Auto-park24.ru

Журнал "Автопарк"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что является источником вибрации в двигателе внутреннего сгорания

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

  • NEW
  • Темы
  • Вопросы
  • Расчеты
  • Новости
  • Гостевая
  • Поиск

Производственная вибрация и ее воздействие на человека

6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») — 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6—9 Гц. Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.
При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорять заживление ран и т. п.
При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.
Ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии в низких частотах (до 35 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8-10 лет (формовщики, бурильщики), при воздействии высокочастотной вибрации — через 5 и менее лет (шлифовщики, рихтовщики).
Допустимые уровни вибрации. Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Гигиенические — ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Технические — ограничивают параметры вибрации не только с учетом указанных требований, но и исходя из достижимого на сегодняшний день для данного типа оборудования уровня вибрации. Разработаны нормативные документы, устанавливающие допустимые значения и методы оценки характеристик вибраций, к которым относится специальный ГОСТ ССБТ (Система стандартов безопасности труда).
Машины ручные. Допустимые уровни вибрации. Оценка степени вредности вибрации ручных машин производится по спектру виброскорости в диапазоне частот 11—2800 Гц. Для каждой октавной полосы в пределах указанных частот устанавливают предельно допустимые значения среднеквадратичной величины виброскорости и ее уровни относительно порогового значения, равного 5 • 10

8 м/с.
Масса вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должна превышать 10 кг, а усилие нажима — 20 кг.
Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и подразделяется на вибрацию:
• транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам;
• транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении, а также при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или на оптовых базах;
• технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций (например, от работы холодильных, фасовочно-упаковочных машин).
Высокие требования предъявляют при нормировании технологических вибраций в помещениях для умственного труда (дирекция, диспетчерская, бухгалтерия и т. п.). Гигиенические нормы вибрации установлены для рабочего дня длительностью 8 ч (табл. 1.2).

Как устранить вибрации автомобиля. И почему они опасны для машины?

Знакома ли вам ситуация, когда автомобиль начинает ощутимо вибрировать после установки новых колесных дисков? Или когда эта же проблема проявляет себя при установке подержанных шин? Avto.pro рассказал, в чем состоит опасность вибраций кузова и как их можно устранить самостоятельно.

Чем опасны вибрации

Несильные вибрации кузова являются нормой. Они почти полностью устраняются специальными элементами автомобиля, как-то резинометаллическими изделиями, маховиком и прочим. Эти детали со временем изнашиваются и перестают выполнять свои функции. Но когда вибрации становятся настолько сильными, что водитель явственно их чувствует не только при езде, но и на холостых , то стоит начинать бить тревогу. Вибрации могут стать причиной:

  • Быстрого износа отдельных деталей, как-то элементов ходовой и рулевого механизма;
  • Быстрого износа шин автомобиля;
  • Снижения комфортна от езды;
  • Сложности во вхождении в резкие повороты и совершении маневров торможения.

Хоть все узлы автомобиля приспособлены к эксплуатации в сложных условиях – ударах, перепадах температур, действии ультрафиолета – достаточно сильные вибрации серьезно сказываются на их эксплуатационном ресурсе . Многие эксперты считают, что именно вибрации являются главными «убийцами» ходовой. Нельзя не упомянуть, что сильное дрожание кузова негативно влияют на водителя и его пассажиров. Они становятся раздраженными, менее внимательными, быстрее устают.

Водитель может привыкнуть к вибрациям кузова и думать, что это нормальное явление. А что если тряска становится сильной, предметы на торпеде начинает ходить из стороны в сторону, а картинка в зеркале заднего вида начинает дергаться? Это серьезный повод для беспокойства. Далее мы попытаемся классифицировать вибрации кузова и выделить основные причины их появления, а также обозначим варианты решения проблем.

Какими бывают вибрации

Ощутимые вибрации автомобиля обычно проявляются при езде на большой скорости. Однако в отдельных случаях водители сталкиваются с проблемой даже на холостых оборотах прямо после запуска двигателя или при повышении оборотов перед тем, как тронуться с местами. Разберем эти моменты подробнее.

Вибрации на холостых оборотах . Выделяют вибрации рычага переключения передач, свист и металлический стук. В первом случае возможно троения ДВС и пропуск зажигания, по втором нужно проверить подушки ДВС, а в третьем проверить износ ремня генератора. Тряска наблюдается при неисправности сцепления, пропусках зажигания и при проблемах с подачей воздуха.

