Analyse und Lösungen für abnormales Geräusch des Hauptmotors im Doppelschneckenextruder

Als Kern-Leistungsbauteil des Doppelschneckenextruders bestimmt der Betriebszustand des Hauptmotors direkt die Stabilität der Anlage. Abnormales Geräusch ist meist ein Frühwarnsignal, das durch mechanische Reibung, elektrische Fehler oder Anomalien in angeschlossenen Systemen verursacht wird. Es ist notwendig, durch Kombination von Geräuschmerkmalen und Begleiterscheinungen (wie Stromschwankungen und abnormem Temperaturanstieg) eine genaue Fehlerdiagnose durchzuführen, um schwere Probleme wie Motordurchbrennen und Schneckenblockade durch Fehlerausweitung zu vermeiden. Im Folgenden wird eine detaillierte Analyse der Ursachen und entsprechender Lösungen gegeben:

I. Ausfälle des mechanischen Antriebssystems (häufigste Ursache)

(I) Beschädigung der Hauptmotorlager oder Schmierungsversagen

Ursachen: Long-term high-speed operation of bearings leads to ball wear and cage deformation; lack, aging, or contamination of grease causing dry friction; excessive fit clearance between the motor shaft and bearings resulting in radial/axial movement during operation. The noise is usually a continuous “buzzing” or “creaking” friction sound, or a periodic “clacking” sound, accompanied by abnormal temperature rise at the bearing end (exceeding 70℃).

Lösungen:

1. Maschine stoppen und Strom abschalten, Motordeckel und Schutzhaube entfernen, Motorwelle von Hand drehen, um ein Festlaufen, Spiel oder ungleichmäßigen Widerstand zu spüren, und prüfen, ob die Lagerdichtung beschädigt ist und ob das Fett verfärbt oder verklumpt ist.
2. Ist die Schmierung unzureichend, das alte Fett im Lager gründlich reinigen und eine geeignete Hochtemperaturfettart (z. B. Lithiumfett) in einer Menge von 1/3 bis 1/2 des Lagerinnenraums hinzufügen, um eine Wärmeakkumulation durch zu viel Fett zu vermeiden.
3. Ist das Lager verschlissen, hat es abblätternde Kugeln oder einen beschädigten Käfig, dieses direkt durch ein Präzisionslager desselben Typs ersetzen. Nach dem Austausch die Wellenkoaxialität korrigieren, um einen einwandfreien Betrieb sicherzustellen.

(II) Durchbiegung oder Exzentrizität der Motorläuferwelle

Ursachen: Shaft deformation due to motor overload; impact force during transportation or installation; thermal deformation of the shaft due to long-term high-temperature operation. The noise manifests as a “whirring” sound that intensifies with increasing speed, accompanied by obvious motor vibration, and shaft end swing can be observed in severe cases.

Lösungen:

1. Mit einer Messuhr den radialen Schlag der Motorwelle messen. Überschreitet dieser 0,05 mm, ist die Welle gebogen und muss zur Reparatur und Korrektur eingesandt oder die Läuferwelle direkt ersetzt werden.
2. Nach dem Austausch/der Korrektur den Motor neu einbauen, um sicherzustellen, dass die Koaxialität zwischen Welle und Kupplung den Anforderungen entspricht (radialer Schlag ≤ 0,02 mm, axialer Schlag ≤ 0,01 mm).

(III) Kohlebürstenverschleiß oder schlechter Kontakt (gilt für Schleifringläufermotoren)

Ursachen: Carbon brushes worn to the limit thickness (usually ≤ 5mm), surface oxidation or carbon deposition; loose brush holders, excessive contact gap between carbon brushes and commutators, resulting in electric sparks accompanied by “sizzling” noise during operation, and ablation marks on the commutator surface in severe cases.

