彈性安裝系統(tǒng)對(duì)電機(jī)振動(dòng)測試精度的影響

1、一電機(jī)試菠彈性安裝系統(tǒng)對(duì)電機(jī)振動(dòng)測試精度的影響南通電機(jī)廠(226006)南通濟(jì)大著儲(chǔ)幵發(fā)有限公司(226000)周偉東1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 播要測量振動(dòng)吋.小型電機(jī)大都采用彈性 安裝在彈性支承壓縮較小，隔震效果差的 情況下會(huì)嚴(yán)重影響振動(dòng)測量值.本文提供了 弾性壓縮量對(duì)振動(dòng)測量影響的試驗(yàn)分析

2、結(jié) 果敘詞異步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試疑差電機(jī)振動(dòng)噪聲測試時(shí)*電機(jī)的安裝方 式會(huì)對(duì)測量緒果產(chǎn)生影響.尤其當(dāng)電機(jī)安裝 在剛性基礎(chǔ)上偏差往往很尢.原因一般有 氐下3個(gè)：(1) 電機(jī)外部的振動(dòng)轉(zhuǎn)給被試電機(jī).(2) 電機(jī)振動(dòng)傳給基礎(chǔ)，便基礎(chǔ)變成噪 聲源.并成為電機(jī)振動(dòng)的干擾泅“(3) 與電機(jī)連接(或接觸)的基礎(chǔ)明顯改 變電機(jī)外殼振動(dòng)的性質(zhì).懺測雷值產(chǎn)生偏 差.為了消除上述影響.GB10068, 1 - 88旅轉(zhuǎn)電機(jī)振動(dòng)測定方法對(duì)H250及以 下阱電機(jī)所案用的弾性懸吊系統(tǒng)的拉忡量 或萍性支承系統(tǒng)的壓縮量3及安裝傾斜角度 提出了要求.井指出附加振動(dòng)、附加噪聲應(yīng) 設(shè)法消除.對(duì)于附卻噪尹人們比較容易判別 它的存在.也比

3、較容易消除，一但引起電機(jī) 振動(dòng)值偏差的附加振動(dòng)就不易判別了 這是 因?yàn)楦郊诱駝?dòng)一般還不至于達(dá)到影響電機(jī) 振動(dòng)合格與否的程度.因此還投有悍到普遍 的關(guān)注但我們?cè)谀承┛蒲许?xiàng)目的研究試驗(yàn) 中發(fā)現(xiàn)附加振動(dòng)診響了試驗(yàn)精度.為此對(duì) 附加振動(dòng)產(chǎn)生的原因及消除方法逬行探討.附加振動(dòng)的影響有以下特點(diǎn)：(1) 彈性支承的壓縮量對(duì)電機(jī)振動(dòng)值 有影響對(duì)轉(zhuǎn)速較低的電機(jī)影響尤甚.(2) 垂直方向的振動(dòng)値(見圖1中N 5點(diǎn)) 往往大于水平方向的振動(dòng)值(見圖1中I" 點(diǎn)人試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1(軸囪振動(dòng)3飛點(diǎn)未列 出).圖1韭嘰消振黍意圖表1中的振動(dòng)值與轉(zhuǎn)子殘余不平衡引起 的低頻振動(dòng)峰值接近其它頻率的振動(dòng)域値 較小不足卸對(duì)

4、振動(dòng)值(有效值)構(gòu)成影響所 以說對(duì)振動(dòng)值讀數(shù)產(chǎn)生影響的仍然還是低 額率撮動(dòng)o 2.4.6.S極電機(jī)在電源頻率為 50Hz以下的低頻振動(dòng)的頻率分別為 50,25,16,7.12,5Hz.與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)*表1中的 振動(dòng)值實(shí)際上主要是對(duì)應(yīng)頻率的振動(dòng)值.測量電機(jī)振動(dòng)時(shí)采用彈性安裝形式(彈 性墊安裝或彈簧懸吊)是一種簡單而又實(shí)用 的隔籐方法，被隔靈的電機(jī)一般有G個(gè)自由 度其中3個(gè)自由度為電機(jī)3個(gè)座標(biāo)軸方向的1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Aca

