引風(fēng)機前軸承燒傷原因及更換新型軸承分析報告

摘 要：本文對引風(fēng)機軸承燒傷現(xiàn)象進(jìn)行分析和探討，并提出了具體解決辦法，在實踐中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：引風(fēng)機；軸承；燒傷

1 軸承燒傷情況

2011年8月16日上午10點40左右#2A引風(fēng)機電機前軸承溫度高達(dá)76℃，并且呈上升趨勢，就地檢查后振動正常，無異音，12點左右升至82℃左右當(dāng)時立即用濕毛巾冷卻前軸承，溫度下降至65℃左右，溫度不穩(wěn)定呈上升趨勢，屏蔽溫度測點并對前軸承進(jìn)行換油，同時采用礦泉水瓶對前軸承噴水降溫方法冷卻，直至晚上21點45分左右電機突然運行不正常，有異音，燒焦的糊味，前軸承噴出黑色顆粒狀油垢，就地測前軸承溫度已達(dá)125℃左右，21點53分左右運行人員拍急停按鈕，停下#2A引風(fēng)機電機。打開電動機軸承外油擋發(fā)現(xiàn)：軸承保持架斷裂、潤滑油脂變成黑色膠塊、軸承滾動體已嚴(yán)重磨損，部分在保持架內(nèi)嚴(yán)重錯位，外油擋外側(cè)與外油蓋內(nèi)側(cè)嚴(yán)重磨損，內(nèi)油蓋內(nèi)圈下表面與轉(zhuǎn)子軸有磨損痕跡。

2 故障原因分析

軸承在機械中主要是起支撐及減少摩擦的作用，因此軸承的精度、噪聲等都直接關(guān)系到機械的使用及壽命。2010年8月份#2機組投運以來，#2A引風(fēng)機電機經(jīng)常發(fā)生前軸承溫度高，造成機組減負(fù)荷，嚴(yán)重威脅機組的安全經(jīng)濟穩(wěn)定運行。該電機前軸承為調(diào)心滾子軸承，型號為23048CC/W33，具有兩列滾子，主要承受徑向載荷，有較高的徑向載荷能力，特別適用于重載或振動載荷下工作，但不能承受純軸向載荷。該軸承外圈滾道是球面形，內(nèi)圈有兩條與軸承軸線傾斜同一角度的滾道，故其調(diào)心性能良好，能補償同軸度誤差。造成該軸承過熱燒傷的原因有很多，主要分為內(nèi)部原因和外部原因，內(nèi)部原因有：軸承質(zhì)量不好，轉(zhuǎn)速過大，潤滑脂質(zhì)量不好，運行時過大載荷，電機運行時振動嚴(yán)重超標(biāo)，軸承游隙不適當(dāng)，軸、軸承箱的精度不良、軸的撓度大。外部原因有：安裝條件不合理，用水沖洗電機，電機安裝基礎(chǔ)不牢固，電機周圍環(huán)境溫度過高，水、異物的進(jìn)入等。該電機前軸承燒傷的原因主要是內(nèi)部原因造成的。引風(fēng)機軸的支撐軸承至電機前端軸承約7米長，電機軸承與風(fēng)機軸承之間沒有其他支撐，假設(shè)電機軸承與風(fēng)機軸承之間的傳動軸若裝一個支撐軸承，那么靜葉及傳動軸等的重量在電機前軸承承擔(dān)就很小。實際中長約7米長的軸上只有兩端分別靠電機軸承和風(fēng)機軸承支撐，電機軸承所承擔(dān)的重量是靜葉及傳動軸等重量的1/3到1/2，造成電機前軸承處于過壓狀態(tài)。在風(fēng)機與電機找正中為了使電機中心與風(fēng)機中心一致，且考慮到傳動軸受煙氣溫度熱膨脹等因素，傳動軸與電機端聯(lián)軸器連接為上張口，葉輪端聯(lián)軸器為下張口，這也使得電機軸承下端受力。

檢修完的電機剛投入運行時，滾動體與保持架的配合狀態(tài)良好，相對運動比較正常，表面未發(fā)生疲勞和磨損，當(dāng)機組在熱態(tài)工況時尾部煙道煙氣溫度高達(dá)160℃左右，傳動中間軸較長，煙氣通過引風(fēng)機轉(zhuǎn)軸時，傳動軸有一定的熱膨脹量約3-6mm，減掉冷態(tài)安裝時聯(lián)軸器的預(yù)拉量1.5-3mm，風(fēng)機軸向位移約為1.5-3mm，這會使電機軸產(chǎn)生串動，運行狀況不穩(wěn)定時煙氣溫度會時高時低，引風(fēng)機軸膨脹量值也會極其不穩(wěn)定，煙氣溫度升高時電機前軸承溫度也會相應(yīng)升高，說明煙氣溫度升高時引風(fēng)機軸增長，使電機前軸承產(chǎn)生串動量，串動量超過電機軸承所承受的允許串動量時，軸承滾動體和軸承架相磨，隨著電機運行時間加長，潤滑介質(zhì)損耗和潤滑效果降低，加之電機軸承長期處于重載狀態(tài)下，滾動體與保持架摩擦系數(shù)增大且產(chǎn)生了磨損，磨損量隨著電機運行時間逐漸加大，兩個相對運動的接觸部分相互摩擦后，保持架接觸面會呈現(xiàn)磨損痕跡，9月小修期間，打開#1機兩臺引風(fēng)機電機和#2B引風(fēng)機電機，均發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端軸承架不同程度磨損（軸承架磨損部位是窗式保持架兩側(cè)上用于固定滾子的擋塊），軸承滾珠有過熱現(xiàn)象。隨著磨損時間保持架磨損程度嚴(yán)重，溫度升高，過度的摩擦和產(chǎn)生的高熱會軟化軸承鋼，同時引起軸承體積膨脹，相互擠壓壓力增大，當(dāng)擠壓一定程度時軸承會抱死在軸上，由于保持架和滾動體的材質(zhì)不同，被磨掉的保持架的材質(zhì)成分混入潤滑脂中，造成潤滑脂變質(zhì)，潤滑質(zhì)量大大降低，磨損更加嚴(yán)重，因摩擦而產(chǎn)生的熱來不及散發(fā)，使表面溫度驟升，油膜破壞，造成電機前軸承過熱而燒傷，滾動體壓碎，保持架磨損斷裂，軸承失效。