Вибрации при повышении оборотов на месте . Необходимо устранить пропуски зажигания, проверить систему управления силовым агрегатом и систему подачи воздуха. В редких случаях несильные вибрации могут передаваться кузову автомобиля с неисправным сцеплением. Рекомендована проверка выжимного подшипники и корзины.

Вибрации на скоростях до 40 км/ч . Для начала стоит проверить шрус (причина хруста на поворотах), элементы рулевого механизму – рейку в первую очередь – и комплектующие сцепления.

На скоростях 40-60 км/ч . Вибрации на таких скоростях могут быть вызваны карданом (сам вал, крестовина, подвесные подшипники), опорными подшипниками стоек и разбалансированными колесами . Также рекомендована проверка выхлопной системы.

На скоростях 60-80 км/ч . Рекомендована проверка всех узлов, указанных в предыдущем пункте, а также тормозной системы. В случае тормозов о неисправности будет сигнализировать еще звук. На средних скоростях на эксплуатацию автомобиля повлияют сильно изношенные покрышки. Нередко вибрации становятся причиной поломки отдельных узлов авто, которые затем усугубляют эту проблему.

На скоростях 80-100 км/ч . Практически все вышеуказанное. То же касается вибраций на скоростях 100-120 км/ч и выше. Мы также рекомендуем проверить турбину, если автомобиль ей оснащен. Особое внимание придется уделить элементам подвески. В частности, на высоких скоростях дают о себе знать шаровые опоры и изношенные подушки (опоры) агрегатов. На заднеприводных авто придется проверить карданный узел : вал, крестовину, подшипники.

Износ шин

Часто вибрации кузова обусловлены сильным износом автомобильный шин . Иногда обозначаемый производителем и самими автолюбителями ресурс шин может оказаться неверным. Чем суровее условия эксплуатации и хуже дороги, тем чаще придется менять покрышки. Легкие вибрации могут передаваться кузова при езде на шипованной резине – это нормально. Хуже, если они появляются при переходе на любую новую (читайте: не задубевшую) резину. Часто причина кроется не столько в износе шин, сколько в самих колесах. Попробуйте переставить их местами и выйти на дорогу.

Важный момент : давление во всех шинах должно быть оптимальным. Если хотя бы в одной покрышке давление воздуха ниже нормы, то могут появиться вибрации. Изношенным шинам мы уделим особое внимание по той причине, что их легко проверять . Вибрации могут передаваться кузову автомобиля в том случае, если резина:

  1. Имеет грыжи (хорошо заметные выпуклости);
  2. Сильно загрязнена – на нее налип слой грязи, снега и т.п.;
  3. Шины имеют неравномерный и сильный износ.

Автолюбителю важно уметь читать рисунок протектора и боковину. По-хорошему шины нужно проверять перед каждой поездкой и очищать от грязи. Вибрации будут становиться тем сильнее и заметнее, чем выше скорость авто. Обычно они становятся хорошо ощутимыми на скоростях от 50 км/ч. При этом первым начнет вибрировать рулевое колесо.

Проблемные колеса

Одна из наиболее частых причин возникновения вибраций кузова – несбалансированные колеса. А точнее, неправильно подобранные или установленные колесные диски. Часто водители выбирают диски, не уделяя должного внимания диаметру центрального отверстия . Если оно больше диаметра ступицы, то с балансировкой колеса могут возникнуть проблемы. Водитель может столкнуться со следующими проблемами:

  • Появление радиальный и/или поперечных биений;
  • Повышенная шумность шин;
  • Подергивание кузова при наборе скорости;
  • Неравномерный износ шин;
  • Снижение маневренности авто.

Четкое соблюдение диаметра центрального отверстия при выборе новых колесных дисков не обязательно, но желательно . Если его не удалось соблюсти, то монтаж такого колеса будет осложнен. Так как колесо центрируется крепежными элементами можно прийти к выбору, что никаких вспомогательных элементов и аксессуаров при его монтаже не потребуется. В материале, посвященном колесным проставкам , мы подробнее рассказали о необходимости использования т.н. супинаторов . Отметим лишь (и это упомянуто в материале), что некоторые колесные диски не нуждаются в проставках. Однако мы не советуем испытывать судьбу и к комплекту дисков сразу же докупать комплект пластиковых проставок.

Уточните параметры установленных колесных дисков. Если было обнаружено несовпадение диаметров центральных отверстий и ступиц, то отправьтесь в ближайший магазин и купите 4 пластиковых проставки. Их также можно заказать в сети. В соответствии с руководствами, которые легко найти в сети, переставьте колеса с использованием проставок. Или обратитесь в сервис, где этим займутся специалисты. С высокой вероятность данная процедура позволит решить проблему вибраций колес , которые передаются кузову при езде.

