Cum rezolvam problemele de vibratii aparute la motoarele electrice asincrone

In general, de la un motor electric ne asteptam sa functioneze fiabil, cu un anumit nivel de vibrații, care sa ramana relativ stabil o perioada cat mai indelungata de functionare. (Acum, unii clienti isi calculeaza si estimeaza media timpului de functionare pana la urmatoarea reparatie (MTBR – Mean Time Between Repair) sau perioada pana la urmatorul defect (MTBF – Mean Time Between Failure) si, bazandu-se pe acesti parametrii de fiabilitate, pot sa-si planifice mai bine activitatile de reparatie/intretinere pentru motoarele lor. Daca sunteti interesati sa dezvoltam acest lucru, lasati-ne un mesaj si ne conformam.)

Revenind la motoarele noastre electrice, sunt cazuri cand o masina rotativa poate prezenta vibrații excesive chiar de la instalarea initiala sau imediat dupa ce echipamentul a fost reparat, vibrațiile putand crește brusc sau treptat, provocand uzura nejustificata a utilajului, iar in cele din urma rezultând defectarea acestuia (uneori chiar catastrofal si, de obicei, atunci cand nu te astepti).

Identificarea cauzelor vibratiilor nedorite (care indica un defect incipient in plina dezvoltare) se poate face printr-un program (pe care il vom numi pompos Program de Mentenanta Predictiva), care trebuie facut sistematic, dar care nu implica eforturi mari din partea operatorului.

Programul implica cateva tehnici predictive de monitorizare a starii de functionare a motorului electric (si aici enumeram, analiza/masuratori vibratii, termografie in infrarosu, ultrasunete, analiza curent, etc) care pot pune in evidenta defecte incipiente ale diverselor componente ale motorului

******

In ce priveste vibratiile, masuratorile de vibratii se fac cu echipamentul in functiune la parametrii normali de functionare (rare sunt cazurile cand se intervine asupra comportamentului operational pentru a pune in evidenta anumite defecte – de exemplu, functionarea intr-un anumit domeniu de turatie, sau cu un anumit debit in cazul unei pompe / compresor / ventilator).

Odata ce aceste defecte incipiente au fost puse in evidenta, acestea se monitorizeaza la o frecventa recomandata de doua-trei luni pentru a vedea viteza de dezvoltare a acestui defect.

Astfel, cu aceste date in analiza a echipei de reparatie si impreuna cu istoria de mentenanta a echipamentului (gresare, aliniere arbori, defecte intalnite la acest echipament, uzuri frecvente intalnite, modul curent de functionare al echipamentului, etc) se poate dezvolta un plan de actiune pentru corectarea acestora (asta insemnand, in general, reparatia motorului si, deci, indisponibilizarea echipamentului pe durata de reparatie).

Exista si o parte si mai buna si aceasta este ca echipa de mentenanta poate sa isi planifice reparatia in perioda cea mai buna pentru el si isi poate procura piesele de schimb necesare, fara ca o reparatie accidentala sa surprinda personalul operativ in mijlocul concediilor de vara, din August de exemplu, si aceasta sa fie nevoit sa vina in miezul noptii la munca sa repare/inlocuiasca un motor stricat.

Conform unui sondaj efectuat de Rotofix Solutions, majoritatea defectelor si declansarilor echipamentelor critice se intimpla cu o probabilitate de peste 95% in ziua de vineri dupa-amiaza, in intervalul orar 18:00 – 22:00.

******

Cele mai frecvente cauze ale vibrațiilor la un motor electric sunt (ordinea e pur aleatoare):

A) De natura interna:

• Dezechilibrul mecanic al rotorului,
• Frecari intre parti interne ale motorului, in timpul functionarii,
• Slabiri mecanice – componente care nu sunt montate corespunzator pe rotor din cauza ajustajelor incorecte (vezi semicupla motor, ventilator motor, lagare, etc),
• Lubrefiere defectuoasa (ori prea multa, ori prea putina, ori de calitate indoielnica, ori contaminata, etc),
• Defecte ale lagarelor (in general, rulmenti) – si, aici la rulmenti, este o poveste intreaga de spus, incepand cu cele 4 stadii de dezvoltare a defectelor din rulmenti si continuand cu frecventele de defect specifice rulmentilor cu care este echipat motorul respectiv:

BPFI (Ball Pass Frequency – Inner Ring) – Frecvenţa proprie a inelului interior

BPFO (Ball Pass Frequency – Outer Ring) – Frecvenţa proprie a inelului exterior

FTF (Fundemental Train Frequency) – Frecvenţa proprie a coliviei

BSF (Ball Spin Frequency) – Frecvenţa proprie a elementului de rostogolire,

Ideea de baza este ca se pot identifica, cu o probabilitate de succes destul de mare, defectele de rulment si evita deteriorari catastrofale ale motorului (care conduc, cateodata, de pierderi semnificative de productie si nu numai)

• Probleme de natura electrică, și aici problematica este foarte interesanta incepand de la problemele de bare rotor fisurate, intrefier neuniform datorat montarii defectuoase a capacelor motorului, pana la chestiuni mai complexe date de functionarea cu convertizor de frecventa;
• Rezonanta / excitarea frecventei naturale a diverselor componente ale motorului.

B) De natura externa:

• Fundație / postament – care poate influenta negativ comportamentul operational datorita lipsei rigiditatii fundatiei,
• Aliniere defectuoasa/severa a arborilor,
• Diverse conditii operationale.

******

Cum putem pastra motoarele in functiune, cat mai mult timp?

• Monitorizarea motoarelor electrice in timpul functionarii (temperature lagare, zgomot anormal, etc);
• Imbunatatiti activitatea de gresare a motorului (sa fie conform specificatiei producatorului, cu vaselina corespunzatorare, la cantitatea necesara, pastrand necontaminata vaselina, etc);
• Pastrati motorul curat pentru o racire corespunzatoare;
• Porniti un program predictiv de mentenanta prin masuratori vibratii pentru a preveni defectarea motoarelor. Apoi, puteti sa complementati programul cu alte tehnici predictive de punere in evidenta defecte incipiente (ultrasunete, termografie cu infrarosu, etc);
• Cresteti cerintele de calitate a reparatiilor motoarelor electrice prin echilibrare dinamica la G2.5 – ISO 21940-11 si prin alinieri precise ale arborilor (toleranta +/-0.05 mm);
• Implementati practici bune de reparatie a motoarelor electrice (masuratori electrice, masuratori dimensionale precise, etc);
• Pastrati istoria reparatiilor motoarelor electrice pentru identificarea usoara a zonelor care necesita imbunatatiri (eventual prin analiza cauzelor reale de defect RCA ale diverselor evenimente).