Comparés aux moteurs horizontaux, les moteurs verticaux, notamment les moteurs verticaux de grande taille, présentent des systèmes de roulements spécifiques. Des roulements à billes à contact oblique sont utilisés à une extrémité du moteur. En raison de la structure particulière des roulements à billes à contact oblique, le sens de montage du roulement ne doit pas être inversé, sous peine de mise au rebut. Un roulement mal positionné ou mal aligné axialement pendant le fonctionnement du moteur peut provoquer des vibrations et des bruits anormaux.

01.Problème de bruit des moteurs verticaux

Les moteurs verticaux, en particulier les moteurs verticaux de grande taille, possèdent des systèmes de roulements uniques et sont souvent équipés de roulements à billes à contact oblique à une extrémité. Ce type de roulement présente une structure précise et un sens de montage incorrect peut entraîner des dommages directs. De plus, un roulement mal installé ou mal aligné axialement pendant le fonctionnement du moteur peut également provoquer des vibrations et des bruits anormaux.

► Fonction des roulements à billes à contact oblique

Les roulements à billes à contact oblique à une rangée sont conçus pour supporter des charges combinées et une poussée importante dans une seule direction. Dans les moteurs verticaux, ce type de roulement est souvent utilisé à l'extrémité opposée à l'arbre pour faire face aux situations où la force axiale dépasse la plage de charge du roulement à billes à gorge profonde. Sa taille est compatible avec le roulement à billes à une rangée du moteur correspondant, évitant ainsi de nombreux problèmes potentiels liés à la reconception des pièces structurelles.

L'utilisation de roulements à billes à contact oblique dans les moteurs verticaux vise à résoudre le problème de la résistance aux efforts axiaux importants et à l'équilibrage de la position entre le rotor et le stator. Dans ces applications, les roulements à billes à contact oblique sont généralement installés par paires pour répondre aux différentes exigences de fonctionnement. Une disposition appropriée des roulements permet d'appliquer une force axiale équilibrée par rapport au poids du rotor du moteur, garantissant ainsi une position relative axiale stable entre le rotor et le stator.

► Défis d'installation et d'exploitation

Le fonctionnement d'un moteur, qu'il s'agisse d'une installation de levage ou de suspension de roulements à billes à contact oblique, présente de nombreux défis. En particulier, tout désalignement axial ou vibration peut entraîner un fonctionnement instable et bruyant. Outre la correspondance des dimensions axiales, après la mise sous tension du moteur, les axes magnétiques du stator et du rotor s'alignent spontanément sous l'action de la force électromagnétique.

Lors du choix de la structure des roulements du moteur, diverses mesures peuvent être prises, telles que l'utilisation de roulements à billes à contact oblique pour l'appariement, le contrôle efficace du déplacement axial du roulement, l'utilisation d'une structure à trois roulements pour améliorer la stabilité et un pré-réglage raisonnable du désalignement du stator et du rotor. Il convient toutefois de maintenir la taille du pré-réglage du stator et du rotor dans une plage appropriée afin d'éviter tout effet indésirable. De plus, lors du stockage, du transport et des essais des moteurs verticaux, il convient de s'assurer que le moteur est toujours dans la position verticale correcte afin d'éviter tout endommagement des roulements dû à des forces externes inappropriées.

02 Problèmes de vibrations des grands moteurs verticaux

Nous nous concentrerons ensuite sur les problèmes de vibrations des moteurs des grandes pompes verticales. Le support du corps et la hauteur totale de ces moteurs sont généralement importants, et leur vitesse est d'environ 1500 XNUMX tr/min. Les paliers supérieurs sont généralement des paliers lisses ou à roulement, mais les problèmes de vibrations des paliers lisses sont généralement dus au réglage de la bague de guidage ; ils ne sont donc pas abordés dans cet article. Nous nous concentrerons sur les problèmes de vibrations des moteurs dont le palier supérieur est à roulement. La structure comprend le moteur, le support du corps, le corps de la pompe et les conduites d'admission et de sortie.

