अपने उच्च शक्ति घनत्व, कॉम्पैक्ट संरचना और उत्कृष्ट टॉर्क विशेषताओं के साथ अक्षीय फ्लक्स मोटर्स का उपयोग नई ऊर्जा वाहनों, औद्योगिक सर्वो, पवन ऊर्जा और अन्य क्षेत्रों में तेजी से किया जा रहा है। हालाँकि, जैसे-जैसे परिचालन के घंटे बढ़ते हैं और काम करने की स्थितियाँ अधिक जटिल होती जाती हैं, रोटर - मोटर का मुख्य घूमने वाला घटक - अनिवार्य रूप से विभिन्न दोषों का अनुभव करेगा। उनमें से, एक्सियल फ्लक्स मोटर रोटर की सतह क्षति, स्थायी चुंबक (चुंबकीय स्टील) विचुंबकीकरण, और गतिशील संतुलन विफलता तीन सबसे आम दोष प्रकार हैं। इन समस्याओं का सामना करते हुए, रखरखाव कर्मियों की मुख्य चिंता यह है: किन दोषों की मरम्मत की जा सकती है? किसको प्रतिस्थापन की आवश्यकता है? क्या मरम्मत के बाद प्रदर्शन और विश्वसनीयता की गारंटी दी जा सकती है?
1. रोटर की सतह की क्षति: मामूली क्षति की मरम्मत संभव है, गंभीर क्षति के लिए प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है
1.1 दोष कारण और अभिव्यक्तियाँ
एक्सियल फ्लक्स मोटर रोटर की सतह की क्षति आम तौर पर रगड़ (स्टेटर और रोटर के बीच घर्षण), विदेशी वस्तु घुसपैठ, या बीयरिंग विफलता के कारण रोटर डूबने के कारण होती है। क्षति के प्रकार की पहचान करने से मूल कारण का पता लगाने में मदद मिलती है: यदि रोटर की सतह पर एक भी रगड़ का निशान है, जबकि पूरे स्टेटर की सतह पर खरोंच है, तो यह अक्सर मुड़े हुए शाफ्ट या रोटर असंतुलन के कारण होता है; यदि स्टेटर की सतह पर केवल एक रगड़ का निशान है, जबकि रोटर की सतह को उसकी पूरी परिधि के चारों ओर खरोंच दिया जाता है, तो यह स्टेटर और रोटर के बीच गैर-संकेंद्रितता के परिणामस्वरूप होता है, जो आमतौर पर फ्रेम और अंत शील्ड स्पिगोट्स के विरूपण, या गंभीर बीयरिंग पहनने के कारण होता है।
1.2 इसकी मरम्मत कब की जा सकती है?
सतह की मामूली क्षति आम तौर पर मरम्मत योग्य होती है। उद्योग मानकों के अनुसार, स्टेटर की आंतरिक सतह और रोटर की बाहरी सतह पर हल्की क्षति को खत्म करने के लिए स्क्रैपिंग या पीसने के तरीकों की अनुमति है, बशर्ते कि मरम्मत के बाद मोटर की सतह का तापमान प्रासंगिक मानकों का अनुपालन करता हो। विशिष्ट मानदंड हैं:
क्षति की गहराई मशीनीकरण सीमा (आमतौर पर 0.5 मिमी से कम) के भीतर है और रोटर कोर की समग्र संरचनात्मक अखंडता को प्रभावित नहीं करती है।
बड़े क्षेत्र में कोई शॉर्ट सर्किट या सिलिकॉन स्टील शीट के पिघलने की घटना नहीं हुई है। यदि कोर दांतों में स्थानीय जलन होती है, तो पिघले और जुड़े हुए हिस्सों को हटाया जा सकता है, और क्षतिग्रस्त क्षेत्रों को एपॉक्सी राल से ठीक किया जा सकता है।
मरम्मत के बाद, वायु अंतराल एकरूपता अभी भी डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, और सतह तापमान रेटिंग संतुष्ट है।
जहां तक मरम्मत तकनीकों का सवाल है, हल्की खरोंचों और जंग के धब्बों को तेल में भिगोए हुए महीन उभरे हुए कपड़े से पॉलिश किया जा सकता है, जिसमें गोलाई के विचलन को एक माइक्रोमीटर का उपयोग करके बार-बार जांचा जाता है। शाफ्ट जर्नल घिसाव जैसी सतह क्षति के लिए, लेजर क्लैडिंग, ब्रश इलेक्ट्रोप्लेटिंग और थर्मल स्प्रेइंग जैसी सतह इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जा सकता है। ये मरम्मत प्रक्रियाएं कम तापमान पर संचालित होती हैं और इससे शाफ्ट विरूपण नहीं होगा या मेटलोग्राफिक संरचना में बदलाव नहीं होगा।
1.3 इसे कब बदला जाना चाहिए?
