Par rapport aux moteurs horizontaux, les moteurs verticaux, en particulier les plus gros, disposent d'un système de roulements spécial qui utilise des roulements à billes à contact oblique à une extrémité. En raison de-la conception unique des roulements à billes à contact oblique, il est impératif que les roulements ne soient jamais installés dans le sens inverse, car cela entraînerait une défaillance immédiate. Si les roulements ne sont pas installés correctement ou s'ils sont désalignés axialement pendant que le moteur tourne, cela peut provoquer des vibrations anormales et des bruits inhabituels.
Problèmes de bruit dans les moteurs verticaux
Les moteurs verticaux, en particulier les plus gros, présentent une conception de roulement spéciale qui est souvent équipée de roulements à billes à contact oblique à une extrémité. Cette conception de roulement de précision peut être endommagée si elle est mal orientée lors de l'assemblage. De plus, une mauvaise installation des roulements ou un déplacement axial pendant le fonctionnement du moteur peut provoquer des vibrations et un bruit anormaux.
Les roulements à billes à contact oblique à une rangée sont spécialement conçus pour résister à des charges combinées, leur permettant de résister à des forces axiales importantes dans une direction. Dans les moteurs verticaux, ces roulements sont généralement utilisés à l'extrémité non-extension d'arbre pour gérer les forces axiales qui dépassent la capacité de charge des roulements à billes à gorge profonde. Leurs dimensions sont compatibles avec les roulements radiaux à une rangée correspondants utilisés dans le moteur, évitant ainsi les problèmes potentiels rencontrés lors de la refonte de la conception.
L'utilisation de roulements à billes à contact oblique dans les moteurs verticaux leur permet de résister à des forces axiales importantes et de maintenir une position équilibrée entre le rotor et le stator. Dans de telles applications, ces roulements sont généralement installés par paires pour répondre à différentes exigences de fonctionnement. En positionnant stratégiquement les roulements, une force axiale peut être appliquée pour contrebalancer le poids du rotor du moteur, ce qui entraîne une position relative axiale stable entre le rotor et le stator.
Les configurations de support et de suspension des roulements à billes à contact oblique présentent leurs propres défis pendant le fonctionnement du moteur. En particulier, tout mouvement axial ou vibration peut provoquer un fonctionnement instable et du bruit. En plus de l'adaptation dimensionnelle axiale, après la mise sous tension, les centres magnétiques du stator et du rotor s'alignent spontanément sous l'influence de la force électromagnétique.
Lorsqu'il s'agit de choisir une configuration de roulements de moteur, plusieurs mesures peuvent être prises. Celles-ci incluent l'utilisation de roulements à billes à contact oblique appariés pour contrôler efficacement le déplacement axial, l'utilisation d'une conception à trois roulements pour améliorer la stabilité et la mise en œuvre d'un pré-déplacement adéquat entre le stator et le rotor. Cependant, il est important de noter que l’ampleur du pré-déplacement doit être contrôlée dans des limites acceptables pour éviter les effets négatifs. De plus, pendant le stockage, le transport et les tests des moteurs verticaux, l'unité doit être maintenue dans la position verticale correcte pour éviter d'endommager les roulements dus à une exposition inappropriée à des forces externes.
Problèmes de vibrations dans les gros moteurs verticaux
Nous allons maintenant nous concentrer sur les problèmes de vibrations dans les gros moteurs de pompes verticales. De tels moteurs ont généralement des roulements de cylindre et une hauteur hors tout importants, fonctionnant à environ 1 500 tr/min. Les roulements supérieurs utilisent généralement des roulements lisses ou antifriction ; cependant, les problèmes de vibrations des paliers lisses sont généralement associés aux réglages des bagues de guidage et sortent donc du cadre de cette discussion. Nous nous concentrerons sur les problèmes de vibrations dans les moteurs à roulements en position haute, dont la conception comprend le moteur, le support de cylindre, le carter de pompe et la tuyauterie d'admission/échappement.
L'amplitude des vibrations est maximale au sommet du moteur et diminue progressivement vers le bas avec un motif directionnel clair. Lors des tests de moteur sec, lorsque le moteur est connecté au boîtier support mais pas au rotor de la pompe, la fréquence de vibration dominante est la même que la vitesse de rotation. Cependant, après avoir connecté le moteur au rotor de la pompe, la fréquence dominante peut varier jusqu'à 2X.
Les vibrations du moteur diminuent progressivement avec l'altitude, présentant des caractéristiques directionnelles. La fréquence de vibration peut changer considérablement après avoir connecté le moteur à la pompe. Par exemple, les problèmes de vibrations du moteur peuvent être causés par plusieurs facteurs : des vibrations excessives lors de la mise en service initiale, après un remplacement ou une réparation du moteur, ou des vibrations persistantes malgré l'arrêt du rotor de la pompe pendant le fonctionnement.
Les vibrations du moteur peuvent provenir de plusieurs sources, notamment du moteur lui-même, du cylindre de support, du boîtier de la pompe et des conduites d'admission/d'échappement.
Les vibrations du moteur peuvent être causées par divers facteurs internes. Une précision d'équilibrage insuffisante est un problème critique, en particulier dans les systèmes de cylindres de support couplés à un moteur où la rigidité globale est faible. Même un léger déséquilibre peut provoquer des vibrations importantes du moteur. Cependant, la réduction du déséquilibre est souvent efficace pour atténuer les vibrations. De plus, une mauvaise installation des roulements contribue souvent aux vibrations du moteur. Par exemple, lorsque le roulement supérieur porte la charge et que le roulement inférieur assure le support et la direction, le rotor reste suspendu. Cela explique pourquoi le roulement supérieur est souvent le premier à tomber en panne. Vérifier la répartition de la charge des deux roulements peut éviter de tels problèmes.
Une rigidité insuffisante de la structure de support peut engendrer des problèmes de vibrations. Lorsqu’un moteur est connecté à une structure de support, ses limites inhérentes en termes de rigidité deviennent progressivement apparentes. Pour déterminer si le problème - vient du moteur ou de la structure de support, des tests distincts peuvent être effectués sur un banc d'essai : un avec le moteur seul et un autre avec le moteur et la structure de support ensemble. Dans le même temps, l’impact peut être réduit en renforçant le support et en appliquant des techniques d’ajustement.
La résonance structurelle de certains moteurs peut affecter considérablement les niveaux de vibration. Les tests sur le terrain montrent que les fréquences de résonance peuvent affecter le fonctionnement sur une plage de ±160 tr/min, affectant parfois directement la vitesse nominale. Dans de tels cas, une vérification expérimentale et une amélioration de la précision du moteur sont nécessaires pour réduire les vibrations. La résonance structurelle peut avoir un effet significatif sur les vibrations du moteur ; Une confirmation expérimentale et une amélioration de la précision du moteur sont nécessaires pour réduire cet effet.
Lors de la résolution de problèmes de vibrations, il est nécessaire de prendre en compte de manière globale divers facteurs et de prendre des mesures ciblées. Celles-ci peuvent inclure l'amélioration de la précision de l'équilibrage, la garantie de l'alignement vertical global, l'ajustement des jeux des roulements, l'ajout de supports temporaires et la refonte de la structure de support du tambour. Lors de la mise en œuvre de mesures d'appui temporaires, il est nécessaire de s'assurer que les points d'appui sont situés au sommet du moteur et que la force d'appui est ajustée en conséquence pour obtenir une réduction significative des vibrations.
