電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承和潤(rùn)滑脂及故障預(yù)防探究

曹鍇，稅建春，謝仁海

（中國(guó)工程物理研究院動(dòng)力部，綿陽(yáng) 621000）

1 前言

選擇軸承和與軸承相匹配的配件時(shí)，特別需要注意的就是尺寸問題，選擇合適尺寸的元器件才會(huì)讓軸承不受到磨損。與此同時(shí)，不同的運(yùn)行狀態(tài)下的軸承需要的潤(rùn)滑脂也是不同的，潤(rùn)滑脂選擇的不相匹配也會(huì)對(duì)軸承造成不同程度的傷害，比如說潤(rùn)滑脂選擇的不相匹配使軸承摩擦強(qiáng)烈造成過度高溫，還有可能發(fā)生的情況是潤(rùn)滑脂過多在溫度過高的條件下溶化而溢出，這些輕則會(huì)導(dǎo)致軸承溫度過高，重則會(huì)導(dǎo)致軸承直接損壞。潤(rùn)滑脂在軸承中溢出時(shí)，可能會(huì)在電機(jī)線圈里存留，這樣容易使粉塵或者其他的一些微小雜質(zhì)堆積，會(huì)很大程度地降低電動(dòng)機(jī)的絕緣性，無法保證工人的安全。正因如此，防止電動(dòng)機(jī)的軸承發(fā)生故障，是每個(gè)企業(yè)最重視的問題，只有保證了電動(dòng)機(jī)軸承的正常運(yùn)行，才能保證流水線的相對(duì)穩(wěn)定。

2 對(duì)軸承進(jìn)行正確選擇

電動(dòng)機(jī)的軸承分為兩個(gè)部分，一部分叫做球軸承，另外一部分叫做柱軸承，當(dāng)然不同類型和不同用途的電動(dòng)機(jī)使用的軸承也是不同的。我們要做的就是讓電動(dòng)機(jī)與其軸承一定是最相配的，這樣才可以保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和壽命。普遍來說，中型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承大部分為滾柱型，非驅(qū)動(dòng)端軸承大部分為球形。而相對(duì)于小型電動(dòng)機(jī)來說，軸承一般多為球型。電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不宜過高，否則會(huì)使軸承的使用壽命減少，在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度很低的情況下，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)更加穩(wěn)定，不易發(fā)生損傷和意外。而中型立式電機(jī)，因?yàn)榱⑹胶推胀ǖ碾姍C(jī)的擺放方式不同，所以選擇的軸承也不相同，立式的大多數(shù)應(yīng)該選用角接觸球型，這樣可以有效減小電機(jī)下端的軸向力。

3 正確使用潤(rùn)滑脂

潤(rùn)滑脂在電動(dòng)機(jī)軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)中起到保護(hù)和潤(rùn)滑的作用，但一定要保證潤(rùn)滑脂的量足夠多，并且其中不含任何雜質(zhì)，否則不但起不到潤(rùn)滑的作用反而會(huì)增大軸承之間的摩擦，造成更嚴(yán)重的磨損，在軸承發(fā)生摩擦?xí)r會(huì)發(fā)生巨大的噪音和強(qiáng)烈的振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生高溫現(xiàn)象。

3.1 潤(rùn)滑脂的作用

軸承里的潤(rùn)滑脂可以在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一層保護(hù)膜，也就是油膜，這層膜可以有效減小軸承之間的相互摩擦，摩擦小了電動(dòng)機(jī)使用壽命就得到了延長(zhǎng)。潤(rùn)滑脂還可以預(yù)防雜質(zhì)進(jìn)入軸承內(nèi)，潤(rùn)滑脂產(chǎn)生的油膜有效的將軸承包圍了起來，讓軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)形成一個(gè)密閉空間，不受外界的影響。同時(shí)，潤(rùn)滑脂還可以防止電動(dòng)機(jī)軸承生銹，也可以保護(hù)軸承不發(fā)生腐蝕。

