Análise e soluções para o ruído anormal do motor principal em um extrusor de dois parafusos

Como componente de energia principal do extrusor de dois parafusos, o estado de operação do motor principal determina diretamente a estabilidade do equipamento. O ruído anormal é, na maioria das vezes, um sinal de alerta precoce causado por frição mecânica, falhas elétricas ou anomalias nos sistemas associados. É necessário realizar uma análise detalhada dos problemas, combinando as características de ruído e os fenômenos associados (como flutuação de corrente e aumento anormal da temperatura), para evitar problemas graves, como o sobreaquecimento do motor e o travamento dos parafusos devido à expansão da falha. A seguir, apresentamos uma análise detalhada das causas e das soluções correspondentes:

I. Falhas no sistema de transmissão mecânica (causa mais comum)

(I) Danos nos rolamentos do motor principal ou falha de lubrificação

Causas: 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℃).

Soluções:

1. Parte a máquina e corte a energia, retire a tampa final do motor e o escudo de proteção, gire o eixo do motor à mão para verificar se há travamentos, falta de aderência ou resistência desigual, e verifique se o selo do rolamento está danificado e se a graxa está descolorida ou endurecida.
2. Se a lubrificação for insuficiente, limpe completamente a graxa antiga no interior do rolamento e adicione um tipo adequado de graxa de alta temperatura (como graxa a base de lítio) em uma quantidade de 1/3 a 1/2 do espaço interno do rolamento, para evitar a acumulação de calor devido a excesso de graxa.
3. Se o rolamento estiver desgastado, tiver bolas descascadas ou uma gaiola danificada, substitua-o diretamente por um rolamento de alta precisão do mesmo modelo. Após a substituição, corrija a coaxialidade do eixo para garantir um funcionamento suave.

(II) Curvatura ou excentricidade do eixo do rotor do motor

Causas: 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.

Soluções:

1. Utilize um indicador de dial para medir a saída radial do eixo do motor. Se essa exceder 0,05 mm, o eixo está curvado e deve ser enviado para reparação e correção, ou o eixo do rotor deve ser substituído diretamente.
2. Após a substituição/correção, reinstale o motor para garantir que a coaxialidade entre o eixo e o acoplamento atenda aos requisitos (run-out radial ≤ 0,02 mm, run-out axial ≤ 0,01 mm).

(III) desgaste da escova de carbono ou contato deficiente (aplicável a motores de rotor ferruginoso)

Causas: 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.

Soluções:

1. Remova a tampa do motor de pincéis de carbono, verifique o desgaste dos pincéis de carbono, substitua os pincéis de carbono excessivamente desgastados e assegure que os novos pincéis de carbono estejam firmemente fixados ao commutador (área de contato ≥ 80%).
2. Polvilhe a camada de óxido e os depósitos de carbono na superfície do commutador com papel de lixa fino, limpe a poeira no interior do suporte do pincel, ajuste a posição do suporte do pincel e assegure uma pressão de contato uniforme entre os pincéis de carbono e o commutador (geralmente 0,2-0,3 MPa).

II. Falhas do Sistema de Controle Elétrico

(I) Falha do Circuito de Rectificador de Thyristor

Causas: 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.

Soluções:

1. Após a parada da máquina e a desligação da energia, use um multímetro para testar o desempenho de ligação e desligação de cada componente de thyristor, identificar e substituir os componentes danificados por thyristors do mesmo modelo e verificar se o encadeamento do circuito de acionamento está solto ou oxidado.
2. Após a substituição, efetue testes de ligação sem carga, observe se a velocidade e a corrente do motor são estáveis e assegure que a forma de onda de saída do circuito de rectificador é normal.

(II) Falha do Inversor ou Configuração de Parâmetros Inexigente

Causas: 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.

Soluções:

1. Verifique se existe um código de falha na tela do inversor, diagnostique os componentes internos (como módulos e condensadores) de acordo com o código e entre em contato com pessoal especializado para a manutenção ou substituição do inversor, se necessário.
2. Otimize os parâmetros do inversor: estenda adequadamente o tempo de aceleração (adequando às características de carga do motor), ajuste a frequência do transmissor para 2-5 kHz (para reduzir o ruído eletromagnético) e confirme que os níveis de potência e tensão do inversor e do motor coincidem.

