高壓(yā)電動機滾動軸承故障的分析與預防

2014-08-04

權(quán)世成
(青海橋頭鋁電有限公司)
  滾動軸承故障是影響高壓電動機正常運行和發電機組可靠供電的重要因素之一。綜(zōng)合(hé)分析高壓電動(dòng)機軸承故(gù)障原(yuán)因,提高高壓電動機檢修質量,作好軸承運行中診斷分析是預防高壓電動機軸承故(gù)障(zhàng)的重要措施。
  青(qīng)海(hǎi)橋頭鋁電有限公司現裝5台125MW火力發電機組,為(wéi)鍋爐重要輔機拖動的高壓電動機共(gòng)40台。從2006年10月至2008年4月,高壓電動機運行中軸承故障14次,電動機滾動(dòng)軸承故障成為(wéi)影響電動機正常運行和發電機組(zǔ)可靠供電的重要因素之一。
  電動機滾動軸承故障類型及原因分析
  分析電動機滾動軸承故障的類型和原因如下:
  1.軸承抱死
  電動機軸承抱死是指軸承在運行中(zhōng)由於質量、潤滑、裝配等原因引起軸承運轉失靈,軸承內摩擦使其急劇發熱,Z終使軸承內圈與外圈相互卡死。由於高壓(yā)電動機輸入功率較大(dà),軸承抱(bào)死將造成轉子軸頸拉傷,嚴重時(shí)導致轉軸彎曲(qǔ)、端蓋變形(xíng)甚至轉子掃膛。造成電動機軸承抱死的(de)主(zhǔ)要原因為:①軸承質量不好,軸承滾道和滾動體(滾珠或(huò)滾柱)表麵(miàn)金屬起皮或擠裂。②軸承內圈與轉子(zǐ)軸頸配合過緊或組裝(zhuāng)不規範,造成(chéng)軸承(chéng)部件的(de)磨損、發(fā)熱,加劇(jù)軸承老化。③軸承潤滑脂選用不當(dāng)或潤滑脂變質、流失造(zào)成潤滑不良。④其他(tā)原因造成的電動(dòng)機振動值超標,致使軸承磨損、老化。
  2.軸承保持架磨損
  軸承在高速運轉時保持架與滾動體將產生(shēng)碰撞、磨損,造成保持(chí)架鬆動,嚴重時會造(zào)成保持架鉚釘斷裂,潤滑條件惡化,直至軸(zhóu)承抱死。造成保持(chí)架磨損的主要原因為:①軸承質(zhì)量存在缺陷。②軸承安裝不正,軸承內(nèi)外圈運行軌道偏離(lí)。③機械偏心等造成振動磨損。④軸承潤滑不良(liáng)。
  3.軸承走套
  軸承內圈與轉子軸頸之間(jiān),或軸承外圈與端蓋軸承室之間發生相對移動稱之為軸承走套。當軸承走套時會造成轉子軸頸或端蓋軸(zhóu)承(chéng)室(shì)的磨損、軸承過熱、電動機振動和噪聲加劇。造成軸承走套的主要原因為:①軸頸拉傷或磨損(sǔn),圓度變壞。②端蓋軸承室磨損。③軸承與軸頸(jǐng)或軸承室的配合過鬆。④電(diàn)動機軸伸彎曲或電動機(jī)與機械轉軸偏心等造成振動磨損(sǔn)。
  4.軸承過熱
  電動機轉(zhuǎn)軸變形、磨損(sǔn),電動機軸承、端蓋裝配不當一般會造成軸承過熱;潤滑脂變質、黏度過高、缺油或油脂過多也會造成溫(wēn)度升高;同時也應(yīng)綜合考慮電動機本體和環(huán)境溫度(dù)的影響。
  電動(dòng)機滾動軸(zhóu)承故障的預防措施
  (1)預(yù)防高壓電(diàn)動機滾動軸承故障,首先應(yīng)確保電動機檢修質量
  其主要措施如下:
  1)嚴格控製軸承質(zhì)量。軸承安裝前嚴格進行外觀檢查,並測量(liàng)軸承徑向遊隙、軸承內外徑均應(yīng)符合規定要(yào)求;同時應保證(zhèng)軸承進貨渠道,嚴防非(fēi)正規軸承流(liú)入。滾動軸承徑向遊隙參照GB/T 4604-2006。
  2)電動機大修或機械(xiè)故(gù)障後檢修時,應檢查轉子的軸伸、軸頸、端(duān)蓋軸承室的磨損和變形情況。
  機械故障後(hòu)或大修時的電動機,應在車床上對轉子的軸伸、軸頸圓度進行機械測(cè)量,以(yǐ)檢驗軸伸彎曲(qǔ)和軸頸表麵磨損情況。軸伸圓(yuán)度應保持在0.02~0.05mm,軸頸圓錐度不大於0.01mm。
  端蓋軸承室可以通過外觀檢查和直徑測量檢查其磨損情況,其磨損量應小(xiǎo)於0.1mm,有條件時可以進行同心度校驗。
  軸伸彎曲和軸頸、軸(zhóu)承室磨損嚴重時應進行加工處理。加工尺寸應按公差標準選取。軸伸與聯軸器的配合代號參照(zhào)GB4772.1~2電動機尺寸及公差,軸頸、軸承室與軸承的配合(hé)參(cān)照GB/T 275-1993滾動軸承與軸(zhóu)和外殼的配合。
  3)正確選用與安裝軸承。高壓電(diàn)動機滾動軸承大多采用Cm遊隙,即普通遊隙。但電動機(jī)運行中考慮到溫升(shēng)、機械部分振動,以及軸承運轉的實際(jì)情況,可以(yǐ)考慮(lǜ)采用較大的C3遊隙。
