Wibracje wewnętrzne zespołu prądotwórczego diesla

Chcesz wiedzieć, dlaczego w agregatach prądotwórczych z silnikiem wysokoprężnym występują drgania wewnętrzne i jak je zredukować, przeczytaj ten szczegółowy wpis na blogu autorstwa BISON.

2 czerwca 2023 r.
BY BISON

generator dieslastruktura obejmuje części elektryczne i mechaniczne, co jest również kombinacją elektromechaniczną. Dlatego jego niepowodzenie dzieli się na dwa rodzaje analiz. Przyczyna generator diesla awaria wibracji jest również podzielony na dwie części. Ogólnie rzecz biorąc, wibracje generatora diesla są powodowane przez niewyważone części wirujące lub usterki elektromagnetyczne lub mechaniczne.

Niewyważenie części wirującej jest spowodowane głównie niewyważeniem części wirującej rotor, sprzęganie, koło transmisyjne. Rozwiązaniem jest najpierw znalezienie równowagi rotora. W przypadku dużych kół napędowych, hamulcowych lub sprzęgieł należy oddzielić wagę od wirnika. Znajdź dobry punkt równowagi, jeśli występują duże koła przekładni, koła hamulcowe, sprzęgła i dzielone tarcze. Następnie następuje mechaniczne poluzowanie części obrotowej. Jeśli wspornik rdzenia żelaznego jest poluzowany, wpust skośny i wał sworznia są luźne, wirnik nie jest zamocowany itp., spowoduje to niewyważenie części obrotowej.

Główne problemy części mechanicznej są następujące:

Część łącząca układu wałów jest źle umiejscowiona, linie środkowe nie pokrywają sięi należy skorygować zbieżność. Przyczyną tej awarii jest głównie złe ustawienie i niewłaściwa instalacja podczas procesu instalacji. Inna sytuacja polega na tym, że linie środkowe niektórych zazębiających się części pokrywają się w stanie zimnym. Mimo to po pewnym czasie pracy linia środkowa pęka w wyniku odkształcenia punktu podparcia wirnika i fundamentu, co powoduje wibracje.
Przekładnie i sprzęgła związane z generatorem są uszkodzone. Tego rodzaju awarie objawiają się głównie złym zazębieniem kół zębatych, poważnym zużyciem powierzchni zębów, słabym smarowaniem kół, skośnym sprzęgłem, niewspółosiowością, profilem zębów sprzęgła zębatego, nieprawidłową podziałką zębów, nadmiernym luzem lub ekstremalnym zużyciem, które spowodują nieuniknione uszkodzenia.
Obciążenie napędzane przez generator przewodzi wibracje. Na przykład turbina parowa generatora turbiny parowej wibruje, a następnie silnik napędza wentylator, a wibracje pompy wodnej powodują wibracje silnika.
Wady konstrukcyjne i problemy instalacyjne samego generatora. Tego rodzaju awarie objawiają się głównie elipsą czopa, wygięciem wału, zbyt małą lub zbyt dużą szczeliną pomiędzy wałem a tuleją łożyskową oraz sztywnym fundamentem obudowy łożyska, płyty podstawy, części, a nawet cały fundament instalacji generatora są niewystarczające. Generator i płyta podstawowa wymagają poprawy. Mocowanie musi być mocne; śruby kotwowe są poluzowane, a gniazdo łożyska i płyta dolna są poluzowane. Jeśli szczelina między łożyskiem a płytką wału jest zbyt duża lub zbyt mała, spowoduje to nie tylko wibracje, ale także nieprawidłowe smarowanie i nieprawidłową temperaturę płytki łożyskowej.

Problemy elektromagnetyczne powodują awarię części elektrycznej

Obejmuje to głównie zwarcie uzwojenia wirnika silnika asynchronicznego, nieprawidłowe połączenie stojana silnika prądu przemiennego, zwarcie między zwojami uzwojenia wzbudzenia silnika synchronicznego, niewspółosiowość cewki wzbudzenia silnika synchronicznego silnik synchroniczny, pęknięty pręt wirnika asynchronicznego silnika klatkowego oraz zmienna szczelina powietrzna stojana i wirnika powodują deformację rdzenia wirnika, co skutkuje niezrównoważonym strumieniem szczeliny powietrznej, powodując nieprawidłowe wibracje.

Wewnętrzna izolacja wibracyjna agregatu prądotwórczego na olej napędowy

Agregaty prądotwórcze są chronione przed drganiami samowzbudnymi bez izolacji. Niektóre agregaty prądotwórcze są zaprojektowane tak, aby pochłaniać wszystkie normalne wibracje generowane wewnętrznie i większość zewnętrznych obciążeń udarowych.

Inaczej jest w środowisku generatora. Wibracje generowane przez pracujący generator diesla mogą niekorzystnie oddziaływać na nieużywane generatory, urządzenia pomocnicze, takie jak przełączniki i przekaźniki, oraz konstrukcje budynków.