Если у вас подозрения на деформацию колесных дисков или даже проблемную резину, выйдите на шоссе и разгонитесь до 100-120 км/ч. При дисбалансе колес, вызванном их деформацией, вибрации станут хорошо ощутимыми. Осмотрите как колесные диски, так и шины. В случае покупки б.у. комплектующих такие проверки должны быть особенно тщательно. Эксплуатировать автомобиль с проблемными дисками и шинами не стоит.

Неисправность двигателя

Не самой частой причиной сильный вибраций кузова являются проблемы с двигателя. В данном материале мы раскрыли проблему вибраций ДВС на холостых оборотах . В норме силовой агрегат работает тихо и мягко, не влияет на комфортность езды. Обратные ситуации возникают при износе таких узлов:

  • Топливные форсунки. Речь идет не только о полном выходе одной или нескольких форсунок из строя, но и об их загрязнении. Очистка форсунок или их замена позволяет устранить вибрации;
  • Износ свечей зажигания. Замена свечей позволяет нормализовать работу мотора;
  • Загрязнение воздушного фильтра. Нормальный фильтр почти не препятствует всосу воздуха. А вот если он создает большое сопротивление потоку всасываемого воздуха, двигатель начнет вибрировать сильнее;
  • Износ опоры двигателя. В случае износа опор (подушек) вибрации от силового агрегата будут переходить кузову.

Нормально работающий двигатель в любом случае будет вибрировать, но если это сказывается на комфорте езды, то водителю нужно в первую очередь проверить опоры и по необходимости заменить основные расходники. Отдельно стоит вызвать вибрации разбалансированного двигателя. Здесь проблема серьезнее. Водителю придется обратиться к специалистам. Понадобится центровка валов, замена поршней и т.п. – дорогостоящая диагностика и ремонт.

Проблемные тормоза

Если неподходящие диски и изношенная резина является причиной постоянных вибраций, то при проблемах с тормозами вибрации возникают эпизодически . А именно, при нажатии на педаль тормоза. Сам механизм нуждается в регулярном обслуживании и замене отдельных комплектующих в случае, если они сильно изношены. Вибрации передаются рулевому колесу . Они могут быть как едва заметными, так и хорошо ощутимыми. Вот на что стоит обратить внимание:

  • Тормозной диск и колодка;
  • Ступица;
  • Суппорт.

В редких случаях причиной вибраций является заклинивший суппорт. Сам суппорт можно обслуживать – для этого есть специальные ремкомплекты и смазки. Колодки можно назвать одним из автомобильных расходников. Их нужно менять по факту износа. Некоторые колодки отличаются жесткостью и со временем они «выедают» тормозной диск. Об этом свидетельствует появление концентрический канавок. Диск может деформироваться от сильных перепадов температур и/или покрыться ржавчиной. Чем хуже его состояние, тем выше вероятность появления вибраций при торможении.

Диски с тонким слоем ржавчины, грязью и отпечатками тормозных колодок можно очистить щеткой. Пусть последнее вас не слишком пугает – при экстремальном нагреве часть фрикционного материала колодки может отпечататься на поверхности тормозного диска. Впрочем, это свидетельствует и о том, что вы поставили на свой авто колодки скорее для спокойной езды, нежели для спортивной.

И снова водителю придется проверить колеса. Биение тормозного диска с возникающими вибрациями, которые передаются рулевому механизму, могут быть вызваны неправильно смонтированными колесами. При этом стоит проверить еще и ступицу. Деформированную ступицу придется заменить . А если вы взялись за проверку ступиц, то заодно поработайте и с тормозными суппортами.

Неисправность электроприборов

Хоть читателю может показаться, что электрические приборы и агрегаты автомобиля не могут стать источником вибраций, на практике ситуация ровно обратная . Тот же вентилятор системы охлаждения и кондиционера могут вибрировать одновременно, что будет ощущать водитель. Особое внимание стоит уделить:

  • Системе кондиционирования;
  • Вентилятору радиатора охлаждения двигателя;
  • Генератору и стартеру;
  • Моторчикам дворников.

