电机轴承座振动的原因

1、电机轴承座振动的原因-电机使用常识资料功率1.6MW转速592r/min的交流电动机驱动减速机；减速机中心距为1400mm 采用滑动轴承支撑，齿轮副的小齿轮齿数z仁29,大齿轮齿数z2=171;减速机带 动500人字型齿轮座中轴转动；齿轮轴通过万向节带动三辊开口式型轧机运转。 近年来，随着新品种相继开发和产量不断增加，500主机列生产负荷不断加大，故障也随之增加。2003年2月，1400减速机高速轴发生烧瓦事故，抢修时发现 轴颈磨损。更换轴瓦后，1.6MW电机轴承座出现异常振动，导致负荷端轴承座振 裂。检修电机时，考虑到轴承座振动大，遂将电机轴瓦顶间隙稍稍加大。减速机 高速轴受力分析表明，过钢

2、时高速轴受到轧制力作用要上升，故在重新找正时使 电机中心高出减速机中心0.15mm以平衡减速机受力时的上浮。做此调整后电 机轴承座振动仍严重，额定电流下振动较小，超过200-300A时振动相当严重，同时伴有丢转现象。振动有一定的周期性，咬钢时冲击振动增大，每次振动咼峰 持续3-4s。一、振动数据采集检修时多次检查电机与减速机联轴器对中性，偏差均不大于0.5mm，因此对轴承座振动影响不大。我们用武汉立德公司的数据采集器，采集电机两轴承座的振动数据，谱图如图2所示。可以看出：(1) 9Hz左右的转频幅值特征明显；(2) 3X、5X倍频比较明 显。同时观察到振动较大或超负荷时电机发出低沉轰鸣声；在过

3、临界转速区时振动无明显变化。二、原因分析1. 9Hz左右的转频幅值判定为转子不平衡造成。检修时，将电机转子水平放置， 调整好水平后，再旋转90检验，发现转子向下弯曲。2减速箱输人端联轴节部分间隙过大。9Hz左右的转频及其3X(28Hz)、5X(45Hz) 幅值较大，是松动的特征。这是因为所用弹性柱销联轴器销孔直径 50mm而橡 胶棒直径仅有46mm因而造成配合间隙过大。3.减速箱齿轮啮合间隙较大。啮合频率的带宽窄，冲击能量集中，易造成齿裂。 280Hz左右的频率及其2X (559Hz)幅值较大。拆检发现，齿顶间隙大，轮齿磨损。三、解决措施及效果据此决定采取以下改进措施。1 对电机转子进行动平衡

4、。2更换电机与减速机的弹性柱销联轴器，并找正。3 橡胶棒的直径改为47.5mm4调整减速机两轴，保证齿顶间隙，同时确保两轴平行。5 更换电机负荷端轴承座。经解体检修减速机、电机轴瓦及人字齿轮座，更换电机轴瓦座、弹性联轴器、齿 轮座中轴轴瓦和下轴瓦；对各轴瓦进行研配；调整减速机齿轮副间隙；对各联接 轴找正，并对电机转子进行动平衡。修好后试车，轴承座振动消除，运行状态良 好。交流异步电机振动故障诊断技术-电机使用常识资料 交流感应异步电机振动故障诊断是通过对 电机轴承振动、定子线圈电流、定子轴向 磁通、转子轴电压及电流等数据的收集， 应用对这些数据的分析技术，掌握电机 的状态，为检修决策提供可靠依

5、据。一、感应电机的振动故障诊断1 .振动故障诊断技术电机轴承处的振动信息可以判定电机的定子或转子偏心、定子或转子的铁芯短路 及松动、转子条或端环缺陷、转子热弯曲、电源接头松动或断开等故障。(1) 定子。电机定子故障包括定于偏心、定子铁芯短路或松动。这些故障均产生2?L (?L为电源频率)下的大振动，若切断电机电源，2?L频率下的振动立即消失。(2) 转子偏心。偏心的转子可在转子与定子间产生可变气隙，从而引起脉冲振动(通常振动在听与转速的谐波频率之间人常需用细化谱分离出所与转速的谐 波频率。偏心的转子产生2?L及其两侧的？P (极通过频率边带)。极通过频率本 身也出现在低频处。？P常见值的范围在

