电动机轴承异常分析及处理.pdf

第3 1卷 第 1 期 2 0 0 9年 1月 华 电擞 术 Hu a di a n Te c h n o l o g y V0 1 31 No 1 J a n 2 0 0 9 电动机轴承异常分析及处理 An a l y s i s o f mo t o r b e a r i n g f a u l t s a n d h a n d l i n g 苏湘君 S U X i a n g j u n ( 望亭发 电厂 ， 江苏 苏州2 1 5 1 5 5 ) ( Wa n g t i n g P o w e r P l a n t ， S u z h o u 2 1 5 1 5 5 ， C h i n a ) 摘要 ： 电动机是发 电厂的重要动力设备， 其可靠性 直接影响机组的安全运行。介绍了望亭发电厂数例 电动 机的轴承故障处理情况， 通过故障分析， 总结了电动机轴承在使用、 检修及维护中应注意的问题， 以供参考。 关键词 ： 电动机 ； 轴承 ； 保持 架 中图分类号 ： T M 9 2 1 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 41 9 5 1 ( 2 0 0 9 ) 0 1 0 0 4 7 0 3 Ab s t r ac t： Th e mo t o r s a r e i mp o r t a n t p o we r e q ui p me nt s o f p o we r p l a n t ，t he r e l i a b i l i t y o f whi c h wi l l i n f l u e n c e s O i l un i t s a f e t y o p e r a t i o n d i r e c t l y S o me e x a mp l e s o f mo t o r b e a r i n g f a u l t s i n W a ng t i n g Po we r P l a n t a n d t h e i r ha nd l i n g p r o c e s s e s we r e i nt r o d u c e dTh r o ug h f a u l t s a na l y s i s -t h e p r o b l e ms i n u s i n g，ma i n t e na nc e a n d o v e r h a u l i n g o f mo t o r b e a r i n g wh i c h n e e d t o pa y a t t e n t i o n t o we r e s umma r i z e d a n d pr e pa r e d r e f e r e n c e f o r s i mi l a r u n i t s Ke y wo r d s： mo t o r ；b e a r i n g；r e t a i n e r 0 引言 电动机是电力生产中至关重要的动力设备 ， 其 运行可靠性直接影响机组安全运行。电动机除因电 气绝缘、 机械卡涩诱发故障外 ， 因轴承问题引起的电 动机故障 比例相当大。因此 ， 对电动机轴承的选用 、 检修 中装配工艺质量的控制以及运行中的维护是很 重要的。在故障后 的检修过程中， 由于无法准确测 量和判断电动机轴承故障的原因， 往往在处理故障 时因原因不清而进行 了模糊处理 ， 导致设备运行不 可靠、 不稳定， 甚至重复检修 ， 对生产造成很大影响。 本文对检修过程中的轴承选配和故障的消除问题进 行了探讨 ， 以提高电动机检修质量 ， 确保设备健康和 机组安全运行。 1 电动机轴承故 障分析与处理 电动机轴承损坏原因很多 ， 首先应分析是否是 设计问题导致轴承不能承受设计的负荷 ； 其次 ， 分析 是否是运行密封件疲劳损坏 ， 使轴承失去了有效的 收稿 日期 ： 2 o o 81 02 4 密封性能， 或因检修工艺问题 ， 在装配时污物 、 异物 进入了轴承室 ； 再次检查轴承内、 外圈的配合是否过 紧或因磨损造成配合过松 ， 而在配合出现问题时未 及时发现处理。以上因素中的任一因素都会以特殊 的形式造成轴承损坏 ， 导致电动机故障。 