Самые сильные вибрации вызывает вентилятор системы охлаждения. Стоит добраться до него и очистить крыльчатку – это должно убрать дисбаланс и электроприбор начнет работать тихо. То же касается системы кондиционирования и отопителя. Их стоит включить по-отдельности и определить, когда появляются вибраций. Потребуется очистка и, опционально, замена подшипников электромоторов . Последнее справедливо и для дворников. Хорошей идеей будет проверка ремней навесного оборудование.

Общие рекомендации

Как можно понять из всего вышенаписанного, вибрации кузова автомобиля могут возникать в самых разных случаях. Иногда они даже не указывают на поломку какого-либо узла – нужно лишь провести балансировку и спокойно продолжить езду. Многие автолюбители устраняют вибрации самостоятельно. Нужно ли обращаться в автосервис, если вы переживаете, что не сможете произвести ремонт самостоятельно? Предлагаем следующий алгоритм действий:

  1. Определить характер вибраций – насколько они сильные, где может находиться их источник;
  2. Определиться с тем, когда вибрации появляются – на каких скоростях, только при торможении и т.д.;
  3. Произвести осмотр основных узлов авто (в частности колес, шин) и, опционально, воспользоваться автосканером (если он у вас есть) и расшифровать ошибки.

Далее вы можете заново обратиться к этому материалу, попросить совета у знакомых и почитать блоги водителей, столкнувшихся с аналогичной проблемой. Как показал практика, чаще всего причина вибраций кроется в колесах – самих дисках, шинах или и том, и другом. Решить проблему помогут специалисты. Если вибрации вызваны неисправностями ходовой (шрусы, ступицы) и трансмиссии (кардан, подвесные подшипники), то сложность ремонта вам предстоит оценить самостоятельно . К примеру, заменить крестовину кардана и подвесные подшипники можно в гаражных условиях. А вот серьезную работу с коробкой передач и двигателем лучше делегировать специалистам.

Вывод

Водителям не стоит игнорировать проблему вибраций всего кузова или отдельных элементов автомобиля. Они приводят к быстрому износу целых узлов, что со временем выльется в дорогостоящий в ремонт. Прибавьте к этому и снижение безопасности и комфортности езды, а также негативное влияние на физическое и психическое здоровье водителя и его пассажиров.

Часто проблема решается заменой шин и переустановкой колесных дисков с использованием проставок. Иначе они называются супинаторами и центровочными кольцами. Но если вибрации связаны с неисправностями деталей подвески, карданом или опорами двигателя, то водителю придется купить запчасти и установить их самостоятельно или обратиться к специалистам. Все это стоит потраченных денег.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вибродиагностика дефектов поршневых машин

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

К диагностируемым в процессе эксплуатации крупным агрегатам с узлами возвратно-поступательного действия следует отнести, прежде всего, поршневые компрессоры и двигатели внутреннего сгорания. В разделе настоящего обзора, посвященном общим вопросам вибродиагностики агрегатов с узлами вращения, отмечалось, что наличие в агрегате возвратно-поступательных узлов ограничивает те ее возможности, которые дает обнаружение по высокочастотной вибрации микроударов в узлах трения. Причина – рабочие ударные нагрузки в узлах возвратно-поступательного действия, маскирующие реакцию вибрации на микроудары. Следствие – переход на диагностирование по вибрации развитых дефектов с анализом формы сигналов путем осциллографирования составляющих сигнала вибрации, возбуждаемой цилиндропоршневой группой, клапанами и инжекторами.

Естественно, что некоторые из общих вибрационных признаков состояния вращающегося оборудования, получаемые при спектральном анализе вибрации, сохраняют свою эффективность и в диагностике агрегатов с возвратно-поступательными узлами.

Вибродиагностика поршневых машин с количеством цилиндров более одного, как правило, включает в себя решение трех задач разного уровня:

  • диагностика неидентичности рабочих процессов в разных цилиндрах,
  • диагностика дефектного узла,
  • диагностика дефекта в конкретном узле.

Для решения первой задачи используется особенность функционирования многоцилиндровых машин, крутящий момент которых формируется из сдвинутых во времени импульсных моментов каждого цилиндра. Соответственно, при изменении величины момента одного из цилиндров относительно других, на коленчатый вал и корпус машины начинает действовать пульсирующий момент, увеличивающий ее тангенциальную (поворотную) вибрацию. При двухтактной работе цилиндра эта частота совпадает, а при четырехтактной она оказывается в два раза ниже частоты вращения коленчатого вала.