क्षति की गहराई बहुत बड़ी है, डिज़ाइन सहनशीलता सीमा से अधिक है, और निरंतर मरम्मत मुख्य संरचना को नष्ट कर देगी।
बड़े क्षेत्र में शॉर्ट सर्किट या सिलिकॉन स्टील शीट का प्रदूषण हुआ है, जिससे एड़ी वर्तमान हानि और कोर ओवरहीटिंग में काफी वृद्धि हुई है।
रोटर कोर को अपूरणीय संरचनात्मक विकृति का सामना करना पड़ा है, और मरम्मत के बाद भी वायु अंतराल एकरूपता की गारंटी नहीं दी जा सकती है।
क्षति रोटर बेस संरचना में कमजोर बिंदुओं तक बढ़ गई है, और मरम्मत लागत प्रतिस्थापन लागत के करीब या उससे अधिक है।
2. चुंबक विचुंबकीकरण: हल्के से मध्यम को पुनः चुंबकीयकरण द्वारा मरम्मत योग्य है, गंभीर को प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है
2.1 विचुंबकीकरण के कारण और तंत्र
स्थायी चुंबक विचुंबकीकरण का सार चुंबकीय डोमेन संरचना में एक अपरिवर्तनीय परिवर्तन है, जो कारण के आधार पर मुख्य रूप से तीन श्रेणियों में आता है:
थर्मल डिमैग्नेटाइजेशन : तब होता है जब स्थायी चुंबक का तापमान उसके सामग्री ग्रेड की सहनशीलता सीमा से अधिक हो जाता है। उदाहरण के लिए, एनडीएफईबी के लिए, क्यूरी तापमान लगभग 310 डिग्री सेल्सियस है, जिसके ऊपर कुल चुंबकीय हानि होती है। प्रायोगिक आंकड़ों से पता चलता है कि 150°C पर 1000 घंटे के निरंतर संचालन के बाद, NdFeB मैग्नेट 3% से 5% तक फ्लक्स हानि का अनुभव कर सकते हैं।
रिवर्स फील्ड डिमैग्नेटाइजेशन : ओवरलोड या शॉर्ट सर्किट जैसी असामान्य स्थितियों से उत्पन्न रिवर्स चुंबकीय क्षेत्र स्थानीय चुंबकीय डोमेन रिवर्सल का कारण बनता है। एक नई ऊर्जा वाहन मोटर में, 200% अधिभार स्थितियों के तहत, चुंबकीय प्रवाह घनत्व 7% से 12% तक गिर गया।
रासायनिक संक्षारण विचुंबकीकरण : एनडीएफईबी सामग्री गर्म और आर्द्र वातावरण में ऑक्सीकरण करती है, जिससे चुंबकीय गुणों में धीरे-धीरे गिरावट आती है। नमक स्प्रे परीक्षणों से संकेत मिलता है कि असुरक्षित चुम्बक 500 घंटों के बाद 15% तक फ्लक्स हानि का अनुभव कर सकते हैं।
साइट पर यह कैसे निर्धारित करें कि चुम्बक विचुंबकीय हैं या नहीं? सबसे सहज विधि: विचुंबकीकरण के बाद, मोटर की नो-लोड गति स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है, लोड करंट बढ़ जाता है, और ब्रेकिंग टॉर्क कम हो जाता है। अधिक सटीक पहचान के लिए सतह के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को मापने के लिए टेस्ला मीटर (गॉसमीटर) का उपयोग करना या पीछे के ईएमएफ का पता लगाना और मूल मापदंडों के साथ इसकी तुलना करना आवश्यक है।
2.2 इसकी मरम्मत कब की जा सकती है?