6、20-120r/min (0.3-2Hz )内，软地脚或 不对中故障造成的壳体变形常会引起气隙变化。(3) 转子。断裂的转子条或短路环，转子条与短路环间接触不良，或者短路的转子铁芯均产生1X转速频率的大振动及其两侧极通过频率边带。此外，还可产 生二、三、四、五倍转速谐波频率两侧的极通过频率边带。转子条通过频率(即 RBPF等于转子条数X转子转动频率) 及其谐波频率两侧的2?L边带说明转子条 存在松动或脱开情况。转子条松动和端环间的电弧常显示出很高幅值的2RBPF且伴随2?L边带，但是1RBPF频率的振动幅值不增大。(4) 电气相位故障诊断。由于松动或断裂接头的相位问题可产生2?L频率下的 较大

7、振动，且两侧伴有1/3 ?L的边带。2?L处的振动幅值随时间延续将变得更 大。偶尔接触的故障接头问题尤为严重，必须及时处理。(5) 转子热弯曲故障诊断。电机转子的热弯曲主要由电机断裂转子条、短路的 铁芯等故障引起，它们在局部产生大量的热，导致转子弯曲变形，严重者可使转 子与定子碰摩。转子弯曲将会产生很大的电磁力和不平衡力，生成更多的热量，使转子弯曲更为严重。转于热弯曲时，1X转速频率的振动幅值随时间延长而增大，振幅值受定子电流 的影响，振动特征类似于转子不平衡。热弯曲故障明显时，同一转子的两侧轴承 轴向1X相位差以及同侧轴承轴向的上与下、左与右的相位差均为180。2. 感应电机电气故障诊断通过

8、对电机定子电流频谱、磁通频谱、轴电压与电流分析可以诊断定子或转子故 障。(1) 电流故障诊断?转子条。当转子回路出现故障时，在定子电流频谱图上，电源频率两侧将出 现一个边频带(土 ？P)，转速的波动使电流以电源频率为中心，在土 ？P上。下 限之间变化。由于电机定子中三次谐波磁通的调制作用， 使得转速和电流波动更 加明显。由基频与边频电流幅值的比值可以推断断裂的转子条数目。转子条故障的严重程度与检修策略可参考夏洛特联合技术公司的“电动机电流分析严重程度和推荐的修正措施表”。气隙偏心。气隙偏心往往会造成振动值超限、定于与转子碰擦等故障。气隙偏 心分为静态偏心和动态偏心两种。静态偏心是由定子铁芯的椭

9、圆度或装配不正确 造成的；动态偏心是由转轴弯曲、轴颈椭圆、临界转速时的机械共振及轴承磨损 等造成。气隙偏心在定子电流中以谐波形式反映出来， 因此其特征频谱成分可以通过检测 电流频谱获得。气隙偏心特征频率可依照下列公式计算式中：为任意整数，静偏心时，=0 ;动偏心时，=1、2、3。为任一整数； s为转差率，s=1- (nP)(60 ?1)，n为电机转速(r/min), P为电机磁 极对数；为奇整数，取1, 3, 5。根据特征频率分量大小和变化情况，就可以确定转子在气隙中的动态位移值。(2) 磁通故障诊断电机电气参数的改变将导致转子或定子线圈磁场的不对称，并反映在轴向电磁频谱中。转子条的状态可通过

10、分析电源频率两侧的极通过频率边带得到。从磁通频谱的低频可发现电源电压不平衡、 匝间短路等故障。电源电压不平衡分析是对比 其特征频率的变化情况；匝间短路是通过对比电源频率两侧转速频率边带的振幅 变化确定的。磁通频谱的高频分析可以发现转子条或定子槽问题，具体而言是分析其通过频率的边带族变化情况。(3) 轴电压及电流故障诊断转轴两端对地的电位差为轴电压， 轴电压较高往往与电机设计、制造缺陷，各种 故障及非正常的电源条件有关。因此，对轴电压的检测和分析能发现电机存在的 缺陷，并可监视电机铁芯和绕组的劣化过程， 避免轴电压击穿轴承油膜，在电机 轴颈和轴瓦表面电弧放电而产生蚀点，破坏轴颈和轴瓦的配合。二、

11、实例分析1 电机转子条断裂和端环裂纹故障诊断某立式凝结泵是将凝汽器集水井内凝结水输送至国热系统的关键设备， 其500kw 鼠笼式电机的顶部轴承处最大振幅为 170卩m额定负荷时线圈温度高达？ 115C, 比同负荷下的其它电机线圈温升高许多。(1) 电流分析。图1中，电机转速n=1493r/min，磁极数为4，极通过频率为0.466Hz和50.40Hz。依据夏洛特联合技术公司的“电机电流分析严重程度和推 荐的修正措施表”，？L?P=3.1132,可以判断该电机端环存在裂纹或转子条断 裂情况。（2）磁通频谱分析。图2中，电源频率两边出现了电机的极通过频率，基点磁 通值为？ 110dB，?L?P=2

