Tre gabime të mëdha të rotorëve të motorit me fluks boshtor: Riparo apo zëvendëso? Një udhëzues i qartë për të riparuar kufijtë

Motorët e fluksit aksial, me densitetin e tyre të lartë të fuqisë, strukturën kompakte dhe karakteristikat e shkëlqyera të çift rrotullimit, përdoren gjithnjë e më shumë në automjetet me energji të reja, servo industriale, energjinë e erës dhe fusha të tjera. Megjithatë, ndërsa orët e punës grumbullohen dhe kushtet e punës bëhen më komplekse, rotori - komponenti kryesor rrotullues i motorit - do të përjetojë në mënyrë të pashmangshme defekte të ndryshme. Midis tyre, dëmtimi i sipërfaqes së Rotorit Axial Flux Motor, demagnetizimi i magnetit të përhershëm (çelik magnetik) dhe dështimi i bilancit dinamik janë tre llojet më të zakonshme të defekteve. Përballë këtyre problemeve, shqetësimi kryesor i personelit të mirëmbajtjes është:  Cilat defekte mund të riparohen? Cilat kërkojnë zëvendësim? A mund të garantohet performanca dhe besueshmëria pas riparimit?

1. Dëmtimi i sipërfaqes së rotorit: Dëmtimi i vogël është i riparueshëm, dëmtimi i rëndë kërkon zëvendësim

1.1 Shkaqet dhe manifestimet e gabimeve

Dëmtimi i sipërfaqes së Rotorit të Motorit me Fluks Boshtor zakonisht shkaktohet nga fërkimi (fërkimi midis statorit dhe rotorit), depërtimi i objekteve të huaja ose fundosja e rotorit për shkak të dështimit të kushinetës. Identifikimi i llojit të dëmtimit ndihmon në gjetjen e shkakut rrënjësor: nëse sipërfaqja e rotorit ka një shenjë të vetme fërkimi ndërkohë që e gjithë sipërfaqja e statorit është e gërvishtur, ajo shpesh shkaktohet nga një bosht i përkulur ose çekuilibër i rotorit; nëse sipërfaqja e statorit ka vetëm një shenjë fërkimi ndërkohë që sipërfaqja e rotorit është e gërvishtur rreth gjithë perimetrit të saj, kjo rezulton nga jokoncentriciteti midis statorit dhe rotorit, zakonisht për shkak të deformimit të kornizës dhe kapakëve të mburojës fundore, ose konsumit të rëndë të kushinetës.

1.2 Kur mund të riparohet?

Dëmtimet e vogla sipërfaqësore  janë përgjithësisht të riparueshme. Sipas standardeve të industrisë, metodat e gërvishtjes ose bluarjes lejohen për të eliminuar dëmtimin e dritës në sipërfaqen e brendshme të statorit dhe sipërfaqen e jashtme të rotorit, me kusht që temperatura e sipërfaqes së motorit pas riparimit të jetë në përputhje me standardet përkatëse. Kriteret specifike janë:

• Thellësia e dëmtimit është brenda intervalit të përpunueshëm (zakonisht më pak se 0,5 mm) dhe nuk ndikon në integritetin e përgjithshëm strukturor të bërthamës së rotorit.

• Nuk ka ndodhur asnjë qark i shkurtër i zonës së madhe ose shkrirja e fletëve të çelikut të silikonit. Nëse ndodh djegia e lokalizuar e dhëmbëve bërthamë, pjesët e shkrira dhe të shkrira mund të hiqen dhe zonat e dëmtuara mund të riparohen me rrëshirë epokside.

• Pas riparimit, uniformiteti i hendekut të ajrit mund të plotësojë ende kërkesat e projektimit dhe vlerësimi i temperaturës së sipërfaqes është i kënaqur.

Sa i përket teknikave të riparimit, gërvishtjet e lehta dhe njollat ​​e ndryshkut mund të lustrohen me pëlhurë të hollë zmerile të zhytur në vaj, me devijimet e rrumbullakësisë që kontrollohen shpesh duke përdorur një mikrometër. Për dëmtimin e sipërfaqes së çiftëzimit, si veshja e ditarit të boshtit, mund të përdoren teknologji inxhinierike sipërfaqësore si veshja me lazer, elektrikimi me furçë dhe spërkatja termike. Këto procese riparimi funksionojnë në temperatura të ulëta dhe nuk do të shkaktojnë deformim të boshtit apo të ndryshojnë strukturën metalografike.