  軸承更換時,除對軸承的常規檢查外,還應用千分(fèn)尺測量軸頸與軸承內(nèi)圈配合尺寸,保證其配合緊力在0.02~0.03mm。超出這一(yī)範圍軸承(chéng)安裝困(kùn)難,且易造成軸承(chéng)徑向遊隙吃緊和軸承發熱,緊力太(tài)小則容易造成軸承走套和(hé)軸頸磨損。
  同時,應測量端蓋(gài)軸承室與軸承外圈直徑,保證其有一定的配合緊力,以避免軸(zhóu)承走套及軸承室的磨損。經驗表明,軸頸與軸承內圈、端蓋軸承室(shì)與(yǔ)軸(zhóu)承外圈直徑的配合緊力(lì)為0.02mm時為Z佳,即軸頸的直徑大於軸(zhóu)承內圈直徑0.02mm,端(duān)蓋軸承室直徑小於軸承外圈直徑0.02mm為Z佳配合尺寸。
  軸承加熱時應保證加熱均勻,避免軸承局(jú)部回火。軸(zhóu)承用油加熱時,軸承不能與油桶底部直接接觸,加熱到90~100℃並恒溫約10min。軸承加(jiā)熱後手(shǒu)動推入到軸頸,嚴禁敲擊裝配(pèi)。軸承裝配後應自然(rán)冷卻,然後進行清洗。
  新軸承都塗有緩蝕劑,並不起潤滑作用,所以新軸承使用前必(bì)須徹底(dǐ)清除(chú)緩蝕劑,一般油劑緩蝕劑可以直接用汽油進行清洗。軸承清洗後轉動靈活,無雜音和卡澀,檢查滾道(dào)和滾(gǔn)動體無鏽斑(bān)和(hé)劃痕;運行中的軸承清洗幹淨後(hòu)應仔細檢(jiǎn)查確認滾道和滾動體無損傷(shāng)和變形。
  4)潤滑脂的選用。選用(yòng)在銘(míng)牌中推薦的軸承潤滑脂。電動機在使用中,也(yě)可以根據電動機的設計和運行工況選擇適當黏度和抗氧化(耐高溫)性能的潤滑脂。
  檢修後電動機應按照標準加入潤滑脂。更換潤滑脂時必須將舊(jiù)潤(rùn)滑脂清洗幹淨,新加(jiā)潤(rùn)滑脂(zhī)牌號必須正確,不同牌號的(de)潤滑脂禁止混用。潤滑脂加入量可控製為:3000r/min轉速的電動機加(jiā)入1/3軸承腔,1500r/min轉速的電動機(jī)加入1/2軸承腔。運行中軸承應按其維護說明進行補油,補油時(shí)注意檢查排油的油質變化情況,出現(xiàn)異常時應及時(shí)采取相應措施。
  (2)預(yù)防高壓電動機滾動軸承運(yùn)行中的故障(zhàng),應積極做好軸承運行的狀態診斷與分析高壓電動機一(yī)般是大功(gōng)率、高轉速、長周期、強振動等(děng)工(gōng)況條件下(xià)運行,現場的狀態診斷分析比較困難。運行(háng)中常用的檢測方式為測溫、測振、聽診三種(zhǒng)。
  電動機測溫、測振是借助儀器對其運(yùn)行(háng)溫度和振動幅值進行檢測。紅外線測溫儀、測振儀現場(chǎng)運用較廣,檢測方法不再贅述。電動機聽診是使用專用聽針或聽(tīng)音棒,在(zài)電動機端蓋軸承處(chù)聽取軸承運轉的聲音,用來分析判(pàn)斷電動機運行的狀況。電動機(jī)聽診是現場判斷電動機運行狀況Z簡便有效的方法,但需要檢修人員長期的檢修經驗積累。
  作為檢修維護人員應熟(shú)練掌握(wò)電(diàn)動機測溫、測振(zhèn)和聽診的基本方(fāng)法,能準確(què)甄(zhēn)別電動(dòng)機運行時(shí)軸承的聲音和(hé)外部噪聲,根據軸承出現的異常聲音,結合電動機溫度(dù)、振動值變化情況進行綜合分析,準確地分析電動機及軸承運轉的狀況,及時采取處理措施或安排檢修(xiū),從而有效避免不必要的浪費和(hé)損失。舉例如下:
  例1:某排粉機電動機運行中負荷側軸承溫度突然由58℃升高至72℃,測量電(diàn)動機本體及非負荷側溫度正常,各部位振動值正常,負荷側軸(zhóu)承出現間歇性“咕咕”聲,綜合判斷為軸(zhóu)承缺少潤滑脂。對負荷側軸(zhóu)承及時注油1h後,溫度明顯下降,7日後運行中補油(yóu)1次,其後該電(diàn)動(dòng)機持續運行多月,負荷側軸承溫度穩定在60℃以下。
  例2:某排粉機電動(dòng)機起動後負載情況下振動幅值超標,負荷側水平振(zhèn)動幅值達0.14mm(雙振幅值,下同),電動機底角振(zhèn)動幅值均為0.10mm,排粉機軸承座水(shuǐ)平振動幅值為0.11mm。測量電(diàn)動(dòng)機本體及兩側軸(zhóu)承(chéng)運行溫(wēn)度正常,軸承聲(shēng)音均勻,無異音。綜合判斷電動機振動為排粉機機械異常引起。排粉(fěn)機停運後檢查軸承及軸承座,核對機械中心,重新起(qǐ)動後電動機(jī)負荷側水平振(zhèn)動幅值降為0.05mm,電動機恢複正常(cháng)。

來源:《電氣時代》2010年03期
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