1 1 因配合间隙问题造成电动机轴承故障 望亭发电厂 1 4炉送风机 1 4 B电动机在大修投 运 2个月后出现后侧轴承声音异常现象 ， 由于轴承 位于后风罩 内， 手无法直接触及轴承外盖， 从电机座 后侧测得振动 0 6 0 z m， 轴承室温度有上升趋势 ， 补 充润滑油后无明显好转， 前侧轴承声音及温度正常。 该电动机 型号为 Y 5 6 04一W， 参数 为 6 k V、 7 5 0 k W、 1 4 8 4 r m i n ， 机械侧为 N u 3 2 4滚子轴承 ， 后侧为 6 3 2 4滚珠轴承。数小时后， 电动机故障跳闸， 机组 紧急减负荷。 电动机解体后， 发现后侧轴承因过热而导致润 滑油变稀 、 变黑并流出轴承室， 挡油盖过热变色 ， 转 子 已转不动， 后轴承发黑跑道干涸 ， 因严重过热造成 轴承内圈与轴粘连。抽出电动机转子 ， 用风焊割去 6 3 2 4轴承外圈及保持架 ， 上车床将轴承内圈车削掉 后 发现轴承挡表面有旋转痕迹 ， 说明轴承 内圈与轴 4 8 华 电擞 第 3 1 卷 发生了相对转动， 轴承挡外圆变形。 1 1 1 原因分析 查阅故障前 电动机大修技术记录， 当时后侧轴 承挡 外 径 检 修 时 测 量 值 为 0 1 2 0 、 10 1 2 0加 、 0 1 2 0 钏 、 0 1 2 0 一， 由此可见 ， 电动机后侧轴承挡在 检修时就有变形， 配合紧力 明显偏小。电动机运转 时随着轴承温度的上升 ， 轴承内径因热胀与轴外径 失去紧力 ， 在转子重力作用下 ， 轴承内圈与轴表面相 对旋转， 虽然内圈与轴相对旋转转速小于轴承转速 ， 但时间一长便造成轴表面磨损 ， 加速摩擦使润滑油 熔化， 加速了轴承损坏 ， 最终造成故障。 1 1 2 处理方 法 检查 电动机定子未发现有扫膛痕迹 ； 测量转子 前侧轴承各部件配合紧力正常， 后侧轴承挡修复后 表面进行喷涂处理， 外径修正到 0 1 2 0 ： 0 0 3 ： ， 更换前 后轴承； 重新加工后轴承内、 外挡油盖。装复后电气 试验合格 ， 空载试转正常。 1 2 更换轴承导致电动机检修后空载试转异常 望亭发电厂 1 4炉送风机 1 4 A电动机 型号为 Y 5 6 0 4一 w， 参数为6 k V、 7 5 0 k W、 1 4 8 4 r m i n ， 送风 机 1 4 A电动机大修就位后试转过程中， 前轴承有类 似金属的尖锐摩擦声 ， 当时怀疑轴承内有金属异物 进入 。 拆开前轴承挡油盖， 检查轴承上 、 下跑道 无异 物， 油质细腻无杂质 ， 用螺栓固定好内挡油盖后转动 转子有异常声音 ， 确认 异声源 自轴 承测温元 件与 N 3 2 4轴承保持架相碰 。该轴承测温元件为 WZ P一 2 4 S 插入式 P t l 0 0铂电阻元件， 测温杆长 1 0 0 m m， 从 端面看 ， 测温杆从轴承座斜向伸于轴承室， 测温杆尾 端正好与轴承保持架相碰。 1 2 1 原因分析 ( 1 ) 电动机在大修转子穿人定子膛时， 定 、 转子 磁场中心难免会略有偏差 ， 根据电动机工作原理 ， 电 动机定子通以电源进行空载试转时 ， 定 、 转子会 自动 借正磁场 中心， 造成轴系略有位移的现象 。 ( 2 ) 电动机转子一端配置定位轴承 ， 另一端为 非定位轴承支承 ， 定位轴承为电动机提供 2个方 向 轴向定位 ， 它能同时承受轴向及径向负荷 ； 非定位轴 承允许有轴向位移， 以免轴受到额外应力作用 ， 如磁 场中心借正、 轴向受热膨胀等。送风机 l 4 A电动机 的后侧 6 3 2 4轴承就是定位轴承 ， 机械侧轴承 N U 3 2 4 轴承就是非定位轴承。N及 N U系列 圆柱滚子轴承 其外圈及 内圈均是干涉配合 ， 轴承滚柱与某一跑道 问可以作轴向位移。送风机 1 4 A电动机大修时 ， 由 于某种原 因把原来的 N U 3 2 4轴 承改换 了 N 3 2 4轴 承， 这 2个型式的轴承在通常情况下是可以互为替 换使用的 ， 它们的内外圈直径 、 宽度等相同， 区别在 于 N U 3 2 4轴承是外圈带保持架 内圈分离轴承 ， 而 N 3 2 4轴承是内圈带保持架外 圈分离轴承。由于这 2类轴承的内、 外圈均是干涉配合 ， 当电动机轴系发 生位移时 ， 轴承滚子与某一跑道发生轴向位移。若 使用 N U 3 2 4轴承 ， 当发生轴 向位移时 ， 是轴承内圈 与干涉配合的外圈带保持架发生位移 ， 发生位移后 位移端面就是轴承 内圈外径 ， 直径 比较小 ； 而使用 N 3 2 4轴承 ， 当发生轴向位移， 由于轴承内圈带上保 持架整体发生位移 ， 位移端面的直径比内圈直径要 大得多， 因此 ， 当测温杆伸向轴承保持架端面时， 尽 管轴承位移量很小 ， 但还是会与轴承保持架相碰造 成摩擦。 