歡迎訪(fǎng)問(wèn)中實(shí)洛陽(yáng)機械工程科技有限公司官網(wǎng)！
-
走進(jìn)中實(shí)中實(shí)洛陽(yáng)機械工程科技有限公司（原中實(shí)洛陽(yáng)工程塑料有限公司）于2017年11月01日更名成立，注冊資金5000萬(wàn)元。專(zhuān)門(mén)從事摩擦襯墊的研制、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，以及礦山設備、配件的生產(chǎn)。
-
技術(shù)實(shí)力是中國礦業(yè)大學(xué)礦山機械摩擦材料科研基地、教學(xué)實(shí)習基地，是河南科技大學(xué)產(chǎn)學(xué)研基地，是中國重型機械工業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )員單位，是摩擦襯墊、塑料襯板等五項產(chǎn)品行業(yè)標準制定者。
-
新聞資訊我公司擁有高水品的研發(fā)團隊和先進(jìn)的檢測設備，具有足夠的能力優(yōu)化已有的產(chǎn)品和研發(fā)新產(chǎn)品，產(chǎn)品系列化，結構多樣化，性能更加完善。
直聯(lián)提升機電動(dòng)機氣隙不均問(wèn)題及調整方法
發(fā)布時(shí)間：
2024-07-31
來(lái)源：
礦井提升機是礦山的重要設備，承擔著(zhù)礦物的提升、人員的上下、材料和設備的運送任務(wù)。隨著(zhù)礦山生產(chǎn)規模的擴大和技術(shù)水平的發(fā)展，礦井提升設備的能力加大，大型化設備數量增多，大型提升機特別是大型直聯(lián)摩擦式提升機的需求比例大增。直聯(lián)提升機的主軸與電動(dòng)機轉子錐套過(guò)盈配合連接，電動(dòng)機為提升機的動(dòng)力機構，其正常運行與否，直接關(guān)系到提升機的正常運行。一旦電動(dòng)機發(fā)生故障，不僅會(huì )降低工作效率，甚至可能造成重大人員傷亡和經(jīng)濟損失。
1 直聯(lián)提升機結構及不平衡磁拉力
1.1 大型直聯(lián)摩擦式提升機結構
大型直聯(lián)摩擦式提升機主要由主軸、摩擦輪、滾動(dòng)軸承、軸承座、軸承蓋、電動(dòng)機等部件組成，如圖1 所示。其中，提升機主軸與電動(dòng)機轉子的錐套過(guò)盈配合連接，主軸和電動(dòng)機轉子連成一體。電動(dòng)機定子、轉子之間的空隙為電動(dòng)機氣隙，氣隙的調整也是電動(dòng)機安裝的重要環(huán)節。
圖1 大型直聯(lián)式提升機的結構
1.軸承及軸承座；2.摩擦輪；3.主軸；4.電動(dòng)機。
1.2 不平衡磁拉力的影響
理論上，提升機電動(dòng)機磁場(chǎng)絕對均勻時(shí)，轉子徑向各點(diǎn)所受的磁拉力是均勻的，其合力為零。但由于生產(chǎn)過(guò)程、現場(chǎng)安裝調整及測量誤差等都會(huì )導致偏心，偏心必然會(huì )導致定子、轉子氣隙不均勻，從而產(chǎn)生不平衡磁拉力。
根據經(jīng)驗及其安裝和運行要求，氣隙不均值不能大于電動(dòng)機氣隙值的 10%。一旦氣隙值不滿(mǎn)足該要求，就會(huì )導致提升機在氣隙小的方向上產(chǎn)生不平衡磁拉力，把提升機主軸和電動(dòng)機轉子拉向磁拉力大的一側。該不平衡磁拉力，不僅會(huì )加速軸承的損壞，也會(huì )引起提升機的振動(dòng)和噪聲，造成提升機閘盤(pán)偏擺超差和電動(dòng)機發(fā)熱量增大。該不良影響發(fā)展到一定程度時(shí)，會(huì )引起定子、轉子相摩擦，發(fā)生電動(dòng)機“掃膛”事故，甚至燒毀電動(dòng)機。
2 氣隙不均與不平衡磁拉力
2.1 研究現狀