5、demic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. -30 -氐電機(jī)技術(shù)1997(3)1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Al彈性安事方貳零同轉(zhuǎn)連的電機(jī)輕向撮動(dòng)的影響就驗(yàn)總型電機(jī)心號(hào)型測點(diǎn)乳it海nn如過詵様ii = 11 mm乳肢渾紳L 無過連扳乳膠海ifl2* 加過建板* 14mm氧腔海鐮IT無過渡柢疊族加過演棍25mjrib =1:kM4.03.fi393-9a.s曲 221-21-3

6、4.D4.24.0J-Q4"4L . 201應(yīng)1.151.301.101U071.15l.Dti1.D51.20l.Ukit12-222.052bQ0YIS2S 42Z.rH2創(chuàng)2-201 so4D.620.530.410.3050.7l0,510480.3611.701.51.501.40iP2&1.20Y132S S22,tK)2-W2.151.701.501 l&17a40.5D0.450.420桃0.3B0.305r.aoo.&s0.750.490.43IE ea1.451.S51.401.25C.96V132S - 824.92.172 202.10

7、1.95120L40鬪0.600,660価0.650.5C&J,0】-隔1.431.20Q.H4O.BO1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Al彈性安事方貳零同轉(zhuǎn)連的電機(jī)輕向撮動(dòng)的影響就驗(yàn)總型平移.另外3個(gè)為繞這3根軸的回轉(zhuǎn)振動(dòng).由 于測振方法在鉛垂方向采取隔靈措施井對(duì) 電機(jī)安裝水平提了要求實(shí)際上僅有與埴力 一致的沿E軸(圖】)方向的平移振動(dòng)對(duì)電機(jī)振 動(dòng)值的影響.這種影咆主要表現(xiàn)在2、5點(diǎn)的 振動(dòng)上.由于測振儀的傳感器在方向性上有 定的寬度.水平方向的振動(dòng)值

8、也受2軸方 向平移振動(dòng)的影響.不過要小一些"彈性按裝時(shí).譚性墊壓縮均勻并探證彈 性墊處于彈性變形范圍內(nèi)(或用彈簧懸吊) 推物理學(xué)箱諧振動(dòng)原理*隔霍后由電機(jī)和禪 性蟄構(gòu)成的系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率r及周期t分 別為:、 、 “加皿式屮膠一電機(jī)質(zhì)量(kg):K彈性墊或弾毎的剛度(N/m):$ 弾性墊的遙縮址或彈竇種托 戢(m);g一重力加速度(m/sz)*式(1)J2)表示隔靈后的系統(tǒng)的固有振動(dòng) 頻率和周期僅與彈性安裝的壓縮量或伸托 量有關(guān).WffiGB10068.1-88標(biāo)準(zhǔn)中的方法選用 壓縮量的公式>15(1000/n)計(jì)算出不同 轉(zhuǎn)速下的為：n = 3 OOOr/min時(shí)，齢血=1.

9、7mm;n = 1 500r/min吋，活麗二&7mm;n1 OOOr/min時(shí)，= 15.0mm；n= 75Qr/min 吋 Mms = 2&7mm*代入式也)可以求出最小壓縮量情況下 的被隔震的電機(jī)系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率分別為 12.1.6.K4，l>3rl(Hz轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)吋.由轉(zhuǎn)子殘余不平衡殖引起 的作用在軸承上的不平衡力F是電機(jī)的一種 激振力它通過軸痣柞用在電機(jī)機(jī)座上是引 起電機(jī)振動(dòng)的主要原因力卩在2軸上投影為 F sin認(rèn)是一種簡諧激振力會(huì)引起電機(jī)在 禪性墊或所懸吊彈毎上Z軸方向的平動(dòng)，兩 者合成為電機(jī)的振動(dòng).GB10068J -88標(biāo)準(zhǔn)以規(guī)宦城小壓縮址 的晤式規(guī)定了激

