בהשוואה למנועים אופקיים, למנועים אנכיים, בעיקר גדולים, יש מערכת מיסבים מיוחדת המשתמשת במיסבי מגע זוויתיים בקצה אחד. בשל-העיצוב הייחודי של מיסבי מגע זוויתיים, הכרחי שהמיסבים לעולם לא יותקנו בכיוון ההפוך, מכיוון שהדבר יגרום לכשל מיידי. אם המסבים אינם מותקנים כראוי או אם הם משתבשים בצורה צירית בזמן שהמנוע פועל, הדבר עלול לגרום לרעידות חריגות ולרעשים חריגים.
בעיות רעש במנועים אנכיים
מנועים אנכיים, במיוחד גדולים, כוללים עיצוב מיסב מיוחד המצויד לרוב במיסבי מגע זוויתיים בקצה אחד. עיצוב מיסב מדויק זה עלול להינזק אם הוא מכוון לא נכון במהלך ההרכבה. בנוסף, התקנה לא נכונה של מיסבים או תזוזה צירית במהלך פעולת המנוע עלולים לגרום לרטט ורעש חריגים.
מיסבי מגע זוויתיים חד-שורים תוכננו במיוחד לעמוד בעומסים משולבים, ומאפשרים להם לעמוד בכוחות צירים משמעותיים בכיוון אחד. במנועים אנכיים, מיסבים אלה משמשים בדרך כלל בקצה הארכת הציר ללא פיר כדי להתמודד עם כוחות צירים החורגים מיכולת העומס של מיסבים חריצים עמוקים. הממדים שלהם תואמים למיסבים הרדיאליים המתאימים בשורה אחת המשמשים במנוע, ומונעים בעיות פוטנציאליות שנתקלו בתכנון מחדש של העיצוב.
השימוש במיסבי מגע זוויתיים במנועים אנכיים מאפשר להם לעמוד בכוחות צירים משמעותיים ולשמור על מיקום מאוזן בין הרוטור לסטטור. ביישומים כאלה, מיסבים אלה מותקנים בדרך כלל בזוגות כדי לעמוד בדרישות תפעול שונות. על ידי מיקום אסטרטגי של המסבים, ניתן להפעיל כוח צירי כדי לאזן את משקל רוטור המנוע, וכתוצאה מכך מיקום יחסי צירי יציב בין הרוטור לסטטור.
גם תצורות תמיכה וגם תצורות תלויות של מיסבי מגע זוויתיים מציגים אתגרים משלהם במהלך פעולת המנוע. בפרט, כל תנועה צירית או רטט עלולים לגרום לפעולה לא יציבה ולרעש. בנוסף להתאמת מימדים צירים, לאחר הפעלת הכוח, המרכזים המגנטיים של הסטטור והרוטור מתיישרים באופן ספונטני תחת השפעת הכוח האלקטרומגנטי.
כאשר מדובר בבחירת תצורת מיסב מנוע, ניתן לנקוט במספר צעדים. אלה כוללים שימוש במיסבים כדוריים מגע זוויתיים לשליטה יעילה בתזוזה צירית, שימוש בתכנון שלושה מיסבים לשיפור היציבות, ויישום של תזוזה מוקדמת נאותה בין הסטטור לרוטור. עם זאת, חשוב לציין שיש לשלוט בכמות העקירה מראש בגבולות מקובלים כדי למנוע השפעות שליליות. בנוסף, במהלך אחסון, שינוע ובדיקה של מנועים אנכיים, יש לשמור על היחידה במצב אנכי נכון כדי למנוע נזק למיסבים עקב חשיפה לא נכונה לכוחות חיצוניים.
בעיות רטט במנועים אנכיים גדולים
כעת נתמקד בבעיות רטט במנועי משאבה אנכיים גדולים. למנועים כאלה יש בדרך כלל מיסבי צילינדר משמעותיים וגובה כולל, הפועלים בסביבות 1500 סל"ד. מיסבים עליונים משתמשים בדרך כלל במיסבים רגילים או נגד חיכוך; עם זאת, בעיות רטט של מיסב הזזה קשורות בדרך כלל להתאמת תותב מוביל ולכן הן מחוץ לתחום הדיון הזה. נתמקד בבעיות רעידות במנועים עם מיסבים במיקום העליון, שעיצובם כולל את המנוע, תמיכת הצילינדר, בית המשאבה וצנרת כניסת/פליטה.