劉志珍等人對異步電動(dòng)機不平衡磁拉力計算的幾種公式進(jìn)行了推導，并引入經(jīng)驗系數 β，提出了一種新的不平衡磁拉力計算公式，通過(guò)計算實(shí)例與其他方法對比，證明了所得公式的正確性。Faiz 等人利用有限元方法分析了感應電動(dòng)機在動(dòng)態(tài)偏心和靜態(tài)偏心的磁場(chǎng)特性，發(fā)現主齒諧波變頻帶可以有效預測轉子偏心及偏心類(lèi)型。Pillai 等人建立了考慮不同轉子位置的不平衡磁拉力表達式，提出了一種解析公式并與二維有限元分析方法作對比，驗證了方法的合理性。黃彪對不平衡磁拉力進(jìn)行了計算，并利用 Maxwell 軟件對不平衡磁拉力進(jìn)行求解分析，并給出了減小不平衡磁拉力的解決措施。黨文娟研究了不平衡磁拉力與電動(dòng)機轉矩的理論計算，給出了非線(xiàn)性解析表達式。電動(dòng)機在運行中引起不平衡磁拉力的原因較多，產(chǎn)生不平衡磁拉力的機理也非常復雜。研究發(fā)現，不平衡磁拉力與轉子偏心有密切的非線(xiàn)性關(guān)系。雖然現階段已經(jīng)有很多學(xué)者給出了不平衡磁拉力的非線(xiàn)性解析表達式，但因采用的假設和簡(jiǎn)化方法各不相同，得到的磁拉力表達式也不盡相同，各個(gè)表達式具有不同的適用環(huán)境。
電動(dòng)機單邊磁拉力是指因電動(dòng)機磁場(chǎng)的不均勻分布而產(chǎn)生的力。國內傳統設計中，單邊磁拉力的計算一直沿用文獻 [9]和 [14]中的公式。單邊磁拉力
式中：F0 為單邊磁拉力，N；D 為轉子外徑，cm；L為磁場(chǎng)作用長(cháng)度，即指磁場(chǎng)作用的長(cháng)度范圍，cm；g為電動(dòng)機氣隙值，cm；Bg 為磁感應強度，即單位面積上磁通量的大小，Gs；e0 為偏心量，cm。
現在，電動(dòng)機廠(chǎng)計算低速電動(dòng)機初始單邊磁拉力時(shí)，一般根據經(jīng)驗，按電動(dòng)機定子、轉子間的氣隙偏差為 10% 進(jìn)行計算。則上式中
式(1) 可簡(jiǎn)化為
2.2 氣隙的安裝調整
現場(chǎng)安裝提升機時(shí)，一般先安裝提升機主軸裝置，之后再安裝電動(dòng)機。安裝電動(dòng)機時(shí)，先將電動(dòng)機轉子安裝到提升機主軸上，再將定子安裝就位。安裝定子時(shí)，應按廠(chǎng)家提供的圖紙資料中規定的要求，調整轉子與定子間隙。
因為提升機主軸機械自重及電動(dòng)機轉子自重會(huì )對提升機主軸產(chǎn)生一定的撓度，但這兩部分自重產(chǎn)生的撓度在電動(dòng)機安裝時(shí)就已經(jīng)存在；而定子氣隙已按當時(shí)轉子位置為基準進(jìn)行調整，不會(huì )對定轉子之間的氣隙產(chǎn)生附加影響。
一般提升機在電動(dòng)機安裝調整后、正式運行前，才懸掛鋼絲繩。提升鋼絲繩繩重、容器重及載荷重這三部分載荷，均通過(guò)鋼絲繩作用在提升機摩擦輪上，這些統稱(chēng)為鋼絲繩張力。鋼絲繩張力會(huì )在提升機主軸的電動(dòng)機端產(chǎn)生撓度，且張力會(huì )影響提升電動(dòng)機定子、轉子之間的氣隙；因此，在電動(dòng)機安裝及調整氣隙時(shí)，需要在鋼絲繩張力產(chǎn)生撓度的方向，即與鋼絲繩出繩方向相反的方向上預留氣隙。井塔式提升機和落地式提升機鋼絲繩張力作用在提升機上的方向不同，預留氣隙的方向也不同，如圖2、3 所示。在提升機掛繩后再次測量電動(dòng)機氣隙，如果氣隙值不滿(mǎn)足要求，則需再次調整，直到氣隙合格為止。
圖2 鋼絲繩張力引起的氣隙變化
圖3 兩類(lèi)型提升機的預留氣隙
3 提升機氣隙不均的案例分析
以某現場(chǎng)為例，該設備為 JKMD-4×4ZⅢ 型多繩摩擦式提升機，鋼絲繩直徑為 φ 42 m m，提升速度為 8.8 m/s；電動(dòng)機為直流電動(dòng)機，型號為ZKTD250/75，功率為 1 800 kW，轉速為 42 r/min。
3.1 氣隙不均問(wèn)題概述
在檢修時(shí)，用戶(hù)發(fā)現該電動(dòng)機轉子與定子之間存在氣隙不勻現象，問(wèn)題出現已有一年多。用戶(hù)擔心該問(wèn)題繼續發(fā)展會(huì )影響到提升機正常運行。我公司技術(shù)人員到達現場(chǎng)后，觀(guān)察到該提升機轉子在勵磁通電和勵磁退電時(shí)存在較為明顯的氣隙變化，目測變化量為 2～ 3 mm，如圖4 所示。電動(dòng)機在啟動(dòng)后平穩運行中，氣隙無(wú)明顯的變化。技術(shù)人員初步懷疑電動(dòng)機定子、轉子的松動(dòng)或位移導致氣隙變化，也有可能在初次安裝時(shí)氣隙未調整均勻。
