При появлении чрезмерных вибраций вращающихся электрических машин рекомендуется провести базовые мероприятия по вибродиагностике машины.

Статическая балансировка

В первую очередь, необходимо очистить ротор от всех загрязнений, которые могут повлиять на балансировку машины, а так же проверить статическую балансировку ротора машины. Для проверки статической балансировки необходимо повернуть ротор машины на 90o от текущего положения.

Если ротор будет возвращаться в исходное положение, это является признаком статического небаланса. В этом случае необходимо подобрать уравновешивающий грузы. Уравновешивающие грузы располагаются со стороны, противоположной равновесному положению ротора. Проверку статической балансировки необходимо произвести в четырех угловых положениях, расположенных на 90о друг от друга.

Инструментальная вибродиагностка

После очистки и проверки статической балансировки можно переходить к инструментальной вибродиагностике. Для этого необходимо измерить суммарное среднеквадратичное значение (СКЗ) виброскорости и составляющую спектра виброскорости на частоте вращения машины (оборотная вибрация или вибрация на моторной частоте). Измерение вибрации желательно производить по трем взаимно перпендикулярным осям.

Наличие существенной осевой вибрации, обычно, является признаком дефектов ротора вращающейся машины. Например, к появлению существенной осевой вибрации может приводить нарушение геометрии рабочего колеса вентилятора или насоса. В этом случае необходимо выполнить диагностику технического состояния вращающейся части машины и устранение механических неисправностей.

Будем считать, что при нормальном состоянии осевая составляющая виброскорости вращающихся электрических машин мала, и для предварительной вибродиагностики достаточно измерения вибрации по двум осям, перпендикулярным оси вала машины: одной вертикальной и одной горизонтальной.

Балансировка ротора

Если величина суммарной вибрации примерно совпадает с величиной оборотной вибрации, то высока вероятность, что такая вибрация вызвана небалансом ротора машины. В этом случае необходимо произвести балансировку ротора машины.

Обычно в спектре виброскорости при плохой балансировке имеется существенный пики на моторной частоте, но так же могут присутствовать гармонические составляющие на частотах, кратных моторной (оборотной) частоте.

Крепление машины к фундаменту или раме

Если величина суммарной виброскорости значительно превышает оборотную вибрацию, высока вероятность, что чрезмерная вибрация вызвана другими факторами: ошибками при проектировании или разрушением рамы или фундамента, ослаблением крепления машины к фундаменту, износом подшипников или задеванием вращающейся части за неподвижные части машины.

Дефект подшипников

Следует отметить, что для нормальной работы подшипников, они должны быть нагружены. То есть, к ним должны быть приложены усилия, обеспечивающие плотный, но не чрезмерный, прижим тел качения к дорожкам на обоймах. Обычно эти усилия называют предварительной нагрузкой или преднагрузкой. В электрических машинах часто для преднагрузки используют пружинные шайбы, устанавливаемые в посадочное место подшипника.

Отсутствие нагрузки на подшипник называется состоянием разгруженного подшипника. При этом ось вала практически свободно может перемещаться в пределах зазоров (люфтов) подшипника. Это может привести к возникновению чрезмерной вибрации.

При чрезмерном износе подшипников, в них увеличиваются зазоры, или другими словами, появляется люфт. При увеличении зазоров растет вибрация, связанная с разгрузкой подшипников. Так же, увеличение зазоров в подшипнике из-за износа может привести к его разгрузке.

В целом, вибрации, связанные с износом или разгрузкой подшипника имеют природу, аналогичную природе вибраций, связанных с разрушением рамы агрегата или ослаблением крепления частей агрегата к раме или рамы к фундаменту.

Для исключения дефектов подшипников рекомендуется оценить из исправность путем измерения рабочей температуры подшипника и проверки осевых и радиальных люфтов в подшипнике.

Механический резонанс

При резких изменениях значения суммарной виброскорости более, чем на 10-15% во время проведения измерений вибрации высока вероятность того, частота вращения находится близко к собственной резонансной частоте вращения машины. Для обнаружения резонансных частот можно воспользоваться одним из методов определения резонансных частот: опытом выбега или опытом ударного возбуждения.

Корректировку значений резонансных частот можно выполнять за счет увеличения жесткости рамы (монтажа дополнительных элементов жесткости) и добавления упругих элементов в конструкцию.

Оборудование для вибродиагностики

Для проведения вибродиагностики и балансировки роторов вращающихся электрических машин можно воспользоваться виброметром карандашного типа. Такие виброметры выполняют измерение виброскорости по одной оси и относительно недороги.

Для получения более полной картины, желательно иметь оборудование для выполнения измерения виброскорости по двум взаимно перпендикулярным осям и одновременного определения углового положения ротора машины. Такое оборудование позволит определить не только величину, но и фазу виброскорости.

Так же, можно обратиться к специализированной организации, выполняющей работы по вибродиагностике и балансировке вращающихся электрических машин.