1 2 2处理方 法 电动机空载受 电试转时会 自动借正磁场中心 ， 转子可能发 生一 定 的轴 向位移 ， 而 N 3 2 4轴承 与 N U 3 2 4轴承在通常情况下是可 以互换 的， 因此 ， 要 保证测温杆的伸人端面应与轴承外圈同一位置( 因 为轴承外 圈是干涉配合不会发全位移 ) 。经测量 ， 在测温元件座加垫厚度约 2 0 mm的垫块 ， 使测温 杆上抬 2 0 mm， 与轴承保持架有一定距离。 1 3 由于电动机长期停运引起轴承损坏故障 2 0 0 4年 1 0月 1 5日下午 1 点 1 5分左右， 重油泵 5 9电动机电流突然在 1 5 8 2 5 A间晃动， 同时运行 人员发现有焦味， 即停设备 ， 现场检查发现电动机后 侧有浓烟冒出， 用 C O 灭火器灭火。检修人员到场 后， 测量重油泵 5 9电动机外壳温度约 5 0 ， 比邻近 运行中电动机外壳温度高 ， 手转动电动机转子 已转 不动。解体检查端部线圈完好 ， 直流电阻、 绝缘电阻 正常 ， 但发现定 、 转子有扫膛痕迹， 铁心略有损坏 ； 后 侧轴承套开裂并与轴整个密封发热 ， 呈黑色； 后轴承 内圈与轴发热并已抱合， 轴承外圈表面正常， 弹夹变 形， 滚柱严重变形有一半滚柱已磨损 ， 跑道内有碳化 粉未。机械侧轴承无明显异常现象， 但发现一侧跑 道有表皮剥落。 1 3 1 原因分析 重油泵 5 9电动机机械侧轴承型号为 6 2 1 7和 N u 2 1 7 ， 与后侧轴承 N u 2 1 7圆柱滚子轴承都是配制 的轻型轴承。电动机前次检修为 2 0 0 2年 5月， 检修 中更换了两侧轴承。重油泵 5 9为望亭发电厂 1 3 机组燃油系统配套设备， 由于 1 3机组长期停用， 该 电动机实际投用小时数较短。分析电动机解体后前 第 1 期 苏湘君： 电动机轴承异常分析及处理 4 9- 侧轴承跑道剥皮现象可知， 由于电动机长期停运， 转 子轴系的重力仍作用于轴承上 ， 滚子作用在跑道上 会产生肉眼看不见的变形 ， 跑道产生凹陷。较长时 间处于静止状态的滚动轴承 ， 若在外力作用下发生 滚动， 可导致轴承跑道表面损伤及过早疲劳。重油 泵 5 9又是配制的轻型轴承 ， 滚子受转轴重量影响更 大， 造成跑道变形损坏。受损的轴承未及时处理 ， 一 旦再次运行， 温度上升会很快 ； 重油泵电动机是防爆 电机， 依据防爆要求 ， 两侧轴承座与转动轴的防爆结 合面间隙较小( 图纸上标明为单边最小 0 0 7 5 m m、 防爆面宽度 4 0 m m。从以往检修 中测量情况看， 轴 承座与轴的防爆结合面径向问隙单侧约 0 2 5 IT I IT I ) ； 轴承损坏后难免振动， 而过热后防爆结合面问隙更 小 ， 振动导致轴承座与轴摩擦发热 ， 轴承加速损坏， 转子下沉再 与轴承座相摩擦。润滑脂受热变稀外 流， 轴承失去润滑发热与轴抱合 、 冒烟。 1 3 2 处 理方法 定子铁心损坏处短路处理 ， 并漆以 1 5 0 4绝缘清 漆 ； 转子上车床将后侧轴承内圈车去 ， 轴承挡修整； 转子校调； 更换后轴承座及内外挡油盖 ， 扩大防爆面 间隙到单侧 0 3 5 mm； 更换两侧轴 承。电动机 电气 试验通过， 空载试验正常。 2 防范措施及电动机轴承运行中的保养 无论是检修中的电动机还是运行中的电动机 ， 对轴承的检查维护工作极为重要 ， 因为一旦发生故 障停机可能产生较大损失 ： 一是设备损坏维修费用 很高； 二是发生故障后， 可能直接会影响机组安全发 电， 经济损失不可估量 。 2 1 电动机检修时轴承的检查 电动机检修时， 轴承检查和更换是重要工序。 轴承是精密元件 ， 检查轴承或安装轴承都需要在干 净、 干燥 、 无尘的环境下进行 ， 严禁在有车床及金属 加工区进行轴承更换、 检查工作。轴承检查或更换 ， 必须由熟悉检修工艺的专业人员负责 ， 事先应准备 好所有的工具和材料， 所有与轴承配合的部件应全 面清洁， 并做好相应的测量及精度的检查工作 ， 做好 书面记录 ， 有问题及时处理。轴承应在安装前最后 一 刻打开包装 ， 热套的轴承应防止局部过热 ， 做到温 度均匀 、 最高温度不可超过 1 2 5 。安装时应预 留 轴系的位移量， 轴承外有止动圈或有温度元件的， 应 保证止动舌或元件与轴承保持架有足够的间隙， 通 常情况下不要随意更换轴承型号。使用合适的润