Lösungen:

1. Den Kohlebürstendeckel des Motors entfernen, den Verschleiß der Kohlebürsten prüfen, stark abgenutzte Kohlebürsten ersetzen und sicherstellen, dass die neuen Kohlebürsten fest am Kommutator anliegen (Kontaktfläche ≥ 80 %).
2. Die Oxidschicht und Kohlestaubablagerungen auf der Kommutatoroberfläche mit Feinschleifpapier polieren, den Staub im Bürstenhalter reinigen, die Position des Bürstenhalters justieren und einen gleichmäßigen Kontaktdruck zwischen Kohlebürsten und Kommutator sicherstellen (meist 0,2–0,3 MPa).

II. Ausfälle des elektrischen Steuersystems

(I) Fehler der Thyristor-Gleichrichterschaltung

Ursachen: Damage or breakdown of one of the thyristor components in the main motor thyristor rectifier circuit, leading to abnormal rectifier output waveform and unbalanced motor power supply, resulting in “buzzing” electromagnetic noise, accompanied by motor current fluctuation and unstable speed.

Lösungen:

1. Nach dem Stoppen der Maschine und Abschalten des Stroms mit einem Multimeter die Durchgangsfähigkeit jedes Thyristorbauteils prüfen, beschädigte Bauteile identifizieren und durch Thyristoren desselben Typs ersetzen und prüfen, ob die Verkabelung der Triggerstromkreises locker oder oxidiert ist.
2. Nach dem Austausch eine Leerlauf-Einschaltprüfung durchführen, beobachten, ob Motorgeschwindigkeit und Strom stabil sind, und sicherstellen, dass die Ausgangswelle der Gleichrichterschaltung normal ist.

(II) Umrichterfehler oder fehlerhafte Parametereinstellung

Ursachen: Damage to IGBT modules or aging of capacitors inside the inverter, leading to output frequency fluctuation; unreasonable parameter settings (such as too short acceleration time, too low carrier frequency) causing motor electromagnetic resonance, resulting in low-frequency “rumbling” noise, accompanied by increased motor vibration.

Lösungen:

1. Prüfen, ob auf dem Anzeigepanel des Umrichters ein Fehlercode erscheint, interne Bauteile (wie Module und Kondensatoren) anhand des Codes fehlerbeheben und bei Bedarf Fachpersonal für Wartung oder Austausch des Umrichters kontaktieren.
2. Umrichterparameter optimieren: Beschleunigungszeit angemessen verlängern (an die Motorlastkennwerte angepasst), Trägerfrequenz auf 2–5 kHz einstellen (zur Reduzierung elektromagnetischer Geräusche) und sicherstellen, dass Leistungs- und Spannungsniveau von Umrichter und Motor übereinstimmen.

(III) Anomale Stromversorgungsleitung

Ursachen: Unausgeglichene Dreiphasenspannung (Abweichung über 5 %), schlechter Leitungskontakt, durchgebrannte Sicherungen oder lockere Klemmenblöcke, was zu ungleichmäßiger Beanspruchung der Motorstatorwicklungen führt, was zu elektromagnetischen Geräuschen führt und möglicherweise von Motorüberhitzung und Drehzahlreduzierung begleitet wird.

Lösungen:

1. Mit einem Multimeter die Dreiphaseneingangsspannung prüfen, auf lockere oder oxidierte Leitungsteile kontrollieren, Klemmenblöcke festziehen, durchgebrannte Sicherungen ersetzen und eine ausgeglichene Dreiphasenspannung sicherstellen.
2. Die Isoliereigenschaften der Motorstatorwicklungen prüfen. Ist der Isolationswiderstand niedriger als 0,5 MΩ, die Wicklungen trocknen, um Kurzschlussgefahren zu beseitigen.

III. Ausfälle angeschlossener Systeme (leicht als Motorfehler fehldiagnostiziert)

(I) Motorüberlastungsgeräusch durch Schneckensystemfehler

Ursachen: Metal foreign objects or hard impurities mixed in materials jamming the screws or increasing friction between screws and the barrel; screw deformation, phase misalignment, or improper installation of adjustment gaskets leading to screw meshing interference; heater failure or poor material plasticization increasing extrusion resistance, causing the motor to operate under overload with a “muffling” noise, accompanied by a sharp rise in current.