選擇與電動(dòng)機(jī)軸承相匹配的潤(rùn)滑脂時(shí)可以依據(jù)以下幾點(diǎn)進(jìn)行選擇，第一是具有度，第二是滴點(diǎn)，第三是氧化安定性，第四是低溫性能。對(duì)于滾動(dòng)型軸承來說，選擇潤(rùn)滑脂時(shí)要看實(shí)際的軸承運(yùn)行情況，同時(shí)也要考慮外界因素，比如電機(jī)的工作環(huán)境，電機(jī)自身的額定負(fù)載大小，電機(jī)自身的額定轉(zhuǎn)速等問題。如果電機(jī)的負(fù)載很高，那就選擇針入度小一點(diǎn)的潤(rùn)滑脂，在高壓條件下軸承的運(yùn)行不僅僅需要潤(rùn)滑脂的針入度小，還需要選擇能夠形成油膜強(qiáng)度高的潤(rùn)滑脂和抗擠壓能力強(qiáng)的潤(rùn)滑脂。

開放式深溝球軸承里的油脂大多數(shù)為2號(hào)、3號(hào)鋰基脂，這種潤(rùn)滑脂的潤(rùn)滑性能非常強(qiáng)，同時(shí)這種潤(rùn)滑脂的溫度適應(yīng)范圍也非常廣泛，現(xiàn)如今該潤(rùn)滑脂被絕大多數(shù)的三相交流異步電動(dòng)機(jī)所使用。為了能夠確保電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，也為了減少軸承之間的相互摩擦而產(chǎn)生的修復(fù)，減少維修工作所消耗的時(shí)間和人力、財(cái)力，像YX3和派生系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)，都在使用鋰基潤(rùn)滑脂。但這類潤(rùn)滑脂適合轉(zhuǎn)速較低的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī)如轉(zhuǎn)速每分鐘超過1500轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，使用更多的潤(rùn)滑脂為二硫化鉬鋰基脂。

3.2 填充量

在給滾動(dòng)軸承填充潤(rùn)滑脂的時(shí)候，軸承內(nèi)部不可以裝滿潤(rùn)滑脂，裝入的潤(rùn)滑脂占總空間比的二分之一到四分之三就可以了。電機(jī)分立式和臥式兩種，臥式電動(dòng)機(jī)在填充潤(rùn)滑脂時(shí)相對(duì)容易，只需要將潤(rùn)滑脂填充至軸承內(nèi)腔空間的三分之二到四分之三即可；而立式電機(jī)的軸承相對(duì)復(fù)雜，分上、下兩部分，上軸承裝入潤(rùn)滑脂的量為內(nèi)部空間的二分之一即可，下軸承裝入潤(rùn)滑脂的量為內(nèi)部空間的四分之三即可。如果外界環(huán)境比較惡劣，軸承很容易進(jìn)入雜質(zhì)的話，在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度相對(duì)比較低的情況下，可以將潤(rùn)滑脂填滿整個(gè)軸承內(nèi)部空間，避免雜質(zhì)的進(jìn)入，對(duì)軸承起到摩擦而發(fā)生損傷。給運(yùn)轉(zhuǎn)速度較高的軸承加入潤(rùn)滑脂時(shí)，為了避免在啟動(dòng)時(shí)軸承之間發(fā)生潤(rùn)滑脂浸潤(rùn)不到位而產(chǎn)生摩擦，所以在給運(yùn)轉(zhuǎn)速度較高的軸承加入潤(rùn)滑脂之前，一般將軸承放入潤(rùn)滑脂中浸潤(rùn)一會(huì)兒，再將潤(rùn)滑脂填充到軸承內(nèi)。為給電機(jī)加潤(rùn)滑脂的過程中，很難控制加入的潤(rùn)滑脂量，所以為了能夠控制加入的量，也為了更加簡(jiǎn)單的操作，一般我們只對(duì)軸承的外側(cè)加潤(rùn)滑脂，這樣加可能會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑脂浸潤(rùn)軸承不完全，在電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，軸承之間可能會(huì)發(fā)生異常的響動(dòng)，這是正常現(xiàn)象。等待電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束，我們需要檢查電機(jī)機(jī)體的溫度，通過溫度的高低可以判斷出給軸承內(nèi)部添加的潤(rùn)滑脂是否合適，如果機(jī)體過熱，可能是加入的潤(rùn)滑脂不否要求，或者填充的潤(rùn)滑脂過多，需要及時(shí)做出調(diào)整，避免電動(dòng)機(jī)的損傷。如果在加入潤(rùn)滑脂后，電動(dòng)機(jī)剛開始運(yùn)行時(shí)溫度升高，是正?，F(xiàn)象，因?yàn)殡姍C(jī)和潤(rùn)滑脂之間前期需要一段時(shí)間的磨合，磨合期間油溫可能會(huì)有所升高，屬于正常現(xiàn)象，經(jīng)過電機(jī)的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)工作，磨合逐漸成功，機(jī)體溫度就會(huì)達(dá)到穩(wěn)定，溫度也會(huì)降到一個(gè)比較低的狀態(tài)下，這時(shí)可以確定潤(rùn)滑脂和軸承是相匹配的，不需要調(diào)整，用量和型號(hào)都相符合。