משרעת הרטט היא מקסימלית בחלק העליון של המנוע ויורדת בהדרגה כלפי מטה עם תבנית כיוונית ברורה. במהלך בדיקת מנוע יבש, כאשר המנוע מחובר לבית התמיכה אך לא לרוטור המשאבה, תדירות הרטט הדומיננטית זהה למהירות הסיבוב. עם זאת, לאחר חיבור המנוע לרוטור המשאבה, התדר הדומיננטי עשוי לעבור עד פי 2.
רטט המנוע פוחת בהדרגה עם הגובה, ומציג מאפיינים כיווניים. תדירות הרטט עשויה להשתנות באופן משמעותי לאחר חיבור המנוע למשאבה. לדוגמא, בעיות רעידות במנוע יכולות להיגרם ממספר גורמים: רטט מוגזם במהלך ההפעלה הראשונית, לאחר החלפת מנוע או תיקון, או רעידות מתמשכות למרות שרוטור המשאבה כבוי במהלך הפעולה.
רטט המנוע יכול להגיע מכמה מקורות, כולל המנוע עצמו, צילינדר התמיכה, בית המשאבה וקווי היניקה/פליטה.
רטט מנוע יכול להיגרם על ידי גורמים פנימיים שונים. דיוק לא מספיק של איזון הוא בעיה קריטית, במיוחד במערכות צילינדר תמיכה יחד עם מנוע שבהן הקשיחות הכוללת נמוכה. אפילו חוסר איזון קל עלול לגרום לרטט משמעותי של המנוע. עם זאת, הפחתת חוסר האיזון יעילה לרוב בהפחתת הרטט. בנוסף, התקנה לא נכונה של מיסבים תורמת לרוב לרטט המנוע. לדוגמה, כאשר המיסב העליון נושא את העומס והמיסב התחתון מספק תמיכה וכיוון, הרוטור נשאר תלוי. זה מסביר מדוע המיסב העליון הוא לעתים קרובות הראשון שנכשל. בדיקת חלוקת העומס על שני המסבים יכולה למנוע בעיות כאלה.
קשיחות לא מספקת של מבנה התמיכה עלולה לגרום לבעיות רעידות. כאשר מנוע מחובר למבנה תומך, מגבלות הקשיחות שלו מתגלות בהדרגה. כדי לקבוע אם הבעיה - היא במנוע או במבנה התומך, ניתן לבצע בדיקות נפרדות על ספסל בדיקה: אחת עם המנוע לבד, ואחרת עם המנוע ומבנה התומך ביחד. במקביל, ניתן להפחית את ההשפעה על ידי חיזוק התמיכה ויישום טכניקות התאמה.
תהודה מבנית במנועים מסוימים יכולה להשפיע באופן משמעותי על רמות הרטט. בדיקות שדה מראות שתדרי תהודה יכולים להשפיע על הפעולה בטווח של ±160 סל"ד, לפעמים משפיע ישירות על המהירות הנקובת. במקרים כאלה, יש צורך באימות ניסיוני ושיפור דיוק המנוע כדי להפחית את הרטט. לתהודה מבנית יכולה להיות השפעה משמעותית על רטט המנוע; יש צורך באישור ניסוי ושיפור של דיוק המנוע כדי להפחית השפעה זו.
בעת פתרון בעיות רטט, יש צורך לקחת בחשבון באופן מקיף גורמים שונים ולנקוט באמצעים ממוקדים. אלה עשויים לכלול שיפור דיוק האיזון, הבטחת יישור אנכי כולל, התאמת מרווחי מסבים, הוספת תומכים זמניים ועיצוב מחדש של מבנה התמיכה בתוף. בעת יישום אמצעי תמיכה זמניים, יש לוודא שנקודות התמיכה ממוקמות בחלק העליון של המנוע וכוח התמיכה מותאם בהתאם להשגת הפחתה משמעותית ברטט.
