電動(dòng)機(jī)軸承非典型原因損壞原因分析處理預(yù)防措施

葉文杰

大唐安陽(yáng)電力有限責(zé)任公司 河南安陽(yáng) 455004

1 因電動(dòng)機(jī)找正時(shí)大軸前移，引起的軸承燒損

1.1 事件經(jīng)過(guò)

2019 年10 月21 日08:00，2 號(hào)爐B 引風(fēng)機(jī)電機(jī)電流135A，電機(jī)前后端軸承聲音、溫度、振動(dòng)正常，電機(jī)運(yùn)行正常。

2 號(hào)爐B 引風(fēng)機(jī)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：

08:13 分2 號(hào)爐B 引風(fēng)機(jī)電機(jī)前端軸承溫度由38℃突然上升，聯(lián)系維修部對(duì)電機(jī)前端軸承進(jìn)行加油，最高上升到112℃，加油后軸承溫度逐漸下降。電機(jī)前端軸承溫度趨勢(shì)線如下：

該彈簧片裝在6048M/C3 滾珠軸承和NU1048ML/C3 滾柱軸承的外圈之間，靠?jī)?nèi)側(cè)為滾珠軸承（定位），靠軸伸端為滾柱軸承。

2 號(hào)爐B 引風(fēng)機(jī)電機(jī)解體后，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)端6048M/C3 型滾珠軸承保持架有輕微損壞，NU1048ML/C3 型滾柱軸承保持架損壞。

更換前端1048MA/C3、6048M/C3 型軸承，更換前端軸承間的彈簧片。

1.3 原因分析

引風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，按照廠家說(shuō)明書要求進(jìn)行定期加油維護(hù)，不存在軸承缺油損壞情況。從日常點(diǎn)檢是軸承聲音可以得到證明。

靠?jī)?nèi)側(cè)為滾珠軸承（定位軸承），靠外側(cè)為滾柱軸承，該彈簧片安裝在滾珠軸承和滾柱軸承的外圈之間，如果電機(jī)軸發(fā)生軸向串動(dòng)，定位軸承（包括其外圈）會(huì)隨軸串動(dòng)，而另外一套軸承不動(dòng)，

1.2 處理經(jīng)過(guò)

2019 年10 月26 日2 號(hào)機(jī)組停運(yùn)，利用機(jī)組停運(yùn)時(shí)間，對(duì)2號(hào)爐B 引風(fēng)機(jī)電機(jī)進(jìn)行解體檢修，對(duì)前段時(shí)間電機(jī)前端軸承溫度突然升高原因進(jìn)行分析、檢查。電機(jī)解體后，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)端兩套軸承間的彈簧片固定鉚釘部分釘脫，彈簧片損壞[1]。損壞的彈簧片如下圖所示：加裝彈簧片目的在于限定兩個(gè)軸承外套之間的位置并使其有一定的自由活動(dòng)量，可以滿足電機(jī)轉(zhuǎn)軸伸縮膨脹和輕微串動(dòng)，但如果電機(jī)軸出現(xiàn)大幅度的軸向串動(dòng)，會(huì)造成彈簧片受壓變形，變形到一定程度會(huì)造成彈簧片固定鉚釘磨損，甚至損壞，彈簧片脫落，彈簧片及其固定鉚釘脫落進(jìn)入軸承室，引起軸承損壞。此電機(jī)運(yùn)行中測(cè)量串動(dòng)量很小，一般在0.01mm 左右，不存在因大幅度的串動(dòng)損壞的現(xiàn)象[2]。

分析電機(jī)前端軸承溫度高、損壞的原因是，電機(jī)地腳固定后，在電機(jī)找正時(shí)，風(fēng)機(jī)側(cè)與電機(jī)側(cè)對(duì)輪間隙過(guò)大，連接對(duì)輪用螺栓把緊時(shí)，引起電機(jī)大軸前移距離過(guò)大，使彈簧片受壓變形嚴(yán)重，長(zhǎng)期運(yùn)行中造成固定簧片的鉚釘損壞、脫落，彈簧圈上的彈簧片脫落，脫落的鉚釘、彈簧片落入軸承滾珠跑道內(nèi)，引起滾珠、跑道磨損，軸承發(fā)熱，造成電機(jī)運(yùn)行中軸承損壞。