विचुंबकीकरण की मरम्मत क्षमता विचुंबकीकरण की डिग्री पर निर्भर करती है , और इसे निम्नलिखित वर्गीकरण के आधार पर मूल्यांकन करने की अनुशंसा की जाती है:
विमुद्रीकरण डिग्री |
फ्लक्स ड्रॉप प्रतिशत |
मरम्मत योग्यता |
अनुशंसित समाधान |
हल्का विचुम्बकीकरण |
<10% |
अत्यधिक प्रतिवर्ती |
पुनः चुम्बकीकरण + परिचालन स्थिति अनुकूलन |
मध्यम विचुंबकीकरण |
10%-20% |
आंशिक रूप से प्रतिवर्ती |
आंशिक चुम्बक प्रतिस्थापन + पूर्ण पुनः चुम्बकत्व |
गंभीर विचुंबकीकरण |
>20% |
मूलतः अपरिवर्तनीय |
रोटर असेंबली प्रतिस्थापन या संपूर्ण मोटर प्रतिस्थापन |
हल्का विचुंबकीकरण आमतौर पर अल्पकालिक ओवरहीटिंग या मामूली ओवरकरंट के कारण होता है और इसमें मजबूत उत्क्रमणीयता होती है। उपचार योजना में पहले गर्मी लंपटता को अनुकूलित करना, अधिभार को सीमित करना और बिजली की आपूर्ति को स्थिर करना, फिर रोटर स्थायी चुंबकों को सीधे चुंबकित करने के लिए एक उच्च-वोल्टेज पल्स मैग्नेटाइज़र का उपयोग करना शामिल है। चुंबकत्व के बाद, गॉसमीटर से सत्यापित करें कि चुंबकीय क्षेत्र अपने मूल मूल्य पर वापस आ गया है। उद्योग अभ्यास के अनुसार, पेशेवर चुंबकीयकरण उपकरण मूल प्रदर्शन का 95% से अधिक पुनर्प्राप्त कर सकते हैं।
मध्यम विचुंबकीकरण के लिए मोटर को अलग करना, स्थायी चुम्बकों का एक-एक करके परीक्षण करना, गंभीर रूप से विचुंबकित इकाइयों को चुनना, मूल ध्रुवता के अनुसार समान ग्रेड और आकार के नए चुम्बकों को जोड़ना या एम्बेड करना, और पूर्ण चुम्बकत्व के बाद, नो-लोड करंट, टॉर्क और दक्षता परीक्षण करना आवश्यक है।
2.3 इसे कब बदला जाना चाहिए?