10、振力頻率與隔霍系統(tǒng)固有 頻率的比值久最小為4.4推導(dǎo)如下：n/6Q n/fiO2 =-=1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Al彈性安事方貳零同轉(zhuǎn)連的電機(jī)輕向撮動(dòng)的影響就驗(yàn)總型1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. Al彈性安事方貳零同轉(zhuǎn)連的電機(jī)輕向撮動(dòng)的影響就驗(yàn)總型-31 -氐電機(jī)技術(shù)1997(3)1994-2009 China Acade

11、mic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. n/60” =彳 _ 1 j 9.8x lOflfl振動(dòng)隔離是清除或減弱振動(dòng)危害的重 要途徑之一*電機(jī)振動(dòng)噪聲測罐方法中為了 消除本文幵始就談到的3個(gè)問題.對(duì)中芯高 400及以下的電機(jī)就采用了彈性安裝這隔 振措施，本文所談的隔屣的霍源是電機(jī)本身的 激振力.設(shè)電機(jī)未隔靈時(shí)傳給地基的動(dòng)載 荷為只隔翁后傳給地基的動(dòng)裁荷為N,則W 與P的比值耳表示隔振效果的系數(shù)稱為隔振 系數(shù)”它是隔晟設(shè)計(jì)中最主要的參數(shù).若振 源是簡諧澈振力(F sin孫則可求得：廠空=(置M戸 J(i，r+(2

12、cr式中$頻率匕=切血”；2(或門，Wn(/n)-分別為激振頻率和隔 瘢系統(tǒng)的圃有麻率；f一酣尼比.圖£計(jì)只紅閉隔城系數(shù)的計(jì)算囪線見圖匚由圖可知：(1) 在阻尼f一定大的范圍內(nèi).只有當(dāng) 頻率比心血時(shí)，力有明顯隔振效果而且隨 著；I的增大.隔撮效果增加.(2) 般隔振材料的阻尼京數(shù)不犬. (金屬弾費(fèi)個(gè)宅(1.005)-隔振橡眈f i0.10o在 A-2.5-5范圍內(nèi)計(jì)算隔振系數(shù)時(shí)可以不 考慮阻尼的彩響”當(dāng)；=4.1時(shí)f牛0-063*測振方法標(biāo)準(zhǔn)中 所采用的最小壓縮量正是保證了彈性系統(tǒng) 的隔麗茶數(shù)不大于0.063*(3) 當(dāng)2亠1時(shí)，激振力頻率與系統(tǒng)的固 有頻率一致，這時(shí)不但不起隔振作用

13、*相反 還會(huì)滋起強(qiáng)烈的附加振動(dòng)°抵式淳)計(jì)算，電 源頻率50Hz情況下的氣6冷極電機(jī)置于彈 性墊上，壓縮最分期為O IhO.4.0.9, 】.6(uinO時(shí)，系統(tǒng)的固右振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)子不 平衡引起的激振力頻率一致或接近.就會(huì)出 現(xiàn)共振2極電機(jī)置于乳膠海綿上壓縮量往 往遠(yuǎn)大于所要求的帰小壓縮量.安裝對(duì)振動(dòng) 影響就不叨顯但我們將Y132-2電機(jī)一臺(tái) 置于厚度為30mm的攥膠墊上.由于壓縮不 夠振動(dòng)就發(fā)生了變化.數(shù)據(jù)見表卽其原因就 在于此.«2 Yiazs.-afe機(jī)不同試點(diǎn)的攝功值(mm/s)電機(jī)弓再145rtSWI*1.351.4(1.鈾1.331犠融墊査承1.50 2-201

14、聲2,28誨綿支承L.101 IS0.00rg4幢！ff墊支砥.10 i.tio0.951-他試驗(yàn)時(shí)各種不同壓縮址下系統(tǒng)的固有 頻率Sn廉激振力頻率之比丄列表3*3輯于不平豪靈按力羅車f與不岡血的黑蜻固 電粧動(dòng)比丄的«««50Hz16.7H?12,5Hz114.4/10.44.A/B,24.S/3-54.BZS.fi144-2/11.94.2/604.2/4.C4.2/3.0253,2/16.63,2/7.83.2/5-23.2/3-9881.7/29.41.7/14.71.1/9.3J.7Z7.4根據(jù)表1.2、3的數(shù)據(jù)分析:1994-2009 China Aca

