在科研和醫(yī)療實(shí)驗(yàn)中，Hitachi CR21N 離心機(jī)憑借其出色的性能為工作提供了有力支持。然而，當(dāng)它的高速電機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音過(guò)大，不僅干擾實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可能暗示設(shè)備存在隱患。接下來(lái)，我們就深入探討這一問題的解決辦法。

一、噪音產(chǎn)生的可能原因

（一）機(jī)械部件磨損

1. 軸承磨損

Hitachi CR21N 離心機(jī)的電機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，軸承首當(dāng)其沖承受巨大壓力。其內(nèi)部的滾珠或滾柱隨著使用時(shí)長(zhǎng)增加，表面會(huì)逐漸磨損、剝落，致使間隙變大。在高速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)軸因軸承支撐不穩(wěn)而產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)噪音。以某知名高校的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為例，該實(shí)驗(yàn)室有一臺(tái)頻繁使用的 CR21N 離心機(jī)，日均運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)超過(guò) 8 小時(shí)，已連續(xù)使用 4 年。近幾個(gè)月來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)離心機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪音逐漸增大，且伴有明顯的振動(dòng)。技術(shù)人員介入檢查，拆解電機(jī)后發(fā)現(xiàn)，軸承的滾珠表面出現(xiàn)了大量的麻點(diǎn)和剝落痕跡，間隙比正常標(biāo)準(zhǔn)超出了 0.5mm，這無(wú)疑是導(dǎo)致噪音產(chǎn)生的關(guān)鍵因素。深入分析，軸承磨損的原因除了使用時(shí)間長(zhǎng)、負(fù)荷大之外，還與潤(rùn)滑條件密切相關(guān)。若潤(rùn)滑脂的質(zhì)量不佳，無(wú)法在滾珠與滾道之間形成有效的油膜，會(huì)加劇滾珠與滾道之間的直接摩擦，加速磨損進(jìn)程；此外，離心機(jī)運(yùn)行環(huán)境中的灰塵、雜質(zhì)等異物若進(jìn)入軸承內(nèi)部，也會(huì)像研磨劑一樣，加速軸承的磨損。

2. 碳刷磨損

對(duì)于采用碳刷的電機(jī)，碳刷與換向器長(zhǎng)期摩擦，會(huì)逐漸磨損。當(dāng)碳刷磨損到一定程度，與換向器接觸不良，在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生電火花和噪音。比如在一家大型三甲醫(yī)院的檢驗(yàn)科，CR21N 離心機(jī)在日常血液樣本檢測(cè)工作中，運(yùn)行時(shí)突然發(fā)出 “噼里啪啦” 的異常聲音。經(jīng)維修人員檢查，是碳刷磨損過(guò)度，原本長(zhǎng)度為 20mm 的碳刷，如今僅剩下 5mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常使用的安全長(zhǎng)度，導(dǎo)致碳刷與換向器之間接觸不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生噪音和電火花。

（二）轉(zhuǎn)子不平衡

1. 本身質(zhì)量問題：在生產(chǎn)制造過(guò)程中，若轉(zhuǎn)子的材質(zhì)不均勻，或者加工精度不夠，導(dǎo)致其重心與旋轉(zhuǎn)中心不重合，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不平衡離心力，引發(fā)電機(jī)振動(dòng)和噪音。例如，轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在微小的氣孔或雜質(zhì)，會(huì)改變其質(zhì)量分布，影響平衡。某醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)在使用新采購(gòu)的 CR21N 離心機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)行時(shí)噪音異常，經(jīng)專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行探傷檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子內(nèi)部存在一處直徑約 2mm 的氣孔，這使得轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生了明顯的不平衡現(xiàn)象。

2. 后期變形：Hitachi CR21N 離心機(jī)在長(zhǎng)期使用中，可能因受到外力撞擊，或者在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受過(guò)大的離心力，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形。變形后的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，無(wú)法保持平衡，振動(dòng)幅度增大，噪音也隨之而來(lái)。比如離心機(jī)在搬運(yùn)過(guò)程中不慎碰撞，后續(xù)使用高速運(yùn)行時(shí)噪音明顯變大。在一次科研項(xiàng)目的設(shè)備搬遷中，一臺(tái) CR21N 離心機(jī)在運(yùn)輸途中因車輛顛簸與車廂內(nèi)壁發(fā)生碰撞，重新安裝使用后，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪音陡然增大，經(jīng)檢查是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了輕微彎曲變形。