Цилиндры поршневых нагнетателей обычно работают по двухтактной схеме, и обнаружить рост тангенциальной вибрации на частоте вращения просто лишь при креплении нагнетателя к фундаменту на упругих опорах, когда радиальная и поворотная вибрация машин на частоте вращения хорошо разделяется. В двигателях внутреннего сгорания чаще используется четырехтактная схема, при которой источником вибрации двигателя на половине частоты вращения, могут быть только нарушениях в работе одного из цилиндров. Поэтому эффективный мониторинг состояния двигателей сгорания и при упругом, и при жестком креплении двигателя реализуется простейшими виброанализаторами, способными измерять спектр вибрации и определять ее величину на частоте вращения коленчатого вала и на ее субгармонике (половине частоты вращения). Необходимо только количественно задать порог на уровень вибрации с частотой в половину оборотной или на ее отношение к уровню оборотной вибрации для конкретной частоты вращения двигателя. Порог опасности может составлять около 5% (по вибоускорению).

Решить вторую задачу – определения дефектного цилиндра можно путем сравнения широкополосных спектров вибрации цилиндров, измеряя их, например, в одних и тех же точках на крышках разных цилиндров. Если причина в работе клапанов — изменения в их работе можно обнаружить, сравнивая с эталоном по группе одинаковых машин широкополосные спектры вибрации опор вращения коленчатых валов. Контролировать состояние турбин высокого давления можно по широкополосным спектрам вибрации их опор вращения.

Первые две задачи – это задачи выявления дефектной машины и, предварительно, дефектного узла, необходимые для принятия решения о проведении работ по дефектации, а далее – по наладке или ремонту.

Диагностика, требуемая для наладки двигателей внутреннего сгорания – клапанов и топливной аппаратуры – более сложная и требует совместного анализа формы рабочих процессов и импульсной вибрации. Из рабочих процессов – это их индикаторная диаграмма, из вибрационных – импульсная вибрация крышек цилиндров и топливных трубок. Типичный сигнал импульсной вибрации с объемного датчика вибрации топливной трубки дизеля приведен на рис.15.12, на котором (в угловых координатах) показаны ключевые моменты функционирования топливной системы.

Рис.15.12 Объемные колебания топливопровода одного из цилиндров дизеля в угловых координатах вала.

Следующий и более сложный вопрос – диагностика износа механических элементов цилиндропоршневой группы — колец, подшипников коленчатого вала, кривошипно-шатунных узлов. В многоцилиндровых поршневых нагнетателях, где работа клапанов определяется давлением в цилиндре, интегральную оценку износа каждого цилиндра можно производить по временным задержкам срабатывания клапанов в разных цилиндрах. При этом дефектный клапан, если таковой есть, выделяется по форме импульсной вибрации, регистрируемой при его открывании и закрывании, а также по интервалу между моментами открытия и закрытия.

В дизеле клапанный механизм жестко связан с распределительными валами, угол срабатывания клапанов зависит от состояния (износа) собственно клапанов и распределительного вала и практически не зависит от износа подшипников коленчатого вала и шатунно-кривошипного механизма. Поэтому оценку их износа пытаются проводить по форме и сдвигу во времени ударного импульса, возникающего при реверсе поршня перед подачей топлива в цилиндр.

Что является источником вибрации в двигателе внутреннего сгорания

Источники вибрации и шума электрических машин

Силы, вызывающие вибрацию электрической машины, подразделяются на силы магнитного, механического и аэродинамического происхождения. Основными источниками вибрации и шума электрических машин являются магнитные, механические и аэродинамические источники.

Магнитные источники вибрации связаны с высшими пространственными гармоническими, которые обусловлены наличием зубцов на статоре и роторе, несимметрией и несинусоидальностью напряжения питания, эксцентриситетом воздушного зазора, несинусоидальным распределением МДС обмотки и целым рядом других причин [22].

К механическим источникам относятся небаланс ротора, несоосность и перекос

в асинхронных двигателях, возникают вибрации и при чисто синусоидальном магнитном поле в воздушном зазоре, когда спектр поля содержит только основную гармонику. В этом случае вибрации возникают под действием радиальной силы, которая деформирует осевую линию статора в 2р-угольник с частотой, равной удвоенной частоте питания. В общем случае любые причины несинусоидальности магнитного поля следует рассматривать как причины увеличения виброактивности асинхронного двигателя прежде всего на двойной частоте питания.

Деформации отдельных деталей, узлов и машины в целом являются причиной возникновения звуковых волн — шума, причем интенсивность этого процесса зависит от возмущающих сил, упругих свойств материалов, используемых в электрической машине, конструкции и ее акустических свойств.