1.3 Kur duhet të zëvendësohet?

•  Thellësia e dëmtimit është shumë e madhe, duke tejkaluar diapazonin e tolerancës së projektimit dhe riparimi i vazhdueshëm do të shkatërronte strukturën bazë.

•  Kanë ndodhur qarqe të shkurtra me sipërfaqe të madhe ose shtrembërim i fletëve të çelikut të silikonit, duke çuar në rritje të konsiderueshme të humbjeve të rrymës vorbull dhe mbinxehje të bërthamës.

• Bërthama e rotorit ka pësuar deformim strukturor të parikuperueshëm dhe uniformiteti i boshllëkut të ajrit ende nuk mund të garantohet edhe pas riparimit.

• Dëmtimi është shtrirë në pikat e dobëta në strukturën e bazës së rotorit dhe kostoja e riparimit është afër ose tejkalon koston e zëvendësimit.

2. Demagnetizimi i magnetit: i lehtë në mesatar është i riparueshëm nga rimagnetizimi, i rëndë kërkon zëvendësim

2.1 Shkaqet dhe mekanizmat e çmagnetizimit

Thelbi i demagnetizimit të magnetit të përhershëm është një ndryshim i pakthyeshëm në strukturën e domenit magnetik, i cili, bazuar në shkakun, kryesisht ndahet në tre kategori:

• Demagnetizimi termik : Ndodh kur temperatura e magnetit të përhershëm tejkalon kufirin e tolerancës së shkallës së materialit të tij. Për NdFeB, për shembull, temperatura Curie është rreth 310°C, mbi të cilën ndodh humbja totale magnetike. Të dhënat eksperimentale tregojnë se pas 1000 orësh funksionimi të vazhdueshëm në 150°C, magnetët NdFeB mund të pësojnë një humbje fluksi prej 3% deri në 5%.

• Demagnetizimi i fushës së kundërt : Fushat magnetike të kundërta të krijuara nga kushte jonormale si mbingarkesa ose qarqet e shkurtra shkaktojnë kthimin e domenit magnetik lokal. Në një motor automjeti me energji të re, në kushte mbingarkesë 200%, densiteti i fluksit magnetik ra me 7% në 12%.

• Demagnetizimi i korrozionit kimik : Materialet NdFeB oksidohen në mjedise të nxehta dhe të lagështa, duke shkaktuar një prishje graduale të vetive magnetike. Testet e spërkatjes së kripës tregojnë se magnetët e pambrojtur mund të pësojnë humbje deri në 15% të fluksit pas 500 orësh.

Si të përcaktohet në vend nëse magnetët janë demagnetizuar? Metoda më intuitive: pas demagnetizimit, shpejtësia pa ngarkesë e motorit rritet ndjeshëm, rryma e ngarkesës rritet dhe çift rrotullimi i frenimit zvogëlohet. Zbulimi më i saktë kërkon përdorimin e një matësi Tesla (Gaussmeter) për të matur forcën e fushës magnetike të sipërfaqes, ose duke zbuluar EMF-në e pasme dhe duke e krahasuar atë me parametrat origjinalë.

2.2 Kur mund të riparohet?

Riparueshmëria e demagnetizimit varet nga  shkalla e demagnetizimit dhe rekomandohet të vlerësohet bazuar në klasifikimin e mëposhtëm:

Demagnetizimi i lehtë  zakonisht shkaktohet nga mbinxehja afatshkurtër ose mbirryma e lehtë dhe ka kthyeshmëri të fortë. Plani i trajtimit përfshin fillimisht optimizimin e shpërndarjes së nxehtësisë, kufizimin e mbingarkesës dhe stabilizimin e furnizimit me energji elektrike, më pas përdorimin e një magnetizuesi të pulsit të tensionit të lartë për të magnetizuar në mënyrë të drejtuar magnetët e përhershëm të rotorit. Pas magnetizimit, verifikoni me një Gaussmeter që fusha magnetike është rikthyer në vlerën e saj origjinale. Sipas praktikës së industrisë, pajisjet profesionale të magnetizimit mund të rikuperojnë mbi 95% të performancës origjinale.

Demagnetizimi i moderuar  kërkon çmontimin e motorit, testimin e magneteve të përhershëm një nga një, zgjedhjen e njësive të demagnetizuara rëndë, lidhjen ose futjen e magneteve të rinj të së njëjtës shkallë dhe madhësi saktësisht sipas polaritetit origjinal dhe pas magnetizimit të plotë, kryerjen e testeve të rrymës pa ngarkesë, çift rrotullues dhe efikasiteti.