對(duì)輪未連接時(shí)兩對(duì)輪之間的間隙約為1cm，如下圖所示：

1.4 防范措施

本次電機(jī)檢修就位后，對(duì)輪連接前，在電機(jī)大軸與油蓋所做記號(hào)如下圖所示：用于直觀監(jiān)視在對(duì)輪連接時(shí)電機(jī)大軸的位移。

為防止在電機(jī)找正過(guò)程中軸承電機(jī)前端兩套軸承間彈簧圈的彈簧片受壓變形嚴(yán)重，在電機(jī)安裝完畢找正前，在電機(jī)前端外油蓋用記號(hào)筆做記號(hào)，用以檢測(cè)在找正過(guò)程中電機(jī)大軸前移的位移，避免電機(jī)大軸在找正過(guò)程中電機(jī)大軸前移的位移，該位移應(yīng)控制在1-2mm，左右。采取防范措施后，類似事件在我公司沒(méi)有再次發(fā)生過(guò)[3]。

2 因軸電流引起的軸承燒損

2.1 事件經(jīng)過(guò)

2012 年11 月14 日，發(fā)現(xiàn)電機(jī)前端軸承振動(dòng)值偏大，軸承聲音異常。電機(jī)解體后發(fā)現(xiàn)前端軸承套松動(dòng)，重新更換軸承。2013年02 月08 日，點(diǎn)檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)前端軸承振動(dòng)值偏大；對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查，電機(jī)各部位正常。2013 年11 月05 日電機(jī)試轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)前端軸承聲音異常、溫度80 多度。電機(jī)停運(yùn)后準(zhǔn)備更換前端軸承NU232、6232 軸承各一套。

我公司熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

2.2 處理經(jīng)過(guò)

對(duì)電機(jī)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)端NU232ECM/C36232/C32 套軸承嚴(yán)重過(guò)熱、變黑，軸承及軸承盒內(nèi)已無(wú)潤(rùn)滑油脂，軸承盒內(nèi)套磨出0.5mm 左右的溝槽，軸承盒外蓋止口磨掉1mm 左右，軸承盒內(nèi)分布著大量黑色鐵末；同時(shí)，軸承內(nèi)套軌道存在大量麻坑，電機(jī)本體內(nèi)外存有大量溢出的黃油，非驅(qū)動(dòng)端NU232ECM/C3 軸承內(nèi)套軌道上磨出多道劃痕。電機(jī)軸承小蓋及軸承盒磨損嚴(yán)重。

