楊小波（bō），李博，秦娟娟

（1.蘭州石化設備（bèi）維修（xiū）公司，甘肅蘭州　730060；2.蘭州工業學（xué）院，甘肅蘭州　730050）

 　　摘　要：結（jié）合實際（jì）生產裝置，從電動機結構、工藝、加工手段及（jí）使（shǐ）用維（wéi）護等方麵對防爆電動機的跑套和抱軸故障原因進行了分析和匯總，針對產生故（gù）障的主要因素，提出了減小跑套（tào）和抱軸故障現象的處理措施。

　　關鍵（jiàn）詞：防爆電動（dòng）機；跑套；抱軸；故障分析；處理措施（shī）

　　防爆電動（dòng）機（jī）是在易燃（rán）易爆場所使用（yòng）的一種電（diàn）機，運行時（shí）不產生火花。石化行業日趨發展使煉油裝置大型化、運（yùn）行連續（xù）化，要（yào）求係統運行實現長周（zhōu）期、免維修（xiū）或少維修，因此，防爆電動機就成為上述要求的關鍵設備。但是隨著大型煉（liàn）油裝置類型的不斷增加，所需配套電動機的種類和規格的（de）猛增，致使大型防爆電（diàn）機（隔爆型、增安型和無火花型）的數量也越來越多。大型電動機運作時，由於其所傳遞的功率（lǜ）較大，在傳（chuán）遞力矩的過程（chéng）中，受（shòu）到較大的機械衝擊力，並且在電（diàn）動（dòng）機與裝置連接的各零部件加工精度和安裝工藝未能（néng）達到設計要求時，往往會造成電機（jī）上各部件的機械疲勞損傷，尤其是當軸承等（děng）零部件發生損壞時，電動機出現跑套和（hé）抱（bào）軸等機械故障，將導致電動（dòng）機損壞。本文針對實際煉油裝（zhuāng）置大型電（diàn）動機運行時出現的跑套和和抱（bào）軸故（gù）障現象，對此進（jìn）行原（yuán）因分析並提出（chū）處理方法。

　　1　跑套故障

　　1.1端蓋跑套

　　電（diàn）動機（jī）滾動軸承主要（yào）由四部分組成，分別是內圈、外圈、滾動體和保（bǎo）持架（jià），一般情況下內圈與（yǔ）傳動（dòng）軸的軸承檔配合，隨電機工作一起轉動（dòng）；外圈則安裝端蓋（gài）、箱體等其他支撐物上。端（duān）蓋跑套是由於軸承外圈與端蓋軸承室的配（pèi）合過鬆，因而在電機旋轉時，外（wài）圈在端（duān）蓋中發生緩（huǎn）慢轉動，長（zhǎng）時間運行會在端蓋的（de）配合麵（miàn）上磨出一道溝槽，嚴重時電機就要發生振動（dòng）。

　　某（mǒu）型號電動機的與軸承配合的端蓋（gài）軸承室內徑為200mm，加（jiā）工公差範圍為（-0.014～+0.030mm），若端（duān）蓋軸承室（shì）內徑加工尺（chǐ）寸為200+0.027mm時，電動機出現跑套（tào）現象，即軸承外（wài）圈在軸承室中將隨（suí）著電機的轉動而（ér）緩（huǎn）慢轉動。

　　1.2原因分析

　　配合精度差、結構（gòu）不合理將會影響電動機長周期運行的可靠性。軸承與軸承室的配合為“動配合”，配合間（jiān）隙一般要求在+0.015～+0.020mm之間，形狀公（gōng）差不要求存在士0.005ram的橢圓（yuán）度（dù）和錐度，粗糙度為0.8或1.6。即使在常溫（wēn）下軸承外（wài）徑與軸承室之間留有0.020mm的間隙配合，當電動機（jī）運行溫度超過80℃以後，軸承外（wài）徑的膨脹率要超過軸承室的膨脹率，由原來的動配合變（biàn）成幾微米的過盈配合，也（yě）不會發生跑套現象。