2.3 Kur duhet të zëvendësohet?

Situatat e mëposhtme kërkojnë zëvendësim vendimtar dhe jo përpjekje të mëtejshme riparimi:

• Remanenca e magnetëve të përhershëm është nën 80% të vlerës së projektuar dhe nuk mund të rikthehet në performancën e vlerësuar pas magnetizimit.

• Magnetët shfaqin dëmtime strukturore (çarje, thyerje, korrozioni të rëndë) të tillë që forca mekanike dhe jeta e shërbimit nuk mund të garantohen edhe pas magnetizimit.

• Ka ndodhur çmagnetizimi i pakthyeshëm, që do të thotë se vetë materiali i magnetit të përhershëm është plakur ose ka pësuar korrozioni kimik deri në atë pikë saqë remanenca nuk mund të rikthehet përmes magnetizimit.

•  Demagnetizimi ka çuar në rënie kaq të rënda të efikasitetit të motorit dhe rritje jonormale të temperaturës, saqë kostot e riparimit tejkalojnë koston e zëvendësimit të të gjithë motorit.

3. Dështimi i bilancit dinamik: Shumica e madhe janë të riparueshme, shumë pak kërkojnë zëvendësim

3.1 Shkaqet dhe diagnoza e dështimit

Mosbalancimi i rotorit është burimi më i zakonshëm i defektit në makineritë rrotulluese - statistikat tregojnë se 70% e defekteve të dridhjeve në makineritë rrotulluese rrjedhin nga çekuilibri i sistemit të rotorit. Shkaku kryesor është mospërputhja e qendrës së masës së rotorit me boshtin e tij gjeometrik, duke krijuar ekscentricitet masiv që gjeneron forcë inerciale centrifugale gjatë rrotullimit, duke u shfaqur si vibrim radial i shtuar dhe konsum i përshpejtuar i kushinetës.

Megjithatë, përpara se të kryeni korrigjimin e bilancit dinamik, duhet bërë së pari një gjë e rëndësishme - analizoni shkakun rrënjësor të dridhjeve jonormale , sepse mund të mos jetë një problem i ekuilibrit dinamik. Nëse pajisja ka lirim të madh, rezonancë, boshte të plasaritur, dëmtim të kushinetave, shtrembërim të gabuar ose rregullim të themelit, korrigjimi dinamik i bilancit nuk do të arrijë rezultatet e pritura.

Nënshkrimi tipik i dridhjeve të çekuilibrit është se periudha e dridhjes është sinkron me shpejtësinë e funksionimit (e dominuar nga frekuenca rrotulluese 1×), amplituda e dridhjeve radiale është më e larta dhe amplituda dhe faza shfaqin stabilitet dhe përsëritshmëri.

3.2 Kur mund të riparohet?

Shumica dërrmuese e problemeve të dështimit të bilancit dinamik mund të rikuperohen nëpërmjet korrigjimit në vend ose në fabrikë , përveç rastit kur vetë rotori ka pësuar dëmtime strukturore.

Balancimi dinamik në vend  është një teknologji e pjekur që përdoret gjerësisht në industri sot. Kjo metodë kryen matjen e dridhjeve dhe korrigjimin e bilancit sipas shpejtësisë aktuale të punës dhe kushteve të instalimit të rotorit, pa pasur nevojë të çmontoni rotorin dhe ta dërgoni atë në fabrikë. Mund të kursejë rreth 3-5 ditë kohë dhe kosto transporti, duke shmangur rrezikun e dëmtimit dytësor gjatë çmontimit dhe rimontimit. Metodat e korrigjimit përfshijnë kryesisht shtimin e peshës (ngjitja e peshave të ekuilibrit, vida, thumba, saldimi) dhe heqja e peshës (shpimi, bluarja, bluarja), me zgjedhje specifike në varësi të strukturës së rotorit dhe kërkesave të procesit.

Saktësia e korrigjimit ndjek standardet ISO 1940-1 / GB/T 9239.1 dhe çekuilibri i mbetur mund të kontrollohet në nivele jashtëzakonisht të ulëta. Në skenarët e prodhimit të saktë, saktësia dinamike e balancës mund të arrijë shkallën G1 (shkalla më e lartë e saktësisë në ISO 1940-1), duke eliminuar në mënyrë efektive rreziqet e dridhjeve.

Korniza e diskut të rotorit të një Rotori Axial Flux Motor është bërë kryesisht nga materiale të përbëra jomagnetike dhe është relativisht e lehtë në masë. Megjithatë, kur gjendja e bilancit ndryshon gjatë funksionimit për arsyet e mëposhtme, korrigjimi bëhet edhe më kritik:

• Korrozioni, konsumimi ose shkallëzimi i komponentëve rrotullues gjatë funksionimit.