12、.232,因此可以判断转子条或端环存在裂纹或断裂等 严重故障。（3） 振动频谱分析。图3中，2X两边出现多族极通过频率边带，IX、3X-5X 频率两侧也出现了极通过频率边带，因此可以判断电机转子条或端环存在裂纹或 断裂等严重故障。电机前轴瓦损坏的原因解-电机使用常 识资料我厂空分装置采用的空压机是两列四级活塞式压缩机，在一次压缩机停机消缺 中，鉴于几天前电机轴瓦润滑油压力比以往略有上升，达到了结.05MPa（正常为 0.0250.04MPa），为查明原因，对电机轴瓦进行检查发现，前轴上瓦有一层黑 色巴氏合金脱落层，下瓦瓦面发黑，润滑油有糊味，上瓦润滑油孔被巴氏合金堵 住；后轴瓦完好无损。以下是

13、对此次故障的原因分析及处理过程。一、电机轴瓦润滑方式的改变电机轴承原用甩油环润滑。但由于电机转速不高，甩油环太重，使用中存在油环 转动不灵活、甚至卡住。为此我们对润滑方式进行了了改进， 在上瓦座上钻一通 孔，增加一小油泵，分别对前后轴瓦进行强制润滑，采用并联方式。二、故障原因分析 检查时，把上瓦黑色巴氏合金脱落层揭掉， 露出的巴氏合金面平整光洁，颜色发 亮，测脱落层厚约3mm检查下瓦，瓦面发黑，巴氏合金层厚度约 2.5mm由此 可推断出轴瓦损坏的过程；下瓦由于某些原因是高温下熔化，液态的合金被转轴 带向上瓦后被润滑油冷却，在上瓦面上堆积，形成黑的巴氏合金脱落层，并将油 孔堵住。看来下瓦高温是成

14、因。进一步分析认为，下瓦超载是升温的原因。在下瓦超载时， 油膜被破坏，轴与瓦面金属接触，巴氏合金在干摩擦高温下熔化。检查电机与压缩机联轴器的对中情况时发现电机靠背轮比压缩机曲轴靠背轮高出0.6mm以上。但在上次检修找中时，电机略低，说明压缩机下沉。在两个月前， 维护人员巡检时发现压缩机机身有震颤，紧固地脚螺栓，可以紧动即说明问题。由上述情况可判断此次故障是由压缩机曲轴箱微量下沉引起，曲轴比电机轴低， 对电机轴施加一向下的力，造成电机前轴下瓦超载。三、故障处理情况1. 更换电机前瓦。2. 轴瓦调整好后，机组联轴器对中找正，要求端面和外圆跳动均控制在0.05mm以内。3.轴瓦装配前，对轴承箱内及润

15、滑油路进行了彻底清洗， 确保没有残留物。 故障处理完后，电机启动，运行正常。三相电机改单相的方法-电机使用常识资料转自 维修卩吧-三相电机改单相使用大家谈我是一名农村家电维修人员。一些工业上用的三相异步 电机流入农村，功率从 几百瓦到上千瓦不等。由于大部分农家没有三相电，不能直接使用。本人按照一 些书上介绍的方法，试改了几个，但效果不理想，改造后出现了以下问题：(1) 带载能力变差，不如三相使用时有劲。(2) 发热快，且不易启动。在机外设离心开关，使用时极不方便，能否将其取消，从别的方面改进。(4) 所配电容器易损。有没有一种比较简单的方法计算工作电容和启动电容的容 量。请问3kw以上的三相异

16、步机能否改作单相电机使用 ？怎样改最简便实用。1单相异步电机较同容量的三相异步电机体积大，运行性能差，所以我国现 在只做小容量的单相异步电机，现有产品功率从几瓦到1. 3kW左右。考虑到改接后电机的安全、经济运行及性价比后，原则上我们可以把1kW及以下三相异步 电机改为单相电容运转式异步电机，把 1. 17. 5kW三相异步电机改为单相电 容启动与运转异步电机。2. 1kW及以下三相异步电机改接时，应该选用正品油浸式金属膜纸介电容做附 加电容，电容的耐压必须选取 450V以上。电容量按C=14. 6In选取，式中In 为三相异步电机额定电流，算出数值后取整数，再寻找相适应的电容即可。3. 1k