Rodzaje wibracji

Istnieją dwa typy wibracji agregatu prądotwórczego: skrętny oraz liniowy.

Wibracje skrętne powstają w wyniku sił spalania wywieranych na wał korbowy silnika, przenoszonych przez wirującą masę. Z wyjątkiem szczególnych instalacji, prawidłowe dopasowanie silnika i agregatu prądotwórczego w fabryce całkowicie pozwala uniknąć tych wibracji.

Drgania liniowe mogą mieć wiele przyczyn, zwykle związanych z drganiami i hałaśliwymi maszynami. Jego dokładny charakter jest często trudny do określenia bez oprzyrządowania, ponieważ całkowite zmierzone wibracje stanowią w przybliżeniu sumę źródeł drgań.

Silniki wibrują na skutek sił spalania, reakcji momentu obrotowego, połączenia masy konstrukcyjnej i sztywności oraz tolerancji produkcyjnych obracających się elementów. Siły te mogą powodować różne niepożądane warunki, od niepożądanego hałasu po wysoki poziom naprężeń i ostateczną awarię elementów silnika lub generatora. Przy prędkościach obrotowych silnika, przy których występuje rezonans, naprężenia wibracyjne osiągają szkodliwy poziom. Rezonans występuje, gdy częstotliwość własna układu pokrywa się ze wzbudzeniem silnika. Należy przeanalizować cały układ silnik-generator pod kątem krytycznych drgań liniowych i skrętnych.

Efekty wibracji

Maszyny obrotowe, np. działające agregat prądotwórczy diesla zawsze będzie doświadczał pewnych wibracji, dlatego najlepiej jest odizolować sprzęt. Urządzenia nie należy stawiać bezpośrednio na skałach, ziemi, stali lub betonie. Materiały te mogą przenosić wibracje na duże odległości.

Rezonans określonych częstotliwości agregatu prądotwórczego z częstotliwościami własnymi elementów konstrukcyjnych budynku może spowodować uszkodzenie niektórych typów budynków.

Zmierzone wibracje stanowią w przybliżeniu sumę wszystkich źródeł drgań. Testowanie może określić źródło.

Generatory można odizolować od otaczającego środowiska za pomocą izolatorów masowych, takich jak bloki bezwładnościowe lub izolatory komercyjne.

Izolatory masowe są droższym i bardziej złożonym z dwóch systemów. Składa się z dużego bloku, na którym zamontowany jest agregat prądotwórczy. Blok otoczony jest włóknem szklanym lub korkiem, izolując go od otaczającej konstrukcji.

Gumowe podkładki czasami tłumią wysokie częstotliwości powodujące hałas, ale najpowszechniejszym urządzeniem jest izolator sprężynowy. Zapewnia około 95% izolację wszelkich wibracji i eliminuje potrzebę stosowania mas bezwładnościowych.

Izolatory sprężynowe są umieszczane pod szynami generatora, ale nie są przykręcane do podłogi, chyba że urządzenie jest ustawione równolegle z innymi generatorami lub znajduje się w obszarze narażonym na trzęsienia ziemi. Izolatory sprężynowe są najskuteczniejsze, gdy znajdują się bezpośrednio pod łapami montażowymi silnika i generatora.

Należy zadbać o to, aby sprężyny wytrzymały ciężar agregatu prądotwórczego. Jeśli sprężyna jest całkowicie ściśnięta, wszystkie wibracje przenoszone są bezpośrednio na konstrukcję, na której jest osadzona.

Weź pod uwagę jednostki bezczynne

Jednostki niepracujące mogą zostać uszkodzone przez wibracje pochodzące od pobliskich jednostek operacyjnych. Ponieważ w kole napinającym nie ma ciśnienia oleju zapewniającego smarowanie elementów wewnętrznych, wibracje mogą spowodować poważne uszkodzenia. W tym przypadku izolatory sprężynowe minimalizują skutki drgań.

Przewody paliwowe, przewody wydechowe i połączenia elektryczne przenoszą wibracje. Zapewnienie ochrony instalacji jest stratą czasu, jeśli te połączenia mają być wyposażone w połączenia ograniczające wibracje. Każde połączenie musi być elastycznie izolowane, aby zapewnić maksymalne tłumienie drgań.

Rezonans w instalacjach rurowych można również zmniejszyć, zawieszając podpory w nierównych odległościach. Aby wytłumić wibracje o niskiej częstotliwości, należy zastosować sprężynowe wieszaki rurowe izolatora. Aby zminimalizować wibracje o wysokiej częstotliwości, należy używać wieszaków wyłożonych gumą lub korkiem.

Określ, czy wieszaki są instalowane w nierównych odstępach, aby zminimalizować problemy z drganiami rur.