(III) Linha de alimentação elétrica anormal

Causas: Tensão trifásica desequilibrada (desvio superior a 5%), contato deficiente nas linhas, fusíveis queimados ou blocos de terminais soltos, o que resulta em uma tensão desigual nas bobinas do estator do motor, causando ruído eletromagnético e, possivelmente, acompanhado de aquecimento do motor e redução da velocidade.

Soluções:

1. Use um multímetro para testar a tensão de entrada trifásica, verificar se há peças soltas ou oxidadas na linha, ajustar os blocos de terminais, substituir fusíveis que queimaram e garantir uma tensão trifásica equilibrada.
2. Verifique o desempenho de isolamento das bobinas do estator do motor. Se a resistência de isolamento for inferior a 0,5 MΩ, seque as bobinas para eliminar os riscos de curto-circuito.

III. Falhas do sistema associadas (fácilmente confundidas com defeitos do motor)

(I) Ruído de sobrecarga do motor causado por falhas do sistema de parafusos

Causas: 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.

Soluções:

1. Parte imediatamente a máquina, desligue o aquecedor, espere que a temperatura do tambor baixe para a temperatura ambiente, desmonte a cabeça da máquina e os parafusos, limpe os objetos estranhos internos e os materiais que aderiram às paredes, verifique o desgaste dos parafusos e do tambor e, se necessário, repare ou substitua-os.
2. Corrija a fase e a coaxialidade dos parafusos, ajuste a espessura das juntas de ajuste para garantir uma engrenagem normal dos parafusos sem interferências; verifique o estado de funcionamento de cada seção do aquecedor, substitua os aquecedores defeituosos, redefina a temperatura do processo e garanta a plasticização uniforme do material.

(II) Falha de acoplamento

Causas: 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.

Soluções:

1. Desmontar o acoplamento, substituir o elastómero envelhecido, apertar os parafusos de conexão e corrigir a coaxialidade do acoplamento com um indicador de dial (tanto a deslocação radial quanto a axial devem atender aos requisitos do equipamento).
2. Verifique o desgaste da superfície do acoplamento. Se houver rachaduras graves ou deformação, substitua diretamente o acoplamento para evitar danos ao eixo do motor devido a uma transmissão de potência desigual.

(III) Falha do sistema de lubrificação

Causas: Falha da bomba de óleo lubrificante, tubulação de aspiração de óleo obstruída ou pressão de óleo lubrificante baixa, o que resulta em lubrificação insuficiente dos rolamentos e redutores do motor, causando ruído de frição seca, acompanhado por aumento anormal da temperatura dos rolamentos.

Soluções:

1. Verifique o nível de óleo e a qualidade do óleo no tanque de óleo de lubrificação, complete ou substitua o óleo de lubrificação do modelo adequado, limpe o tubo de aspiração de óleo obstruído, faça uma revisão completa da bomba de óleo de lubrificação e ajuste a pressão do sistema para o intervalo especificado.
2. Mantenha regularmente o sistema de lubrificação, substitua os filtros, limpe os circuitos de óleo e evite a mistura de impurezas que afete o efeito de lubrificação.

IV. Precauções para a resolução de problemas e prevenção

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. Operação segura: Todas as manutenções devem ser realizadas após a parada da máquina e a desligação da energia. Espere que a eletricidade induzida pelo inversor se dissipe (geralmente mais de 5 minutos) para evitar choques elétricos; marque a posição quando desmontar os parafusos e os motores para garantir a precisão da reinstalação.
3. Manutenção regular: Inspecione o estado de lubrificação dos rolamentos do motor e o desgaste das escovas de carbono mensalmente; teste o desempenho das linhas elétricas, dos tiristor e dos inversores trimestralmente; limpe regularmente o dispositivo de triagem de materiais para evitar que objetos estranhos entrem no sistema de parafusos.
4. Registração e rastreabilidade: registre o tempo de ocorrência, as condições de trabalho, o processo de diagnóstico e as soluções para falhas de ruído anormais, para fornecer referência para falhas semelhantes no futuro.