17、W及以下电机接线方法如图I所示。原电机接线盒内“ Y型接法连片不动， 把选好的电容C并接在UI和V1之间，把零线接在UI端，火线接在wl端即可; 如电机反转，则接在wl端的相线不动，把原先接在u1端的零线改接在VI端， 即可改变电机转向。4. 1. 17. 5kW之间的三相异步电机改接时，也应该选用正品的油浸式金属膜纸介电容器做启动运转电容。电容器的耐压Uc=2 2Un选取，Un为三相电机额定电压，运转电容 Cp=1600* (In/Un );启动电容 CN=(23)CP。以上式中：Uc表示启动、运转电容的两端所承受的电压， Cp表示运行电容器， Cn表示启动电容，In表示三相异步电机额定电流

18、，Un表示三相异步电机额定电 压。5. 1. 1-7 . 5kW电机的接线方法如图2所示。将原电机接线盒内的连片全部拆 除，用1. 56mm塑铜线做特制联片。分别把 W2 V2端子，U2和W1端子相连 接，相线直接接在 W1端，零线接在U1端，运行电容Cp跨接在U1和V1端，启 动电容Cn和速度继电器的常闭触点Sr串联后接在U1和V1端即可。如电机反转， 则W1端接相线不动，把原接在u1端的零线改接在Vl端，即可改变电机的转向。6图1、图2中，Qs为空气开关，型号为DZ5-20系列或其他，空气开关的热 脱机动作额定电流按电机额定电流选取。FU为熔断器，型号为RLI 15系列，熔体电流按该电机额

19、定电流的2. 5-3倍选取。如果电机启动频繁，或者启动时 间长，则空气开关熔体选择应适当加大一点，但不宜过大。图2中Sr为速度继电器的常闭触点，当电机转速达到额定值的 7580%时，其断开。7.最后需要注意的是，改接后的电机输出功率只能达到原来三相运行时的60%，且启动力矩小，不宜满负荷启动。文中如有不妥之处，请同行高手批评斧正。笔者专职从事电动机的维修工作，现将20年的工作经验，汇编如下。方案：配加电容如图2所示，可使电机功率达到原来的 55%以上。电容CI的容量计算公式：CI=1950ln/Un cosQ式中：In为电机额定电流，单位为“ A”。Un为电机额定电压，单位为“ V。cosQ为

20、功率因数，取 0. 50. 7。电容c2的容量公式：C2=(14)C1。方案3:改进型这种方法可提高电机的功率，如图 3所示，电容Cl、C2的容量同上，C3=2Cl,R=0. 25U/1。方案4:加电感电容法如图4，采用一只电感L和一只电容C从单相电源获取三相对称电压，电机应按 三角形连接，并注意L的载流量及C的耐压。当电机为2. 2kW时，C可取254uF， L可取78mH方案5:用电子元件代替开关K(QA)对于功率为23kW的三相电动机，移相电容的容量需达到 200300uF或更大， 由于要求其耐压高，使电容的体积大、价格高。电路实际是一个双向电子开关。实验证明，当电动机绕组为三角形连接时

21、，若旋转速度不超过1500转/分，启动装置能有效地与之配合工作。注：(1)方案2、3、4中的电容要选纸介油浸电容或金属化电容等无极性电容器。 耐压最好是600V以上的。(2)方案2、3、4中，如电机转速太快，可加大负荷， 或减小容量；如太慢，可减轻负荷，或增大容量，必须经多次试验调整。(3)改后的功率明显比原机小，在使用时必须留有余量。由于农村电网线路质量差， 电线线径偏细，或接头多。在电机工作时，请测量电机盖内接线柱的电压，如低 于200V,必须查明线路。否则电机发热严重，也易损坏电容，以及电机无力。 以上是我们的经验。愿共同交流，相互提高。三相异步电动机(380V)改接在220V单相电源中

22、使用最简便方法有两种：一是电容 移相法；二是电感电容移相法。问题中提到的发热快、电容易损是改接方法错误 或所用电容不合适而造成的。下面分别介绍：1 电容移相法 如果三相电机属“ Y形接法，改接方法见图1。所用电容C的容量C=2800l / U(uF)，式中：I是原电机额定电流，单位“ A”； U是现单相电源电压,单位“V,通常取220。屯容器耐压应为(根2*U)以上，通常取400V。如果三相电机属“”形接法，改接方法见图2。也就是将三角形顶点的两个接线端焊开，串入一个工作电容 cvy同时再并联一个启动电容 CS其中CW 的容量为CW=X10 6次方/ (440*314)(uF) ，I仍为原电机