•  Ngjitja e objekteve të huaja që shkakton ekscentricitet masiv.

• Zhbalancimi i ngadalshëm i shkaktuar nga deformimi termik ose mekanik.

Në shumicën dërrmuese të rasteve të mësipërme, funksioni normal mund të rikthehet përmes korrigjimit profesional të ekuilibrit dinamik.

3.3 Kur duhet të zëvendësohet?

Në situatat e mëposhtme, korrigjimi i bilancit dinamik është i paefektshëm dhe rotori duhet të zëvendësohet:

• Boshti i rotorit tregon çarje ose thyerje. Duhet të theksohet se nëse shtrirja e plasaritjes nuk kalon 10% të perimetrit të ditarit të boshtit, saldimi riparues i ndjekur nga përpunimi i sheshtë mund të lejojë përdorimin e vazhdueshëm; megjithatë, nëse e kalon këtë interval, boshti duhet të zëvendësohet. Nëse çarja është përhapur në bërthamën e boshtit, i gjithë rotori duhet të zëvendësohet.

• Bërthama e rotorit ka pësuar deformime ose dëmtime të pakthyeshme strukturore dhe saktësia e ekuilibrit ende nuk mund të garantohet pas korrigjimit.

• Komponentët rrotullues janë shkëputur (p.sh. rënia e peshave, thyerja e tehut) dhe dëmi është i pariparueshëm.

•  Dridhja ende i kalon kufijtë pas korrigjimeve të shumta të balancës dinamike, duke treguar probleme serioze ekzistuese me strukturën e bazës së rotorit.

Vlen të përmendet se, për shkak të dizajnit të tyre strukturor modular, Axial Flux Motors kanë një avantazh të caktuar gjatë mirëmbajtjes - vetëm moduli i dëmtuar duhet të zëvendësohet, duke reduktuar vështirësinë e riparimit dhe kostot e mirëmbajtjes.

4. Përmbledhje: Një tabelë për të kuptuar Riparimin kundrejt Zëvendësimit

5. Rekomandimet e mirëmbajtjes dhe masat parandaluese

1. Inspektimi i rregullt është parakusht : Krijimi i një mekanizmi inspektimi rutinë. Përdorni një Gaussmeter për kontrolle periodike në vend të dobësimit të fushës magnetike dhe një analizues dridhjesh për testimin e rregullt të ekuilibrit dinamik, për të eliminuar defektet në fazat e tyre të hershme.

2. Diagnoza përpara se të veproni : Para çdo operacioni riparimi, fillimisht duhet të identifikohet qartë shkaku i defektit. Veçanërisht për çështjet e balancës dinamike, në fillim duhet të përjashtohen faktorët e mosbalancimit si dëmtimi i kushinetave, shtrembërimi dhe lirshmëria; përndryshe, korrigjimi i bilancit do të jetë i kotë.

3. Ri-magnetizimi kërkon funksionim profesional : Operacionet e magnetizimit përfshijnë pajisje me puls të tensionit të lartë dhe duhet të kryhen nga personel i kualifikuar në një mjedis të izoluar dhe të mbrojtur. Pas magnetizimit, verifikoni performancën me një Gaussmeter dhe kryeni vënien në punë pa ngarkesë dhe ngarkesë pas riinstalimit.

4. Përmirësimet e materialeve për të parandaluar përsëritjen : Për kushtet e funksionimit me temperaturë të lartë ose me dridhje të lartë, jepni përparësi zgjedhjes së magnetëve të përhershëm të shkallës së lartë (p.sh., seria H, SH) dhe aplikoni trajtime mbrojtëse sipërfaqësore, si p.sh. veshje alumini PVD ose veshje të përbëra epokside në magnet për të zgjatur jetën e shërbimit.

5. Vlerësimi ekonomik i mirëmbajtjes : Duhet të bëhet një krahasim i kostos midis zëvendësimit të montimit të rotorit dhe zëvendësimit të plotë të motorit - kur mbështjelljet e statorit janë ende në gjendje të mirë, zëvendësimi me një rotor të vërtetë të të njëjtit model është i mjaftueshëm, me kosto dhe kohë rrotullimi më të mira se një zëvendësim i plotë i motorit dhe performanca e rikthyer në të njëjtin model. Megjithatë, kur kostot e riparimit afrohen ose kalojnë 60%-70% të kostos së një motori të ri, rekomandohet t'i jepet përparësi zëvendësimit të plotë të motorit.