4 故障預(yù)防

在發(fā)生故障的初期，幾乎不會(huì)產(chǎn)生很明顯的現(xiàn)象，這樣會(huì)使軸承損壞還不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，也不會(huì)有相關(guān)工作人員對(duì)軸承進(jìn)行測(cè)量，直至軸承徹底損壞。軸承徹底損壞后，軸承的溫度就會(huì)升高，這樣才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，但是被發(fā)現(xiàn)時(shí)電機(jī)的故障已經(jīng)非常嚴(yán)重了。所以為了預(yù)防這種情況的發(fā)生，在對(duì)電機(jī)進(jìn)行常規(guī)系統(tǒng)的檢測(cè)時(shí)，如果電機(jī)在正常環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間保持溫度在70攝氏度到80攝氏度之間，就應(yīng)該停止電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行，檢查軸承是否發(fā)生磨損。在電動(dòng)機(jī)新安裝好軸承和潤(rùn)滑脂時(shí)，或者是電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障后通過調(diào)整重新安裝了軸承或潤(rùn)滑脂的情況下，要先讓機(jī)體運(yùn)行，觀察機(jī)身的升溫情況，確保軸承和潤(rùn)滑脂沒有問題后再讓電動(dòng)機(jī)大規(guī)模的運(yùn)作。

4.1 一定要選擇相匹配的軸承和潤(rùn)滑脂

根據(jù)電動(dòng)機(jī)機(jī)體本身的容量，能夠承受負(fù)荷的大小，能夠承受負(fù)荷的方向等問題來選擇合適的油脂，如果油脂選擇的不合適，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)作過程中就會(huì)出現(xiàn)機(jī)體溫度過高的現(xiàn)象。添加油脂應(yīng)該使用專業(yè)的注脂器，使用它就可以讓油脂均勻的填充在軸承上，避免了軸承上的油脂不均勻而發(fā)出摩擦和響聲。

在實(shí)際生活中，讓軸承發(fā)生破損的原因有很多，運(yùn)行的條件差再加上外界環(huán)境因素，很多情況疊加在一起就會(huì)形成電動(dòng)機(jī)的惡性循環(huán)，這會(huì)使導(dǎo)線線軸受到磨損，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，檢修人員也沒有辦法第一時(shí)間準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生的原因，需要進(jìn)行細(xì)致的測(cè)量和勘查，才可以準(zhǔn)確找出故障發(fā)生的原因，再進(jìn)行系統(tǒng)的搶修工作，這也是為什么要盡可能防止軸承磨損的原因，維修起來很困難，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。為了避免這種情況的發(fā)生，需要分析影響電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸正常運(yùn)行的因素有哪些，針對(duì)具體問題做出防范措施，從根源上解決問題，避免電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。