Среди вибровозмущающих сил механического происхождения следует отметить силы, обусловленные подшипниками качения. Интенсивность этого источника вибрации и шума зависит от целого ряда факторов, связанных с технологическими погрешностями изготовления подшипников качения и подшипникового узла. Большое значение имеют виброакустические свойства подшипниковых щитов, которые при определенной конструкции могут быть интенсивными излучателями звука.

Основными недостатками подшипников в машинах с горизонтальным расположением вала, влияющими на уровень вибрации и шума, являются: недостаточная жесткость корпуса подшипника в продольном и поперечном направлениях, совпадение частоты собственных колебаний корпуса подшипника с частотой вращения ротора при различных режимах работы электрической машины, эксцентричная нагрузка на корпус подшипника, приводящая к изгибающему моменту, действующему в вертикальной плоскости.

Одним из основных источников вибрации и шума механического происхождения является остаточная неуравновешенность вращающихся частей электрической машины. Неуравновешенность ротора возбуждает значительные вибрации и шум, особенно в быстроходных машинах.

При трении щеток о коллектор или контактные кольца в электрической машине возбуждаются вибрации и шум, имеющие высокочастотные составляющие. Вибрации и шум, обусловленные коллекторно-щеточным узлом, характерны для крупных машин постоянного тока.

Силы аэродинамического происхожде-

ния вызывают вибрации и шум, уровень которых зависит от правильности выбора количества и формы лопаток, типа вентилятора, его аэродинамических свойств, числа и профиля вентиляционных каналов, правильности расположения вентиляторов относительно деталей и узлов электрической машины.

Технология производства оказывает большое влияние на стабильность виброакустических характеристик. Практика показывает, что их разброс даже у однотипных электрических машин может достигать 20 дБ.

Задачу снижения вибрации от остаточной неуравновешенности ротора в настоящее время можно считать практически решенной. Качество современного оборудования для динамической балансировки позволяет выполнить эту задачу с заданной степенью точности, что является условием для получения вибрационных характеристик, удовлетворяющих заданным требованиям.

Все неуравновешенные силы, возникающие в электрических машинах, вызывают изменяющиеся во времени дополнительные нагрузки на подшипники, в результате чего происходят виброперемещения последних. В совокупности с конструктивными недостатками подшипниковых узлов эти силы вызывают вибрацию электрической машины в целом.

Следует особо отметить значение в шу-мообразовании подшипников волнистости и гранности рабочих поверхностей.

С увеличением номинального внутреннего диаметра подшипников их шум и вибрации возрастают на 1 — 2 дБ на единицу номера типоразмера подшипника.

В значительной мере виброактивность подшипников качения зависит от размеров радиального зазора. Возникающая при этом прецессия вала приводит к ударным взаимодействиям вала с телами качения, вследствие чего генерируется широкий спектр вибраций и шума.

Роликоподшипники имеют уровень вибрации и шума на 1 — 3 дБ больше, чем шарикоподшипники тех же размеров.

Снижение уровня шума и вибрации может быть достигнуто применением подшипников скольжения, которые обеспечивают достаточную бесшумность работы и повышенную вибростойкость.

Демпфирующее действие на вибрацию и шум электрической машины, вызванные колебаниями подшипникового узла, оказывает смазка подшипников. Выбор смазки производится с учетом частоты вращения,

рабочей температуры узлов, нагрузки и характера окружающей среды.

Правильный выбор смазки обеспечивает снижение критической частоты, рассчитанной для ротора на жестких подшипниках, и демпфирование виброперемещения ротора.

Устойчивость движения шейки вала на масляной пленке смазки можно повысить увеличением на нее нагрузки. Для этого целесообразно применять вкладыши специальной конструкции, которые позволяют повысить устойчивость движения шейки вала и достигнуть более точного центрирования оси последней.

В машинах с малонагруженными быстроходными роторами, имеющих широкий диапазон рабочей частоты вращения, целесообразно применять подшипники скольжения с самоустанавливающимися сегментами, которые под действием гидродинамического давления в масляном канале занимают оптимальное положение.

Улучшение виброакустических характеристик электрических машин может быть достигнуто применением осевого натяга с помощью пружинных шайб.

Снижению уровня вибрации способствует и установка подшипников качения во вкладыши из прессованного медного волокна определенной пористости. С помощью таких опор удается отстроиться от резонанса системы «ротор — корпус — основание» и понизить уровень вибраций на средних и высоких частотах до 12 дБ.

Читать еще:  Что такое паровая пробка в системе охлаждения двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector