā, lai apstrādātu aksiālos spēkus, kas pārsniedz dziļo rievu lodīšu gultņu kravnesību. To izmēri ir savietojami ar atbilstošajiem vienas rindas radiālajiem gultņiem, ko izmanto dzinējā, izvairoties no iespējamām problēmām, kas radušās, pārveidojot konstrukciju.
Leņķiskā kontakta lodīšu gultņu izmantošana vertikālajos motoros ļauj tiem izturēt ievērojamus aksiālos spēkus un saglabāt līdzsvarotu stāvokli starp rotoru un statoru. Šādos lietojumos šos gultņus parasti uzstāda pa pāriem, lai tie atbilstu dažādām darbības prasībām. Stratēģiski novietojot gultņus, var pielietot aksiālu spēku, lai līdzsvarotu motora rotora svaru, kā rezultātā starp rotoru un statoru tiek iegūts stabils aksiālais relatīvais stāvoklis.
Gan atbalsta, gan piekaramās leņķa kontakta lodīšu gultņu konfigurācijas rada savas problēmas dzinēja darbības laikā. Jo īpaši jebkura aksiāla kustība vai vibrācija var izraisīt nestabilu darbību un troksni. Papildus aksiālo izmēru saskaņošanai pēc jaudas pieslēgšanas statora un rotora magnētiskie centri spontāni izlīdzinās elektromagnētiskā spēka ietekmē.
Izvēloties motora gultņu konfigurāciju, var veikt vairākus pasākumus. Tie ietver pārī savienotu leņķisko kontaktu lodīšu gultņu izmantošanu, lai efektīvi kontrolētu aksiālo pārvietojumu, trīs gultņu konstrukcijas izmantošanu, lai uzlabotu stabilitāti, un atbilstošas priekšnobīdes starp statoru un rotoru ieviešanu. Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka iepriekšējas pārvietošanas apjoms ir jākontrolē pieņemamās robežās, lai izvairītos no nelabvēlīgas ietekmes. Turklāt vertikālo motoru uzglabāšanas, transportēšanas un testēšanas laikā iekārta jāuztur pareizā vertikālā stāvoklī, lai novērstu gultņu bojājumus nepareizas ārējo spēku iedarbības dēļ.
Vibrācijas problēmas lielos vertikālos motoros
Tagad mēs pievērsīsimies vibrācijas problēmām lielos vertikālos sūkņu motoros. Šādiem dzinējiem parasti ir ievērojami cilindru gultņi un kopējais augstums, kas darbojas ar aptuveni 1500 apgr./min. Augšējie gultņi parasti izmanto vienkāršus vai pretberzes gultņus; tomēr slīdgultņu vibrācijas problēmas parasti ir saistītas ar vadotnes bukses regulēšanu, un tāpēc tās ir ārpus šīs diskusijas jomas. Mēs pievērsīsimies vibrācijas problēmām dzinējos ar gultņiem augšējā pozīcijā, kuru dizains ietver dzinēju, cilindra balstu, sūkņa korpusu un ieplūdes/izplūdes cauruļvadus.
Vibrācijas amplitūda ir maksimāla dzinēja augšpusē un pakāpeniski samazinās uz leju ar skaidru virzienu. Sausā motora testēšanas laikā, kad motors ir savienots ar atbalsta korpusu, bet ne ar sūkņa rotoru, dominējošā vibrācijas frekvence ir tāda pati kā rotācijas ātrums. Tomēr pēc motora pievienošanas sūkņa rotoram dominējošā frekvence var mainīties līdz pat 2X.
Dzinēja vibrācija pakāpeniski samazinās līdz ar augstumu, parādot virziena raksturlielumus. Pēc motora pievienošanas sūknim vibrācijas frekvence var būtiski mainīties. Piemēram, motora vibrācijas problēmas var izraisīt vairāki faktori: pārmērīga vibrācija sākotnējās nodošanas ekspluatācijā laikā, pēc motora nomaiņas vai remonta vai pastāvīga vibrācija, neskatoties uz to, ka sūkņa rotors darbības laikā ir izslēgts.
Dzinēja vibrācija var rasties no vairākiem avotiem, tostarp no paša dzinēja, atbalsta cilindra, sūkņa korpusa un ieplūdes/izplūdes līnijām.
Dzinēja vibrāciju var izraisīt dažādi iekšēji faktori. Nepietiekama balansēšanas precizitāte ir kritiska problēma, jo īpaši atbalsta cilindru sistēmās, kas savienotas ar motoru, kur kopējā stingrība ir zema. Pat neliela nelīdzsvarotība var izraisīt ievērojamu dzinēja vibrāciju. Tomēr nelīdzsvarotības samazināšana bieži vien ir efektīva vibrācijas mazināšanai. Turklāt nepareiza gultņu uzstādīšana bieži veicina dzinēja vibrāciju. Piemēram, kad augšējais gultnis nes slodzi un apakšējais gultnis nodrošina atbalstu un virzienu, rotors paliek piekārts. Tas izskaidro, kāpēc augšējais gultnis bieži vien pirmais sabojājas. Abu gultņu slodzes sadalījuma pārbaude var novērst šādas problēmas.
Nepietiekama atbalsta konstrukcijas stingrība var izraisīt vibrācijas problēmas. Kad motors ir savienots ar atbalsta konstrukciju, tam raksturīgie stingrības ierobežojumi pakāpeniski kļūst acīmredzami. Lai noteiktu, vai problēma - ir dzinējā vai atbalsta konstrukcijā, testu stendā var veikt atsevišķus testus: vienu ar dzinēju atsevišķi un otru ar dzinēju un atbalsta konstrukciju kopā. Tajā pašā laikā ietekmi var samazināt, stiprinot atbalstu un piemērojot pielāgošanas paņēmienus.
Dažu dzinēju strukturālā rezonanse var būtiski ietekmēt vibrācijas līmeni. Lauka testi liecina, ka rezonanses frekvences var ietekmēt darbību diapazonā ±160 apgr./min, dažkārt tieši ietekmējot nominālo ātrumu. Šādos gadījumos, lai samazinātu vibrāciju, ir nepieciešama eksperimentāla pārbaude un motora precizitātes uzlabošana. Strukturālā rezonanse var būtiski ietekmēt dzinēja vibrācijas; Lai samazinātu šo efektu, ir nepieciešams eksperimentāls apstiprinājums un motora precizitātes uzlabošana.
Risinot vibrācijas problēmas, nepieciešams vispusīgi ņemt vērā dažādus faktorus un veikt mērķtiecīgus pasākumus. Tie var ietvert balansēšanas precizitātes uzlabošanu, vispārējās vertikālās izlīdzināšanas nodrošināšanu, gultņu atstarpes regulēšanu, pagaidu balstu pievienošanu un trumuļa atbalsta struktūras pārprojektēšanu. Īstenojot pagaidu atbalsta pasākumus, ir jānodrošina, lai atbalsta punkti būtu novietoti dzinēja augšpusē un atbalsta spēks tiktu attiecīgi noregulēts, lai panāktu būtisku vibrācijas samazinājumu.