23、额定工作电流，单位“ A”，CS的容量为CS=(3. 23. 6)CW 两电容耐压均要求在 450V以上。图2中K2为外设离心开关，也可用10Q的彩电消磁电阻代替，但启动力矩稍小。2.电感电容移相法此法适用于3kW以上三相电机。(1)若三相电机属“ Y形接法，可按图3接入一个电抗器，电抗器的电感量L=1. 5U (2次方)/ 2 nf-sin(60度- )，单位“毫亨”。式中u为单相电源 电压，一般为220V; f为市电频率，一般为50Hz;为电动机额定负载时的功 率因数角。（2）若三相电机属“”形接法，可按图 4接入电抗器和电容器。电抗器电感量 选取公式同上，但工作电容 CW=S sin（6

24、0度+ ） X 10的6次方（1 . 5 x2 n fU2 次方）（uF） ;CS=（3.23.6）CW式中，S电动机原额定视在功率，单位“ W ; f、U的意义同上。有必要指出，上述方法中各电容器一定要选交流油浸电容器。三相电机改接成单 相运行后，输出功率将降为原来的 70%以下。近年来，从城镇厂矿退役的电动机，因价格便宜，陆续流入农村。但由于农户家 中普遍只有单相电源.要使用三相电动机带动机械设备就显得十分不便。且又存在三相电动机改制单相电动机成功率不高的问题。本人只是出于业余爱好，想对家电维修今年第5期46页征答中的问题，逐一与广大同行及这位征答先生 共同讨论，限于本人经验少，水平低，烦

25、请各位同行对于文中的不妥之处，予以 指正，在此顺表谢意。一、问题的讨论征答问题四是三相电动机改为单相电动机普遍存在的一个问题。对于第一个小问题（问题原文略，以下同样），这是必然性的问题。即便是成品 的单相电动机，其带动负载的性能较功率相近的三相电动机也要差一些。这就好比三个年轻力壮的小伙子，共同负担 100公斤的负载每人只平均负担 33. 33 公斤；如果减去两个人，由一个负担，则这个人就显得“劲”小了（其实不是这个人“劲”小，而是这个负载对于一个人来说，量加重了）。因为你把“三相”电动机改成了“单相”电动机，“劲小”是很必然的事情。由于单相电动机使用方便，构造也较简单，但效率和功率因数低，所

26、以这种电动 机仅仅适用于功率要求不大的机械设备上，如手电钻、鼓风机、电风扇等。 第二个小问题。如果将改造后或成品单相电动机应用于三相电动机的配套机械， 当负载量未减时，那么发热快就是必然的。因为这时对这台单相电动机来说， 是 负载加重了。应当减小负载量的三分之一甚至二分之一。当减轻负载后，若启动不易和发热的问题仍无改善，则表明起动所用的电容或电 阻（或启动绕组）参数与实际不合，可调换数值不等的电阻或电容一试，一般就能 解决问题。如果问题仍无法得到解决，则应增加启动绕组圈数。这一步改造很麻 烦，需要根据电动机功率计算出启动绕组的圈数和线径。还必须拆掉原绕组。这 是很不合算的。而且其计算过程复杂，

27、限于篇幅。读者可参阅有关书刊，这里就 不赘述了。第三个小问题，这里给出河北人民出版社 1972年版农村电工教材（上册、以 下称教材）中如图1所示的三种改进电路。其中图1（a）、（b）为带离心开关 形式的；（c）为不带离心开关形式的。如果这位先生未采用这种改造电路形式， 不妨一试效果。第四个小问题。关于所配电容易损.首先应考虑电容器的耐压是否大于 1.5倍（包 括1.5倍）以上的额定电压：其次是容量是否太小（因为启动电流较大），这要由 试验决定。实际中还没有总结出计算启动、 工作电容的简便公式。表1给出上述教材中的“单相电动机启动电容和工作电容范围参考表”供参考。电机常见故障原因分析及解决办法-

28、电机使用常识资料电机绕组局部烧毁的原因及对策1由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带 有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生 一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。内容是电一族网收集于网络相应对策：尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象； 检修时注意搞好电机 的每个部位的密封，例如在接线盒等处涂少量 704密封胶，在螺栓上涂抹油脂， 如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩； 对在此环境中运行的电机 要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。2由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度

29、急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严 重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁， 特别是跑内圈故障会造成转轴 严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干 净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引 起温升过高烧毁轴承。轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度 超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直