對(duì)電機(jī)軸承進(jìn)行更換，并添加適量潤(rùn)滑油脂。更換電機(jī)端蓋，將電機(jī)原來(lái)的端蓋更換為絕緣端蓋。

2.3 電機(jī)軸承燒損原因分析

從以上兩次損壞的軸承內(nèi)套看，其軌道上都存在大量麻點(diǎn)。仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這些麻點(diǎn)都是由放電產(chǎn)生。引起放電的原因是電機(jī)轉(zhuǎn)子存在較大軸電壓，在此電壓下電機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的軸電流，電流通過(guò)轉(zhuǎn)子和軸承時(shí)發(fā)生放電現(xiàn)象，使軸承內(nèi)套產(chǎn)生麻點(diǎn)，同時(shí)放電產(chǎn)生大量的鐵渣等雜物。麻點(diǎn)和鐵渣等雜物使軸承滾珠（柱）的摩擦阻力、振動(dòng)加大，軸承室內(nèi)潤(rùn)滑油會(huì)很快變質(zhì)，軸承溫度迅速上升，軸承壽命大大縮短。在電機(jī)首次投運(yùn)后，曾出現(xiàn)軸承溫度異?，F(xiàn)象，此溫度異常與軸電流引起的麻點(diǎn)有關(guān)，溫度升高造成了軸承盒與軸承外套配合出現(xiàn)問(wèn)題，引起軸承與軸承外套相對(duì)運(yùn)動(dòng)并磨損軸承盒外蓋和內(nèi)套；同時(shí)也使得軸承溫度繼續(xù)升高，黃油受熱熔化溢出。由于磨損嚴(yán)重，電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承出現(xiàn)位移，造成轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)端與非驅(qū)動(dòng)端不同心，軸承徑向受力不均，致使軸承滾柱與內(nèi)套磨出劃痕。在第一次檢修時(shí)，由于軸承小蓋及軸承盒磨損非常嚴(yán)重，電機(jī)振動(dòng)明顯，機(jī)械劃傷的痕跡掩蓋了大部分放電麻點(diǎn)，再加上軸電流在電機(jī)軸承上引起的燒損事故較少，從而使檢修人員忽略了軸電流的存在。

產(chǎn)生軸電流的原因之一是電機(jī)生產(chǎn)廠家在制造電機(jī)時(shí)，制造的定子、轉(zhuǎn)子沿鐵芯圓周方向的磁阻不均，產(chǎn)生與電機(jī)大軸交鏈的磁通，造成電機(jī)運(yùn)行時(shí)生產(chǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于軸電流或軸電壓不易發(fā)現(xiàn)，且發(fā)生這種情況的事故不常見(jiàn)，往往是當(dāng)發(fā)生滾動(dòng)軸承燒損事故時(shí)，不會(huì)往這方面考慮，一時(shí)找不到原因，簡(jiǎn)單更換軸承了事。只有頻繁燒損軸承時(shí)，才會(huì)去往這方面考慮，用電壓表測(cè)量便會(huì)測(cè)出軸電壓，才能發(fā)覺(jué)到電機(jī)有軸電流產(chǎn)生。軸電流產(chǎn)生的原因有：由于磁場(chǎng)不平衡，有與轉(zhuǎn)軸相交鏈的旋轉(zhuǎn)磁通存在；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生接地故障，有接地電流產(chǎn)生時(shí)；轉(zhuǎn)軸上有剩余磁通，起單極發(fā)電機(jī)作用；鐵芯材料方向性引起磁路的磁阻不均；由靜電引起，但一般靜電電流較小，作用不會(huì)太大；設(shè)計(jì)、制造電機(jī)鐵芯時(shí)選擇扇形片數(shù)與極對(duì)數(shù)關(guān)系不正確。

2.4 防范措施

如果電機(jī)軸承溫度快速上升，并且振動(dòng)增大，需對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢查，如果空載試運(yùn)電機(jī)，現(xiàn)象沒(méi)有好轉(zhuǎn)，需對(duì)電機(jī)軸承等進(jìn)行進(jìn)一步檢查，電機(jī)軸承發(fā)生損壞事故，要特別注意檢查軸承表面痕跡，凡是有燒傷、麻點(diǎn)，在拆出軸承檢查時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)外圈跑道上有像搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對(duì)滾動(dòng)軸承破壞的重要特征，可以判斷為由軸電流引起的軸承損壞。

防止軸電流產(chǎn)生是避免軸電流燒毀軸承的主要方法，即將軸電流回路切斷，目前我公司已將五臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵電機(jī)的非驅(qū)動(dòng)端端蓋更換為絕緣端蓋，有效的切斷了軸電流回路，避免了軸電流的產(chǎn)生。同時(shí)為防止軸電壓過(guò)高，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)端對(duì)電機(jī)大軸加裝接地裝置。采取更換絕緣端蓋、加裝大軸接地后，類似事件在我公司未再次發(fā)生過(guò)。