針對(duì)非正常的磨損現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，滾動(dòng)軸承的內(nèi)部各部分都會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，嚴(yán)重的可能會(huì)破損導(dǎo)致缺失，這會(huì)使軸承的滾動(dòng)滑動(dòng)能力有所下降，產(chǎn)生更大的摩擦，使電動(dòng)機(jī)的機(jī)體發(fā)熱，如果沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和止損，就會(huì)使軸承里的潤(rùn)滑脂被稀釋然后流出，這樣就傷害了機(jī)體的外部材質(zhì)，在強(qiáng)度方面讓機(jī)體受到了極大的損傷，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，一直惡性循環(huán)下去就會(huì)使軸承的溫度升高得更加迅速，最終機(jī)體被燒損，更嚴(yán)重的情況下會(huì)燒毀整個(gè)電動(dòng)機(jī)。為了預(yù)防這一事件的發(fā)生，在日常工作中，一定要保證軸承里的潤(rùn)滑脂充足，可以對(duì)軸承起到保護(hù)作用，在軸承可以正常運(yùn)行的情況下，工作人員需要定時(shí)檢查軸承里的潤(rùn)滑脂是否充足，定期向軸承中加入足夠量的潤(rùn)滑脂，這樣可以避免軸承之間的磨損，就可以保證軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是在保證潤(rùn)滑脂充足的情況下，也要對(duì)軸承內(nèi)部的潤(rùn)滑脂量進(jìn)行控制，不可以過多，如果潤(rùn)滑脂溢出軸承，就會(huì)對(duì)軸承造成更大的損壞，使軸承在工作時(shí)發(fā)生打滑現(xiàn)象。

4.2 安裝軸承需要做的準(zhǔn)備工作

在安裝軸承之前，要先將電動(dòng)機(jī)的軸承擦拭干凈，然后查看潤(rùn)滑脂，要確保潤(rùn)滑脂中沒有其他的雜質(zhì)存在，然后要檢查軸承的表面，要確保軸承表面沒有毛刺或者機(jī)械劃痕的存在，如果有的話要及時(shí)更換軸承，避免運(yùn)行時(shí)發(fā)生摩擦，導(dǎo)致軸承損壞等問題。同時(shí)，除了即將工作的電動(dòng)機(jī)要進(jìn)行細(xì)致的檢查，閑置的電動(dòng)機(jī)也要定期進(jìn)行檢查和清理，這樣可以有效防止機(jī)體產(chǎn)生鐵銹，鐵銹會(huì)對(duì)軸承的運(yùn)行產(chǎn)生磨損，要避免鐵銹的產(chǎn)生。在安裝軸承時(shí)，如果安裝人員讓軸承與軸向之間產(chǎn)生很大的不同受力，會(huì)直接導(dǎo)致保持架變形，這會(huì)導(dǎo)致軸承的滾動(dòng)體受到損傷，組裝軸承之間的游隙就會(huì)變大，導(dǎo)致軸承發(fā)生故障。同時(shí)軸承的過盈量不可以太大，否則會(huì)導(dǎo)致軸承內(nèi)圈產(chǎn)生很大的張應(yīng)力，最后使軸承崩裂；軸承的過盈量也不可以過小，否則軸承內(nèi)圈就會(huì)松弛。另外為了避免電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承發(fā)生故障，軸承組裝游隙間的配合也很重要。