निम्नलिखित स्थितियाँ आगे मरम्मत के प्रयासों के बजाय निर्णायक प्रतिस्थापन की मांग करती हैं:
स्थायी चुम्बकों का अवशेष डिज़ाइन मूल्य के 80% से कम है और चुम्बकीकरण के बाद इसे रेटेड प्रदर्शन पर बहाल नहीं किया जा सकता है।
मैग्नेट संरचनात्मक क्षति (दरारें, फ्रैक्चर, गंभीर क्षरण) दिखाते हैं जैसे कि मैग्नेटाइजेशन के बाद भी यांत्रिक शक्ति और सेवा जीवन की गारंटी नहीं दी जा सकती है।
अपरिवर्तनीय विचुंबकीकरण हुआ है, जिसका अर्थ है कि स्थायी चुंबक सामग्री स्वयं पुरानी हो गई है या इस हद तक रासायनिक क्षरण का सामना कर चुकी है कि चुंबकत्व के माध्यम से अवशेष को बहाल नहीं किया जा सकता है।
विचुंबकीकरण के कारण मोटर दक्षता में इतनी गंभीर गिरावट आई है और तापमान में असामान्य वृद्धि हुई है कि मरम्मत की लागत पूरी मोटर को बदलने की लागत से अधिक हो गई है।
3. गतिशील संतुलन विफलता: अधिकांश मरम्मत योग्य हैं, बहुत कम को प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है
3.1 विफलता के कारण और निदान
घूमने वाली मशीनरी में रोटर असंतुलन सबसे आम दोष स्रोत है - आंकड़े बताते हैं कि घूमने वाली मशीनरी में 70% कंपन दोष रोटर प्रणाली के असंतुलन से उत्पन्न होते हैं। मूल कारण रोटर के द्रव्यमान के केंद्र का उसके ज्यामितीय अक्ष के साथ गलत संरेखण है, जिससे बड़े पैमाने पर विलक्षणता पैदा होती है जो रोटेशन के दौरान केन्द्रापसारक जड़त्व बल उत्पन्न करती है, जो बढ़े हुए रेडियल कंपन और त्वरित असर पहनने के रूप में प्रकट होती है।
हालाँकि, गतिशील संतुलन सुधार करने से पहले, एक महत्वपूर्ण बात पहले की जानी चाहिए - असामान्य कंपन के मूल कारण का विश्लेषण करें , क्योंकि यह गतिशील संतुलन समस्या नहीं हो सकती है। यदि उपकरण में गंभीर ढीलापन, अनुनाद, टूटे हुए शाफ्ट, असर क्षति, गलत संरेखण, या नींव का निपटान है, तो गतिशील संतुलन सुधार अपेक्षित परिणाम प्राप्त नहीं करेगा।
असंतुलन का विशिष्ट कंपन हस्ताक्षर यह है कि कंपन अवधि ऑपरेटिंग गति (1× घूर्णी आवृत्ति द्वारा हावी) के साथ समकालिक होती है, रेडियल कंपन आयाम उच्चतम होता है, और आयाम और चरण स्थिरता और दोहराव प्रदर्शित करते हैं।
3.2 इसकी मरम्मत कब की जा सकती है?
गतिशील संतुलन विफलता की अधिकांश समस्याओं को ऑन-साइट या फ़ैक्टरी-आधारित सुधार के माध्यम से ठीक किया जा सकता है , जब तक कि रोटर को संरचनात्मक क्षति न हुई हो।
ऑन-साइट डायनामिक बैलेंसिंग आज उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक परिपक्व तकनीक है। यह विधि रोटर की वास्तविक परिचालन गति और स्थापना स्थितियों के तहत कंपन माप और संतुलन सुधार करती है, रोटर को तोड़ने और इसे कारखाने में वापस भेजने की आवश्यकता के बिना। यह लगभग 3-5 दिनों का समय और परिवहन लागत बचा सकता है, जबकि डिसएसेम्बली और पुनः असेंबलिंग के दौरान द्वितीयक क्षति के जोखिम से बचा जा सकता है। सुधार विधियों में मुख्य रूप से रोटर संरचना और प्रक्रिया आवश्यकताओं के आधार पर विशिष्ट विकल्प के साथ वजन जोड़ना (संतुलन वजन, स्क्रू, रिवेटिंग, वेल्डिंग जोड़ना) और वजन हटाना (ड्रिलिंग, पीसना, मिलिंग) शामिल है।