圖4 勵磁通電前后氣隙的變化
3.2 測量氣隙與查找問(wèn)題
3.2.1 測量氣隙與排查原因
拆除電動(dòng)機外保護罩，用塞尺檢查電動(dòng)機定子、轉子之間的氣隙。使用長(cháng)塞尺，在定轉子圓周上均勻間隔測量氣隙，且要求內外兩側均使用塞尺測量并記錄。結果表明，氣隙存在不均，氣隙最大為 10.3 mm，最小為 4.4 mm；定轉子之間氣隙的變化方向，與因氣隙變小勵磁產(chǎn)生移動(dòng)的方向大概一致。
檢查以下事項并查找問(wèn)題：檢查電動(dòng)機與基礎底座的連接螺栓是否松動(dòng)，電動(dòng)機磁極與電動(dòng)機定子殼體連接是否松動(dòng)，提升機各個(gè)部位連接螺栓及楔鐵是否松動(dòng)。對上述問(wèn)題逐一檢查，均未發(fā)現問(wèn)題，排除提升機在運行過(guò)程中，因定子松動(dòng)產(chǎn)生位移而造成的氣隙變化。
3.2.2 使用百分表測量位移
提升機電動(dòng)機在勵磁通電時(shí)，存在肉眼可見(jiàn)的轉子位移，需要采用百分表測量轉子位移量。同時(shí)，在電動(dòng)機與提升機之間主軸架設百分表，觀(guān)察主軸是否發(fā)生位移及位移量；在電動(dòng)機轉子尾部已觀(guān)察到位移最大的方位上，以及在主軸軸承和電動(dòng)機之間，架設百分表，方位與電動(dòng)機轉子尾部百分表相同；在電動(dòng)機定子也架設百分表。百分表安裝調整好后，進(jìn)行勵磁通電。當電動(dòng)機勵磁通電時(shí)，記錄各百分表數據如下：主軸軸承與電動(dòng)機之間產(chǎn)生 0.12 mm 位移，轉子尾部產(chǎn)生 4 mm 位移，且兩位移方向一致；電動(dòng)機定子未發(fā)生位移。
4 原因分析及調整方法
4.1 原因分析
初步判斷氣隙不均的原因為在安裝提升機時(shí)氣隙未按要求調整。電動(dòng)機因氣隙嚴重不均產(chǎn)生的不平衡磁拉力過(guò)大，造成提升機主軸“吃掉”軸承游隙，導致主軸及轉子端部經(jīng)杠桿原理放大產(chǎn)生較大位移；因此，需要調整定子、轉子間的氣隙。經(jīng)查閱資料，該電動(dòng)機氣隙值為 7 mm，要求氣隙偏差不大于氣隙值的 10%，即為 0.7 mm。調整后，應保證其氣隙偏差不超過(guò) 0.7 mm。
4.2 調整方法
因電動(dòng)機轉子與提升機主軸共軸，經(jīng)檢查提升機的安裝符合要求，因此不能調整提升機來(lái)調勻氣隙，電動(dòng)機定子通過(guò) 6 根螺栓與電動(dòng)機底座連接，可以通過(guò)調整定子位置來(lái)達到調勻氣隙的目的。定子位置調整流程如下：
(1) 劃線(xiàn)標記電動(dòng)機定子現位置，記為原始位置；
(2) 將定子向氣隙小的方向 (出繩方向) 移動(dòng)約 3 mm；
(3) 拆除定子與底座間的定位銷(xiāo)，松開(kāi)定子與底座間的螺栓；
(4) 利用天車(chē)將電動(dòng)機定子稍稍吊起，采用千斤頂配合，將電動(dòng)機頂向氣隙小的一方約 3 mm；
(5) 利用塞尺測量氣隙，根據測量值再次調整，直到氣隙滿(mǎn)足要求為止；
(6) 氣隙調整均勻后，將螺栓按要求擰緊力矩緊固；
(7) 氣隙驗證。調整后，最終最小氣隙為 6.6 mm，最大氣隙為 7.4 mm，滿(mǎn)足標準氣隙的要求。再次同時(shí)在提升機主軸軸承與電動(dòng)機間、提升機轉子電動(dòng)機尾部、電動(dòng)機轉子架設百分表，進(jìn)行勵磁通電，記錄百分表數據如下：主軸傳動(dòng)軸承端產(chǎn)生 0 mm 位移，轉子尾部產(chǎn)生 0.16 mm 位移，電動(dòng)機定子未發(fā)生變動(dòng)。這說(shuō)明調整方法正確有效。
上一頁(yè)
下一頁(yè)
上一頁(yè)
下一頁(yè)
產(chǎn)品推薦