3 防范對策

3.1 電機檢修時嚴(yán)格驗收軸承的質(zhì)量

安裝前要認(rèn)真檢查軸承外觀和軸承間隙的測量，對不符合國標(biāo)的軸承堅決不用，對軸承的測量值要做好記錄。

3.2 正確選用潤滑脂

各種電機由于設(shè)計工況不同，對潤滑油脂提出了不同的要求。一般潤滑油脂的選用主要從兩個方面考慮：

（1）黏度的選擇。潤滑油脂的黏度是形成潤滑油膜的基本因素。對中負(fù)荷、中轉(zhuǎn)速工況，選用中黏度潤滑油脂；對重負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速工況，選用高黏度潤滑油脂；對低負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速工況，選用低黏度潤滑油脂。

（2）按氣溫條件選擇，同時考慮負(fù)荷高低、轉(zhuǎn)速大小等因素。一般來說，使用溫度<80℃時，氧化反應(yīng)不明顯；當(dāng)超過時80℃，每提高10℃，氧化速率就會成倍增長，潤滑油脂的壽命可減半。因此，必須根據(jù)電機的運行條件來選用符合要求的潤滑油脂，同時要注意加入量，否則將無法起到應(yīng)有的保護作用，反而使軸承運行中的摩擦加劇，過早出現(xiàn)疲勞，縮短使用壽命，大大增加故障發(fā)生的可能性。

3.3 保證電機檢修質(zhì)量

（1）電機的檢修要嚴(yán)格按照檢修規(guī)程進(jìn)行，實踐表明，不正確的安裝方法是軸承遭受破壞的主要原因。（2）控制好軸承加熱溫度。一般軸承加熱溫度≤105℃，采用油內(nèi)加熱或烘箱加熱。（3）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加入潤滑脂（3000r/min轉(zhuǎn)速的電機加注1/3軸承腔；1500r/min轉(zhuǎn)速的電機加注1/2軸承腔）。（4）電機檢修，實行二次找正。電機和風(fēng)機的找正，是專業(yè)性很強的工作。對檢修完后投入運行的電機，在運行一周后進(jìn)行二次找正，可有效減少事故的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場和引風(fēng)機近一年來運行分析，引風(fēng)機前軸承連續(xù)使用2月后，軸承保持架既有不同程度磨損，軸承溫度會變得不穩(wěn)定。在高溫下軸承潤滑脂易被氧化而失去其潤滑性能?？s短補排油周期，雖然能延長軸承使用時間，但根據(jù)檢修時觀察軸承磨損情況必須每半年更換一次軸承，并不能解決根本問題，嚴(yán)重威脅機組穩(wěn)定長期運行。

4 引風(fēng)機電機前軸承更換分析

為了引風(fēng)機能長期穩(wěn)定運行，通過對比及和軸承廠家共同探討，結(jié)合其它電廠同類引風(fēng)機電機也出現(xiàn)此類問題。將引風(fēng)機改成軸瓦，所需費用多、時間長，而且還需新增加油系統(tǒng)。目前可行又節(jié)約費用的方法就是更換新類型軸承。CARB圓環(huán)滾子軸承是一種全新類型的徑向滾子軸承（SKF專利產(chǎn)品）。它的設(shè)計結(jié)合了球面滾子軸承的自動調(diào)心和圓柱形滾子軸承的軸向位移特性，還擁有滾針軸承的緊湊截面。CARB軸承是一種單列軸承，帶有長而稍具弧面的對稱滾子。內(nèi)外圈的滾道為凹弧面，優(yōu)化的滾道與滾子輪廓面的配合，使軸承負(fù)荷能均勻分布，并降低了運行時的摩擦。CARB軸承的滾子能自動導(dǎo)位，無論內(nèi)圈是否相對于外圈有否軸向位移和/或不對中情況它都能處于一個使負(fù)荷平均作用在整個滾子的位置上，即使在有角度誤差或軸向位移的情況下，CARB軸承的承載能力都很高，它的承載能力比帶保持架的軸承高。C3048軸承的安裝尺寸與原軸承安裝尺寸完全一致，在負(fù)荷承載方面，無論在動態(tài)還是靜態(tài)均優(yōu)于原軸承。而且新的軸承不僅能自動調(diào)心且還能滿足軸向位移。新軸承可以允許內(nèi)外圈之間有0.5度的角度誤差，而不會影響軸承性能。軸向位移在1.6mm到2.2mm，可以抵消一部分由于引風(fēng)機傳動軸熱態(tài)下對電機軸承的軸向膨脹量，減小軸承的滾動體和保持架的磨損，并且可以降低電機軸向振動，能自動進(jìn)行四個方向的中心調(diào)整。根據(jù)以上優(yōu)點和數(shù)據(jù)，新型C3048軸承可以代替原23048CC/W33型軸承?？梢越档鸵L(fēng)機前端軸承溫度，延長軸承更換周期，減少維修次數(shù)節(jié)省費用。