सुधार सटीकता ISO 1940-1 / GB/T 9239.1 मानकों का पालन करती है, और अवशिष्ट असंतुलन को बेहद निम्न स्तर पर नियंत्रित किया जा सकता है। सटीक विनिर्माण परिदृश्यों में, गतिशील संतुलन सटीकता जी1 ग्रेड (आईएसओ 1940-1 में उच्चतम सटीकता ग्रेड) तक पहुंच सकती है, जो कंपन खतरों को प्रभावी ढंग से समाप्त करती है।
एक्सियल फ्लक्स मोटर रोटर का रोटर डिस्क फ्रेम ज्यादातर गैर-चुंबकीय मिश्रित सामग्री से बना होता है और द्रव्यमान में अपेक्षाकृत हल्का होता है। हालाँकि, एक बार निम्नलिखित कारणों से ऑपरेशन के दौरान संतुलन की स्थिति बदल जाती है, तो सुधार और भी महत्वपूर्ण हो जाता है:
ऑपरेशन के दौरान घूमने वाले घटकों का क्षरण, घिसाव या स्केलिंग।
विदेशी वस्तु का आसंजन बड़े पैमाने पर विलक्षणता का कारण बनता है।
तापीय या यांत्रिक विकृति के कारण होने वाला असंतुलन धीरे-धीरे बदल रहा है।
उपरोक्त अधिकांश मामलों में, पेशेवर गतिशील संतुलन सुधार के माध्यम से सामान्य कार्य को बहाल किया जा सकता है।
3.3 इसे कब बदला जाना चाहिए?
निम्नलिखित स्थितियों में, गतिशील संतुलन सुधार अप्रभावी है, और रोटर को बदलने की आवश्यकता है:
रोटर शाफ्ट में दरारें या फ्रैक्चर दिखाई देते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यदि दरार की सीमा शाफ्ट जर्नल परिधि के 10% से अधिक नहीं है, तो मशीनिंग फ्लैट के बाद मरम्मत वेल्डिंग निरंतर उपयोग की अनुमति दे सकती है; हालाँकि, यदि यह इस सीमा से अधिक है, तो शाफ्ट को बदला जाना चाहिए। यदि दरार शाफ्ट कोर तक फैल गई है, तो पूरे रोटर को बदला जाना चाहिए।
रोटर कोर में अपरिवर्तनीय संरचनात्मक विकृति या क्षति हुई है, और सुधार के बाद भी संतुलन सटीकता की गारंटी नहीं दी जा सकती है।
घूमने वाले घटक अलग हो गए हैं (उदाहरण के लिए, संतुलन का वजन गिरना, ब्लेड फ्रैक्चर) और क्षति अपूरणीय है।
कई गतिशील संतुलन सुधारों के बाद भी कंपन सीमा से अधिक है, जो रोटर आधार संरचना के साथ गंभीर मौजूदा समस्याओं का संकेत देता है।
यह उल्लेखनीय है कि, उनके मॉड्यूलर संरचनात्मक डिजाइन के कारण, एक्सियल फ्लक्स मोटर्स को रखरखाव के दौरान एक निश्चित लाभ होता है - केवल दोषपूर्ण मॉड्यूल को बदलने की आवश्यकता होती है, जिससे ओवरहाल कठिनाई और रखरखाव लागत कम हो जाती है।
4. सारांश: मरम्मत बनाम प्रतिस्थापन को समझने के लिए एक तालिका
दोष प्रकार |
मरम्मत योग्य |
बदला जाना चाहिए |
रोटर सतह क्षति |
मामूली खरोंचें और निशान (गहराई <0.5 मिमी); सिलिकॉन स्टील शीट का कोई बड़े क्षेत्र का शॉर्ट सर्किट नहीं; एयर गैप की एकरूपता मरम्मत के बाद डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करती है। |