（三）潤(rùn)滑不足

1. 油脂干涸或變質(zhì)：電機(jī)的軸承、傳動(dòng)部件等需要良好的潤(rùn)滑才能正常工作。如果長(zhǎng)時(shí)間未對(duì)離心機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，電機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑脂會(huì)逐漸干涸、變質(zhì)，失去潤(rùn)滑作用。機(jī)械部件之間的摩擦力增大，在高速運(yùn)行時(shí)，這種摩擦力產(chǎn)生的額外阻力會(huì)使部件間摩擦加劇，發(fā)出噪音。例如，在一家小型生物技術(shù)公司，因一年多未對(duì)離心機(jī)維護(hù)，電機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑脂干涸，高速運(yùn)行時(shí)電機(jī)軸與軸承間摩擦發(fā)出刺耳噪音。該公司的離心機(jī)主要用于細(xì)胞培養(yǎng)樣本的分離工作，由于缺乏定期維護(hù)，電機(jī)內(nèi)部的潤(rùn)滑脂在高溫和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的作用下，逐漸干涸硬化，無(wú)法起到潤(rùn)滑作用，導(dǎo)致電機(jī)軸與軸承之間的摩擦系數(shù)急劇增大，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。

（四）電磁干擾

1. 磁場(chǎng)不均勻：電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子之間的磁場(chǎng)若不均勻，會(huì)導(dǎo)致電磁力分布不均。在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這種不均勻的電磁力會(huì)使轉(zhuǎn)子受到不均衡的作用力，從而產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。例如，定子繞組局部短路，會(huì)改變磁場(chǎng)分布，引發(fā)電磁噪音。某科研機(jī)構(gòu)的 CR21N 離心機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，突然出現(xiàn)異常噪音，技術(shù)人員使用專業(yè)的磁場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備對(duì)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)定子繞組有一處線圈出現(xiàn)短路，導(dǎo)致該區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度明顯減弱，進(jìn)而使電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了電磁噪音。

2. 電源問題：不穩(wěn)定的電源，如電壓波動(dòng)、諧波含量過(guò)高，會(huì)使電機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)。在高速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩會(huì)受到影響，進(jìn)而產(chǎn)生噪音。比如實(shí)驗(yàn)室所在區(qū)域電網(wǎng)不穩(wěn)定，當(dāng)離心機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，噪音明顯增大且伴有轉(zhuǎn)速波動(dòng)。在一個(gè)老舊科研園區(qū)內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室，由于園區(qū)電網(wǎng)老化，電壓波動(dòng)頻繁，當(dāng) CR21N 離心機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)出現(xiàn) ±50rpm 的波動(dòng)，同時(shí)噪音也會(huì)明顯增大，嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和設(shè)備的穩(wěn)定性。

二、噪音排查方法

1. 外觀檢查：先對(duì)離心機(jī)的電機(jī)進(jìn)行全面外觀檢查，查看電機(jī)外殼是否有破損、變形；檢查電機(jī)的固定螺栓是否松動(dòng)；觀察碳刷的磨損程度，若碳刷磨損超過(guò)原長(zhǎng)度的三分之一，可能需要更換；查看軸承的密封處是否有漏油跡象，若有則可能軸承已損壞。

2. 運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)：在電機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，使用振動(dòng)測(cè)試儀測(cè)量電機(jī)的振動(dòng)幅度，判斷振動(dòng)是否異常。同時(shí)，用噪音測(cè)試儀測(cè)量噪音的分貝值和頻率，記錄噪音變化情況。通過(guò)分析振動(dòng)和噪音數(shù)據(jù)，初步判斷噪音產(chǎn)生原因。例如，當(dāng)振動(dòng)幅度在某一轉(zhuǎn)速段突然增大，且噪音分貝值也相應(yīng)升高，可能暗示在該轉(zhuǎn)速下某個(gè)部件出現(xiàn)共振或故障。

3. 部件檢測(cè)：對(duì)于懷疑有問題的部件，進(jìn)行進(jìn)一步檢測(cè)。使用萬(wàn)用表測(cè)量電機(jī)繞組的電阻，判斷是否存在短路或斷路情況；使用百分表測(cè)量軸承的間隙，檢查軸承是否磨損；使用示波器檢測(cè)電源的電壓和電流波形，查看是否存在電壓波動(dòng)或諧波。

三、解決措施

1. 更換磨損部件

• 更換軸承：若檢測(cè)發(fā)現(xiàn)軸承磨損，需及時(shí)更換同型號(hào)新軸承。更換時(shí)，使用拉馬等專業(yè)工具小心拆卸舊軸承，清理電機(jī)軸表面的雜質(zhì)和油污。將新軸承加熱至 80 - 100℃，利用熱脹冷縮原理快速套在電機(jī)軸上，待冷卻后，添加適量符合設(shè)備要求的高質(zhì)量潤(rùn)滑脂。