Można przetestować cały system, aby upewnić się, że wibracje nie są nadmierne. Jeśli Struktura (Podstawowa struktura agregatu prądotwórczego: kompleksowy przewodnik) jest wrażliwy na wibracje powstające podczas pracy agregatu prądotwórczego, należy rozważyć takie testy przed oddaniem urządzenia do użytku.

Problemy z wibracjami mogą powodować znaczne szkody i najlepiej je rozwiązać podczas pisania specyfikacji. Dodanie izolatorów sprężynowych lub bloków bezwładnościowych oraz elastycznych połączeń na rurach i przewodach może zapobiec późniejszym trudnościom.

Sprzęgła eliminują drgania wewnętrzne w generatorach diesla

BISON gumowe złącza zaciskowe to idealne rozwiązanie do ochrony agregatów prądotwórczych napędzanych gazem i olejem napędowym przed katastrofalnymi skutkami drgań skrętnych i rezonansu, które mogą wystąpić, jeśli są dostosowane do częstotliwości własnej systemu.

Drgania skrętne są nieodłączną cechą każdego silnika spalinowego ze względu na pulsację, czyli szczyt momentu obrotowego, odczuwany przez tłok podczas suwu mocy, gdy zapala się mieszanka paliwowo-powietrzna. Każdy impuls lub szczyt momentu obrotowego powoduje niezauważalne skręcenie wału napędowego, a gdy w grę wchodzi duża moc, zaangażowane siły mogą być przytłaczające.

Wszystkie systemy fizyczne mają wrodzoną częstotliwość wibracji – coś w rodzaju dzwonu. Załóżmy, że do metody przykładana jest siła zewnętrzna, która pokrywa się z jej częstotliwością drgań własnych; następuje wzmocnienie, zwane rezonansem. Takie rezonanse mogą być bardzo niszczycielskie, jak pokazano w najsłynniejszym przypadku zawalenia się mostu Tacoma Narrows Bridge w Stanach Zjednoczonych w 1940 r., kiedy częstotliwość podmuchów wiatru zbiegła się z częstotliwością własną mostu.

Załóżmy również, że drgania skrętne pokrywają się z częstotliwością drgań własnych układu w zespole prądotwórczym napędzanym silnikiem wysokoprężnym lub gazowym. W takim przypadku skutki mogą być katastrofalne lub co najmniej skrócić żywotność podzespołów i znacznie zwiększyć koszty konserwacji i eksploatacji.

Gumowe sprzęgła kompresyjne eliminują te problemy, ponieważ masa gumowa wewnątrz sprzęgła jest starannie dobrana tak, aby tłumić wibracje i utrzymywać częstotliwość własną z dala od prędkości roboczej silnika. Sprzęgła zapewniają napęd przez sprasowaną masę gumową, stąd nazwa guma sprasowana.

Ten typ sprzęgła elastycznego jest bezobsługowy, z natury niezawodny i stanowi lepszy wybór niż gumowe sprzęgła elastyczne typu ścinanego, podatne na wczesne awarie zmęczeniowe w układach napędowych na olej napędowy i gaz. BISON gumowe złącza zaciskowe mogą pracować w temperaturach do 200°C i oferują możliwość niewspółosiowości oraz odpowiednie opcje zaślepienia, jeśli jest to wymagane.

Wniosek

Omówiliśmy więc zmniejszenie wibracji wewnętrznych agregatu prądotwórczego z silnikiem wysokoprężnym. Mamy nadzieję, że teraz rozumiesz, dlaczego występują wibracje i jakie są różne metody ich redukcji.

Jeśli nadal masz jakieś pytania, skontaktuj się z nami. Jesteśmy dostawcą OEM i hurtowym generatorów wszystkich typów.

Zestaw generatora diesla Często zadawane pytania dotyczące wibracji wewnętrznych

Jaki jest limit wibracji generatora diesla?

Odpowiednio dopuszczalny poziom drgań silnika wysokoprężnego wynosi 45 mm/s, a generatora 20 i 28 mm/s. Jeśli poziom wibracji generatora będzie niższy niż 20 mm/s, nie ulegnie on uszkodzeniu.

Jak zmierzyć wibracje w generatorze?

Standardowe testy do badania drgań generatora obejmują:

Testowanie obciążeniowe uzwojeń końcowych stojana i złączy fazowych.
Globalne tryby końcowych koszy nawojowych.
Tryby podstawowe stojanów.

Jak zapobiec wibracjom generatora?

Innym świetnym sposobem na redukcję hałasu jest ograniczenie go u źródła. Umieszczenie uchwytów antywibracyjnych pod generatorem izoluje drgania i ogranicza przenoszenie hałasu. Dostępnych jest wiele różnych opcji — mocowania gumowe, mocowania sprężynowe i amortyzatory — a Twój wybór będzie zależał od poziomu decybeli, jaki chcesz osiągnąć.