बड़े क्षेत्र में गहरी क्षति; गंभीर शॉर्ट सर्किट या सिलिकॉन स्टील शीट का प्रदूषण; अपरिवर्तनीय कोर संरचना विकृति। |
चुंबक विचुंबकीकरण |
हल्का (फ्लक्स ड्रॉप <20%): पुन: चुम्बकत्व या आंशिक चुम्बक प्रतिस्थापन जिसके बाद पूर्ण चुम्बकत्व होता है। |
गंभीर (फ्लक्स ड्रॉप >20%); संरचनात्मक चुंबक क्षति; अपरिवर्तनीय विचुंबकीकरण जहां चुंबकत्व अप्रभावी है। |
गतिशील संतुलन विफलता |
ज्यादातर मामलों में, ऑन-साइट गतिशील संतुलन (वजन बढ़ाने/हटाने के तरीकों) द्वारा मरम्मत योग्य है। |
शाफ्ट फ्रैक्चर (दरार परिधि के 10% से अधिक है); मुख्य संरचना क्षति; घूमने वाले घटकों का पृथक्करण जो अपूरणीय हैं। |
5. रखरखाव सिफ़ारिशें और निवारक उपाय
1. नियमित निरीक्षण पूर्वावश्यकता है : एक नियमित निरीक्षण तंत्र स्थापित करें। चुंबकीय क्षेत्र क्षीणन की आवधिक स्पॉट जांच के लिए एक गॉसमीटर का उपयोग करें, और नियमित गतिशील संतुलन परीक्षण के लिए एक कंपन विश्लेषक का उपयोग करें, ताकि उनके प्रारंभिक चरण में दोषों को खत्म किया जा सके।
2. कार्य करने से पहले निदान करें : किसी भी मरम्मत कार्य से पहले, खराबी का कारण स्पष्ट रूप से पहचाना जाना चाहिए। विशेष रूप से गतिशील संतुलन के मुद्दों के लिए, गैर-संतुलन कारकों जैसे कि असर क्षति, गलत संरेखण और ढीलेपन को पहले खारिज किया जाना चाहिए; अन्यथा, शेष सुधार निरर्थक होगा।
3. पुन: चुम्बकीकरण के लिए व्यावसायिक संचालन की आवश्यकता होती है : चुम्बकीकरण परिचालन में उच्च-वोल्टेज पल्स उपकरण शामिल होते हैं और इसे एक अछूता और संरक्षित वातावरण में योग्य कर्मियों द्वारा किया जाना चाहिए। मैग्नेटाइजेशन के बाद, गॉसमीटर के साथ प्रदर्शन को सत्यापित करें, और पुनः स्थापित करने के बाद नो-लोड और लोड कमीशनिंग करें।
4. पुनरावृत्ति को रोकने के लिए सामग्री उन्नयन : उच्च तापमान या उच्च कंपन परिचालन स्थितियों के लिए, उच्च ग्रेड स्थायी मैग्नेट (उदाहरण के लिए, एच, एसएच श्रृंखला) का चयन करने को प्राथमिकता दें और सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए मैग्नेट पर पीवीडी एल्यूमीनियम कोटिंग या एपॉक्सी मिश्रित कोटिंग जैसे सतह सुरक्षात्मक उपचार लागू करें।
5. रखरखाव आर्थिक मूल्यांकन : रोटर असेंबली प्रतिस्थापन और पूर्ण मोटर प्रतिस्थापन के बीच लागत की तुलना करने की आवश्यकता है - जब स्टेटर वाइंडिंग अभी भी अच्छी स्थिति में है, तो उसी मॉडल के वास्तविक रोटर के साथ प्रतिस्थापन पर्याप्त है, लागत और टर्नअराउंड समय पूर्ण मोटर प्रतिस्थापन से बेहतर है, और प्रदर्शन नए जैसा बहाल हो जाता है। हालाँकि, जब मरम्मत की लागत नई मोटर की लागत के 60%-70% तक पहुँचती है या उससे अधिक हो जाती है, तो पूर्ण मोटर प्रतिस्थापन को प्राथमिकता देने की सिफारिश की जाती है।