15、demic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. W電機(jī)按術(shù)1997(3)-32 -1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. （1）彈性墊壓縮（或弾簧伸也）雖增力口使 御隔麗后的整亍系統(tǒng)固有碾動(dòng)頻率"打下降, 隔震效果改善

16、減小了弾性系貌對(duì)振動(dòng)測:屋 值的影響.（2）當(dāng)壓術(shù)最不足吋一彈性系統(tǒng)對(duì)側(cè)試 值的影響主要表現(xiàn)為垂直方向的振動(dòng)值偏 大增加了同一截血水平，垂直二個(gè)方向的 測點(diǎn)振動(dòng)值的差異*屯機(jī)的中高頻振動(dòng)的頻率與系統(tǒng)固有 振動(dòng)頻率呱之比曠我都很大.所以一般情 況下只要使用彈性墊即使壓縮鈕不大.仍 對(duì)中商頻撮動(dòng)有良好的隔靈效聚但是.剛 性安裝變會(huì)產(chǎn)生由機(jī)殼表面輻射的附加蠅 聲，這種情況時(shí)有發(fā)生（3）質(zhì)點(diǎn)圍繞平衡位番的往復(fù)運(yùn)動(dòng)構(gòu) 成了振動(dòng)。轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)是最主要 的成4當(dāng)魅由于電機(jī)安裝不會(huì)絕對(duì)水平， 測振儀傳感器的位置偏差及其方向性有一 定的寬度.平移振動(dòng)也會(huì)對(duì)水平方向的振動(dòng) 值產(chǎn)生影響.為了捉高隔震的效率.

17、我怕又做了以下 試驗(yàn)：我們將2自8極電機(jī)置于彈性墊上$=11 mm.分別測得電機(jī)軸處于水平（以底卿平面 支承和鉛垂?fàn)顟B(tài)（以風(fēng)誰端面為支承）下各 點(diǎn)的振動(dòng)（表3h電機(jī)的徑向振動(dòng)值發(fā)生了較 大的差異炭4卜這毘由于壓編靈不篇系統(tǒng)兩 個(gè)方向隔理效果差異的結(jié)果.表4的數(shù)據(jù)表 明軸向愎動(dòng)值與狀態(tài)無關(guān)，這是因?yàn)?這2臺(tái) 電機(jī)的軸向掠動(dòng)的頻率為850Hzf02,2KHaf 在下的固有頻準(zhǔn)為4.8Hz,頻率比2 分別為177479.也就是說一般只要是彈性 安裝.即便壓縮址不& = 11<26.7）.對(duì)于 中豈頻振動(dòng)仍具冇極好的隔霍效果.>4 Y1笄尋-8電機(jī)枚#盡對(duì)醬葫憧成|1動(dòng)的安裝方式電

18、機(jī)電機(jī)狀恿'2453過 A4 >軸U陰0.720-42052 0.075軸伸帕垂CL1H0A&0.270 貓 U.Q75板鈾伸*平1-541.W0.S21.80 00821 Itnm樹伸胳垂1-321-350.640.61 0.08«電機(jī)技術(shù)1997（3）（4）美國全國電氣制造商協(xié)會(huì) （XEMA）電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)MG1 - 12.05電動(dòng)機(jī)的動(dòng) 平衡以最大雙振幅的形式規(guī)定了電機(jī)的振 動(dòng)值.左MGL - 12.06測試動(dòng)平衡茁萬法中 規(guī)定，把電機(jī)放在一個(gè)均勻的彈性座上.苴 向上和向下的自然頻率至少應(yīng)低于該電動(dòng) 機(jī)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速（交流電動(dòng)機(jī)采用最高同歩轉(zhuǎn)速） 的跖!*為此在電動(dòng)機(jī)重雖的柞用下彈性座 的下移箍至少應(yīng)不低于収下數(shù)價(jià)：$*3&(r' int