► Caractéristiques et influence des vibrations

L'amplitude des vibrations est maximale en haut du moteur et, à mesure que la position descend, elles diminuent progressivement, montrant une directionnalité évidente. Lorsque le moteur est testé à vide, c'est-à-dire lorsqu'il est connecté au corps de support mais pas au rotor de la pompe, sa fréquence de vibration dépend principalement de la fréquence de rotation. En revanche, lorsqu'il est connecté au rotor de la pompe, la fréquence de vibration peut être généralement de 2X.

Les vibrations du moteur s'affaiblissent progressivement à mesure que la position diminue, présentant une caractéristique directionnelle. Une fois le moteur connecté à la pompe, la fréquence des vibrations peut varier considérablement. Par exemple, le problème de vibrations du moteur peut également être influencé par de nombreux facteurs, tels que des vibrations excessives lors de la mise en production d'une nouvelle installation, des vibrations excessives après le remplacement ou la réparation du moteur, et des vibrations accrues pendant le fonctionnement, mais toujours présentes après le débranchement du rotor de la pompe.

► Analyse des causes de vibrations

Les vibrations du moteur peuvent être causées par divers facteurs, notamment le moteur lui-même, le cylindre de support, le corps de la pompe et les tuyaux d'entrée et de sortie.

► Causes du moteur lui-même

Les vibrations du moteur peuvent être causées par divers facteurs internes. Parmi eux, un équilibrage insuffisant est un problème majeur, notamment dans le système support-moteur présentant une faible rigidité globale, où un léger déséquilibre peut entraîner des vibrations importantes du moteur. Cependant, en réduisant ce déséquilibre, les vibrations peuvent souvent être efficacement réduites. De plus, une mauvaise installation des roulements, source de vibrations du moteur, est également une cause fréquente. Par exemple, le roulement supérieur est soumis à des contraintes tandis que le roulement inférieur joue un rôle de support et de guidage, et le rotor est suspendu, ce qui explique pourquoi le roulement supérieur est souvent endommagé en premier. De tels problèmes peuvent être évités en vérifiant les conditions de contrainte des deux roulements.

► Problèmes du système de support

Une rigidité insuffisante du vérin de support peut entraîner des problèmes de vibrations. Lorsque le moteur est connecté au vérin de support, ce problème de rigidité globale apparaît progressivement. Afin de déterminer s'il s'agit d'un problème lié au moteur ou au vérin de support, nous pouvons tester le moteur seul ou le moteur et le vérin de support sur la plateforme d'essai. Parallèlement, l'ajout de supports et de méthodes de réglage peut améliorer l'impact.

► Effets d'installation et de résonance

Certains moteurs peuvent présenter une résonance structurelle qui affecte significativement leurs vibrations. Après des essais réels, nous avons constaté que la fréquence de résonance peut affecter la plage de régime jusqu'à ±160 tr/min, et parfois même directement la vitesse nominale. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire de confirmer et d'améliorer la précision du moteur par des expériences visant à réduire les vibrations. La résonance structurelle peut affecter significativement les vibrations du moteur, et il est nécessaire de confirmer et d'améliorer sa précision par des expériences visant à réduire les vibrations.

Face aux problèmes de vibrations, il est nécessaire de prendre en compte divers facteurs et d'adopter des mesures ciblées. Ces mesures peuvent inclure l'amélioration de la précision de l'équilibrage, la garantie de la verticalité générale, l'ajustement du jeu des roulements, l'ajout de supports temporaires et la reconception du support du cylindre. Lors de la mise en œuvre de ces supports temporaires, il est important de s'assurer que le point d'appui se trouve à l'extrémité supérieure du moteur et d'ajuster la résistance du support en conséquence pour obtenir une réduction significative des vibrations.