Lösungen:

1. Maschine sofort stoppen, Heizer ausschalten, abwarten, bis die Zylindertemperatur auf Raumtemperatur gefallen ist, Maschinenkopf und Schnecken demontieren, interne Fremdkörper und wandanklebende Materialien reinigen, den Verschleiß von Schnecken und Zylinder prüfen und sie bei Bedarf reparieren oder ersetzen.
2. Schneckenphase und Koaxialität korrigieren, die Dicke der Einstellunterlagen anpassen, um einen normalen Schneckeneingriff ohne Störung sicherzustellen; den Betriebszustand jedes Heizerabschnitts prüfen, defekte Heizer ersetzen, die Prozesstemperatur zurücksetzen und eine gleichmäßige Materialplastifizierung sicherstellen.

(II) Kupplungsausfall

Ursachen: Aging or damage of the coupling elastomer between the motor and reducer, loose coupling bolts, or excessive coaxiality deviation, resulting in “impact noise” during operation. The noise intensifies with load changes and is easily misjudged as motor bearing noise.

Lösungen:

1. Kupplung demontieren, das alternde Elastomer ersetzen, die Verbindungsbolzen festziehen und die Kupplungskoaxialität mit einer Messuhr korrigieren (sowohl radialer als auch axialer Schlag müssen den Geräteanforderungen entsprechen).
2. Den Oberflächenverschleiß der Kupplung prüfen. Gibt es schwere Kratzer oder Verformungen, die Kupplung direkt ersetzen, um eine Beschädigung der Motorwelle durch ungleichmäßige Leistungsübertragung zu vermeiden.

(III) Schmiersystemausfall

Ursachen: Ausfall der Schmierölpumpe, verstopfte Ölsaugleitung oder niedriger Schmieröldruck führen zu unzureichender Schmierung von Motorlagern und Getrieben, was zu Trockenreibungsgeräuschen führt, begleitet von abnormem Lager-Temperaturanstieg.

Lösungen:

1. Ölstand und Ölqualität im Schmieröltank prüfen, Schmieröl der geeigneten Sorte ergänzen oder ersetzen, die verstopfte Ölsaugleitung reinigen, die Schmierölpumpe überholen und den Systemdruck in den vorgeschriebenen Bereich einstellen.
2. Das Schmiersystem regelmäßig warten, Filter austauschen, Ölkreisläufe reinigen und das Eindringen von Verunreinigungen vermeiden, die die Schmierwirkung beeinträchtigen.

IV. Vorsichtsmaßnahmen für Fehlerbehebung und Vorbeugung

1. Troubleshooting sequence: First run the motor under no-load to determine if the noise comes from the motor itself; then perform load testing to troubleshoot associated system failures, following the principle of “from simple to complex, from surface to inside”.
2. Sicherer Betrieb: Alle Wartungsarbeiten müssen nach dem Stoppen der Maschine und Abschalten des Stroms durchgeführt werden. Abwarten, bis sich die induzierte Spannung des Umrichters abgebaut hat (meist über 5 Minuten), um einen Stromschlag zu vermeiden; beim Demontieren von Schnecken and Motoren Positionierungsmarkierungen anbringen, um die Wiedereinbau­genauigkeit sicherzustellen.
3. Regelmäßige Wartung: Den Schmierzustand der Motorlager und den Kohlebürstenverschleiß monatlich prüfen; die Leistung von Stromleitungen, Thyristoren und Umrichtern vierteljährlich testen; die Materialabsiebvorrichtung regelmäßig reinigen, um das Eindringen von Fremdkörpern in das Schneckensystem zu verhindern.
4. Aufzeichnung und Rückverfolgbarkeit: Den Zeitpunkt des Auftretens, die Betriebsbedingungen, den Fehlerbehebungsprozess und die Lösungen von Abnormalgeräusch-Fehlern erfassen, um Referenz für ähnliche Fehler in der Zukunft zu bieten.