軸承組裝游隙和保持架、端蓋、軸承內(nèi)圈等各個(gè)元件的溫度差有關(guān)，溫度不同導(dǎo)致他們的膨脹度不同，不同的膨脹度讓軸承間的間隙變小，摩擦變大，產(chǎn)生的熱量增加，熱量增加就會(huì)導(dǎo)致軸承磨損增大從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。想要預(yù)防這一故障的發(fā)生，首先在安裝軸承時(shí)要做好全方面檢查工作，不光要檢查即將安裝的新軸承，舊軸承也要進(jìn)行檢查，觀察舊軸承各個(gè)部位的磨損情況，測(cè)量舊軸承軸向游隙、徑向間隙各個(gè)方面是否符合國(guó)家使用標(biāo)準(zhǔn)要求，而即將安裝的軸承，安裝人員應(yīng)該檢查軸承的規(guī)格，軸承的型號(hào)，采用專業(yè)的安裝工具，細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪M(jìn)行安裝工作，盡可能避免軸承在安裝的過程中受到損傷。安裝完畢后，需要進(jìn)行試運(yùn)行，運(yùn)行一段時(shí)間感受機(jī)體是否發(fā)熱來判斷是否安裝合適，在這些都檢查好以后，才可以確定一臺(tái)電動(dòng)機(jī)可以正常運(yùn)行。

4.3 安裝軸承需要用到的工具

由于軸承的精度非常好，屬于精細(xì)元件，所以安裝軸承也需要用到專門的工具，在安裝過程中如果安裝不合適的話，會(huì)對(duì)軸承和電機(jī)的相互配合運(yùn)轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生影響，這樣就會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)的正常使用，嚴(yán)重的情況下，還會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)直接產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致軸承破損無法使用。所以為了避免這些情況的發(fā)生，在安裝軸承時(shí)，需要借助一些模具配合專業(yè)的工具，在安裝時(shí)也要細(xì)心嚴(yán)謹(jǐn)。如果安裝好軸承后，發(fā)現(xiàn)軸承的密閉性不是很好，可以借用軸承專用的擠壓機(jī)，運(yùn)用冷壓法對(duì)軸承進(jìn)行密封壓縮。還有一種調(diào)整軸承密閉性的方法叫做熱套法，一般來說，H355及以上的開放式軸承電動(dòng)機(jī)座，可以使用這兩種方法中的任意一種。

4.4 軸承游隙

在組裝電機(jī)的時(shí)候，對(duì)于電機(jī)基座比較大的電機(jī)，為了保證軸承與電動(dòng)機(jī)之間有相對(duì)安全的工作距離，需要對(duì)軸承內(nèi)圈與轉(zhuǎn)子軸的配合公差進(jìn)行查看，還要查看軸承外圈與端蓋孔的配合公差，軸承的工作游隙。

4.5 運(yùn)行條件

在電機(jī)運(yùn)行過程中，機(jī)體可能會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)過大的現(xiàn)象，還有可能出現(xiàn)軸承溫度過高的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是因?yàn)榕懦行臎]有對(duì)正，轉(zhuǎn)子達(dá)不到平衡，負(fù)荷異常，電機(jī)的底腳不平等原因，當(dāng)這些故障發(fā)生時(shí)，機(jī)體會(huì)出現(xiàn)劇烈的震動(dòng)現(xiàn)象，雖然在理想的條件下，電動(dòng)機(jī)的軸承可以運(yùn)行100,000個(gè)小時(shí)以上，但是因?yàn)榫C合因素的影響，電動(dòng)機(jī)的軸承實(shí)際可以運(yùn)行10000小時(shí)左右，這種情況會(huì)導(dǎo)致螺絲膨脹，通過膨脹的螺絲將基礎(chǔ)固定在樓板上。想要預(yù)防運(yùn)行條件下發(fā)生的震動(dòng)過大或造成溫度過高的故障，首先需要控制好軸承的溫度，將軸承的警戒溫度調(diào)至最低，這樣在出現(xiàn)溫度突然發(fā)生異常升高的情況時(shí)，可以有充足的時(shí)間進(jìn)行急救，可以保證電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

5 結(jié)論

在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中，軸承起到了關(guān)鍵性的作用，無論是任何類型的電動(dòng)機(jī)在任何環(huán)境條件下，只要軸承和潤(rùn)滑脂選擇得足夠合適，配合得好，都能夠保證電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)安全運(yùn)行。