　　實際電動機設備中當端蓋軸承室內徑加工尺寸為200+0.027mm時（shí），動配合間隙過（guò）大，並且檢（jiǎn）測所得軸承室的橢圓度、錐度在（zài）0.020mm以（yǐ）上，加之粗糙度精度不高，故導致軸承（chéng）外圈在軸承室中隨著電機的轉動而緩慢轉動，長時間軸承室（shì）被磨出溝槽，發生跑套現象。

　　1.3處理措施

　　1）保證滿足端蓋機加（jiā）工精度高、形位公差小、粗糙度精度高等設（shè）計要求；

　　2）保證端蓋軸承室與軸承裝配時（shí）的同心度要（yào）求、端（duān）蓋與機座配合端（duān）麵的形位公（gōng）差要求及（jí）配合精（jīng）度（dù）要求（qiú）；

　　3）鑲套法處理。如果磨（mó）損溝（gōu）槽深度在0.2mm以上，先（xiān）將磨（mó）損處（chù）車平，將鑲嵌的鋼套車好，軸承室與鋼套的配合為過（guò）盈配合，配合公（gōng）差為0.03-0.05mm左（zuǒ）右，然後將鑲套打入，再精車鋼套，使內孔符合軸承室尺寸。

　　2　抱軸故障

　　2.1抱軸

　　抱軸是指軸承、軸（zhóu）、軸承蓋、防爆曲路等轉動部件（jiàn）與不轉動部件相互摩擦，產生（shēng）高溫、惡性循環而相互粘連在一（yī）起，使（shǐ）轉子軸不能轉動。由於（yú）防爆結構的軸承室、內蓋、曲路環、迷（mí）宮環及相應的配合要求有較高的垂直度、平行度和同心度等形位公差的（de）要求，在實際的零部件加（jiā）工、檢測手段等不完全能達到（dào）設計（jì）要求，使在電機裝配和運行中，因隔爆間隙小，不利（lì）於散熱使其電機溫度（dù）升高，軸（zhóu）受熱（rè）膨脹（zhàng），致（zhì）使隔爆間隙更小（xiǎo），長期的摩擦發熱直至軸承燒壞、粘結而造成抱軸故障。

　　某煉油裝置三相異步電動機型號為YAA400S1-2-W；功率：200kW；電（diàn）壓：6000V；在切（qiē）換裝置的過（guò）程中發現電動機（jī）後（hòu）端（duān）雜音較（jiào）大，電動機非（fēi）軸伸端溫度急速上升，有冒煙現象，操作（zuò）人員緊急（jí）停車。經檢（jiǎn）測發現電動機非（fēi）軸伸端軸承架沒有散（sàn）架，但無法轉動，軸承與（yǔ）軸承室（shì）發生粘連；非軸伸端內小蓋、鋼套（tào）、內防爆軸（zhóu）承（chéng）蓋發生粘連，抱死在軸（zhóu）上。

　　2.2原（yuán）因分析

　　圖1中鋼套（tào）、內小蓋、內防爆軸承蓋、軸承室、軸承擋油環、軸等零部件（jiàn）構成（chéng）防爆曲路。鑲套處（chù）理後的軸承室（shì）與軸承外圈的配合過盈略大，電動機運行時由於熱膨脹，吃（chī）掉軸承間隙，造成軸（zhóu）承磨損，引起發熱，直至（zhì）軸承（chéng）外（wài）圈和軸承室粘結。

　　如圖1所示（shì）鋼套、內小蓋以及內防爆軸承蓋三者之間（jiān）形成較長的防爆曲路，並且防爆間隙很小。經過鑲套處（chù）理後的軸承室鑲套環高出配合端麵，造成安（ān）裝時軸（zhóu）承室和內防爆端蓋的（de）連接螺栓預緊力不對稱，產生歪斜，導致鋼套、內小（xiǎo）蓋、內防爆軸承蓋相互摩擦，電機在高速運行中溫度加劇（jù）上（shàng）升，引起鋼套、內小（xiǎo）蓋和內防爆軸承蓋燒壞、粘結而造成抱軸故障。