• 更換碳刷：當(dāng)碳刷磨損過(guò)度時(shí)，選擇與原碳刷規(guī)格相同的優(yōu)質(zhì)碳刷進(jìn)行更換。安裝時(shí)，確保碳刷與換向器緊密貼合，接觸面積不低于 80%，且碳刷在刷握內(nèi)活動(dòng)自如，無(wú)卡滯現(xiàn)象。

2. 平衡轉(zhuǎn)子

• 重新校正：對(duì)于因本身質(zhì)量問題或后期變形導(dǎo)致不平衡的轉(zhuǎn)子，使用專業(yè)的動(dòng)平衡機(jī)進(jìn)行校正。將轉(zhuǎn)子安裝在動(dòng)平衡機(jī)上，測(cè)量其不平衡量和位置，然后在轉(zhuǎn)子上添加或去除配重，使其達(dá)到平衡狀態(tài)。一般配重精度控制在毫克級(jí)別，確保高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。

3. 補(bǔ)充潤(rùn)滑：對(duì)電機(jī)的機(jī)械部件進(jìn)行全面潤(rùn)滑檢查，補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑脂。先使用清洗劑徹底清潔軸承、傳動(dòng)部件等潤(rùn)滑部位，去除舊的干涸潤(rùn)滑脂和雜質(zhì)。然后，使用專用注油器將適合離心機(jī)工作環(huán)境的高性能潤(rùn)滑脂注入，注油量一般為軸承空腔的 1/3 - 1/2。

4. 優(yōu)化電磁環(huán)境

• 調(diào)整磁場(chǎng)：若因磁場(chǎng)不均勻?qū)е略胍?，檢查定子繞組是否有短路、斷路情況，如有則修復(fù)或更換相關(guān)繞組。同時(shí)，檢查電機(jī)內(nèi)部的磁路，確保磁導(dǎo)率均勻，可通過(guò)調(diào)整磁軛、磁極等部件來(lái)優(yōu)化磁場(chǎng)分布。

• 穩(wěn)定電源：為減少電源質(zhì)量對(duì)電機(jī)噪音的影響，使用穩(wěn)壓電源或?yàn)V波器。穩(wěn)壓電源可有效穩(wěn)定電壓，防止電壓波動(dòng)；濾波器能過(guò)濾掉電源中的諧波，改善電源質(zhì)量，確保電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)無(wú)噪音。

四、預(yù)防措施

1. 定期維護(hù)保養(yǎng)：制定詳細(xì)的定期維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，每隔 3 - 6 個(gè)月對(duì)離心機(jī)電機(jī)進(jìn)行全面檢查和保養(yǎng)。包括清潔電機(jī)內(nèi)部和外部，檢查機(jī)械部件的磨損情況，更換易損件，如軸承、碳刷等；檢測(cè)電機(jī)的電氣性能，確保繞組絕緣良好，磁場(chǎng)正常；對(duì)電機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試，確保各項(xiàng)參數(shù)正常。

2. 規(guī)范操作流程：對(duì)離心機(jī)的操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使其熟悉設(shè)備的操作規(guī)程和注意事項(xiàng)。在操作過(guò)程中，嚴(yán)格按照規(guī)定的步驟進(jìn)行，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備故障。例如，在啟動(dòng)離心機(jī)時(shí)，先低速啟動(dòng)，待電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)后再逐漸提升轉(zhuǎn)速；在運(yùn)行過(guò)程中，不要頻繁啟停電機(jī)；在停止離心機(jī)時(shí)，要按照正確的順序操作。

3. 優(yōu)化工作環(huán)境：為離心機(jī)提供良好的工作環(huán)境，保持環(huán)境清潔、干燥，避免灰塵、濕氣等對(duì)電機(jī)造成損害?？刂坪铆h(huán)境溫度，避免電機(jī)在過(guò)高或過(guò)低的溫度下運(yùn)行，一般環(huán)境溫度控制在 20 - 25℃為宜。確保設(shè)備周圍有足夠空間，便于電機(jī)散熱和維護(hù)，周圍應(yīng)留出至少 50cm 的空間。

總之，當(dāng) Hitachi CR21N 離心機(jī)高速電機(jī)運(yùn)行噪音大時(shí)，只要按照上述方法進(jìn)行排查和解決，并做好日常預(yù)防工作，就能有效降低噪音，確保離心機(jī)的正常運(yùn)行，為科研和生產(chǎn)工作提供可靠支持。