　　2.3處理措施

　　2.3.1軸承內、外徑公差的配合精度

　　軸承內徑與軸檔（dàng）配合及軸承外徑與軸承室內徑的配合過盈略（luè）大（dà），由於熱膨脹致使配合（hé）間隙減小而研傷（shāng）軸承，引起發熱，直至軸承損傷壞，發生抱軸。為此，對軸（zhóu）承室內（nèi）徑和軸承檔外徑的加工尺寸應盡量控製在公差範圍的中間公（gōng）差，根據相關資料得到，軸承室內徑和軸承檔外徑的加工（gōng）尺寸的公差見表1，2。

　　2.3.2軸（zhóu）承的（de）選用（yòng）要求

　　防爆電機的軸承應選用電機專用軸承，其精度、徑向遊隙的選擇將直接影響其使用壽（shòu）命，對於中大型電機用軸（zhóu）承徑向遊隙應大一點，為軸承的熱膨脹留一定的裕度。

　　1）對（duì）於工廠用電機（jī）軸（zhóu）承，選用普通級C3或C4遊隙組別，同步速較高的（de）尤應如此；

　　2）對於要求較高的場合，應（yīng）選用精度（dù）等級較高的C3或C4遊隙組別，對無此精度要求等級（jí）的大遊隙組別軸（zhóu）承，則可依據長周期運行或低噪（zào）聲運行的條件進行選擇。

　　2.3.3軸承本身（shēn）質量要求

　　在軸承製造、裝配、運輸過程中，可能會因多種因素造（zào）成軸承滾道剝離、卡傷、破損（sǔn）、壓痕、異常磨損、燒結（jié）、電蝕、鏽腐蝕等；裝配過程中用力不（bú）均，也可能會引起保持架發（fā）生變形，增加它與滾動體之間的摩（mó）擦，甚至使某（mǒu）些滾動體卡（kǎ）死不能滾動，或造成保持架與內外圈發生摩擦等。解決此類問題的辦法是嚴格遵守軸承使用、保養要求，遵守工藝操作要求。

　　2.3.4軸承潤滑（huá）要求

　　潤滑（huá）油脂的作用是（shì）在滾動體與滾道之間產生潤滑油膜，以減（jiǎn）小滾動摩擦（cā）係數，進而減小（xiǎo）摩擦損（sǔn）耗及軸承發熱，並可防止生鏽、腐蝕等。

　　對（duì）軸承潤滑失效（包括（kuò）潤滑油（yóu）脂選（xuǎn）用不當，潤（rùn）滑油脂內有雜質及嚴重老化（huà））所（suǒ）引起的抱軸，應注意潤滑油脂的選擇和加（jiā）入量，以及潤滑油（yóu）脂的使用和保養。

　　1）不同的軸承類型、結構選用不同的潤滑油脂種類，告訴軸承選用基礎油粘度（dù）高、稠度大潤滑油脂；高負荷時，選擇極壓潤滑脂；軸承中（zhōng）等負荷（hé），則選擇耐磨潤滑脂；軸承保持架含銅等有色金屬，避（bì）免用含硫、磷添加劑的潤滑脂；

　　2）普通軸承（chéng）油脂注入（rù）量為內腔全部空間的1/2-3/4，在易汙染環境、低速或中速，要求全部填滿。

　　3　總結

　　造成電機跑套故障和抱軸故障的原因是多方麵的，解決跑（pǎo）套和（hé）抱（bào）軸問題，需從電動機結構、工藝方麵、加工手段及使用維護等方麵（miàn）人手解決。

　　1）保證滿足端（duān）蓋（gài）機加工精度高、形位公差小和粗糙度精度高；滿足端蓋軸承室與軸承裝（zhuāng）配時的同心度、端蓋與機（jī）座配合（hé）端麵的形位公差及配合精（jīng）度等要求，可防止出現跑套現象；

　　2）軸承室內徑和軸承檔外徑的加工尺寸應盡量控製在合理（lǐ）的公差（chà）範圍之內；按工況選用（yòng）防爆（bào）電機用軸（zhóu）承，確保軸承本身的質量要求；電（diàn）動機運行時保持軸承的良（liáng）好潤滑。

　　參考文獻：

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　　[3]黃（huáng）勝（shèng）.大中型（xíng）異步電動機運行中振動問題（tí）分析[J].江西電力，2004，3（28）：17-19.

來源：《甘肅科技》2014年7月