高速電機抱軸原因分析和解決方法

摘 要：分析高速電機抱軸的原因，提出正確的解決方法，取得良好效果。

關鍵詞：高速電機；抱軸；解決方法

1.問題背景

化工集團醋酸分公司隸屬于中石油大慶油田有限責任公司，成立于2006年12月，現有在冊職工412人，固定資產15.02億元。主要以甲醇、一氧化碳為原料，采用低壓液相羰基合成工藝，生產20萬噸/年優質醋酸。共有設備608臺，動設備就有220臺，其中兩極高速電機占75%以上，主要分布于裝置的各關鍵工序，自2007年開工投產以來，兩極高速電機故障頻出。其中尤其以位于造氣車間脫硫脫碳工序的貧液泵P1504電機最為典型（2臺國產YB450S3-2型防爆高壓電機，功率400kW，電壓6000V，轉速2985r/min），先后兩次發生抱軸事故，嚴重制約和影響裝置的安全穩定長周期運行。

2.問題分析

緊急停機后發現電動機盤不動車，電機軸已抱死。引起電機抱軸事故的原因很多，主要分為內部原因和外部原因。電機的內部原因有：軸承質量不好；潤滑脂質量不好；潤滑脂加入量不合適；檢修工藝不當；電機運行時振動超標；轉子上有軸電壓。電機外部原因主要有：非戶外型電機戶外安裝或用水沖洗電機；電機安裝基礎不牢固；電機周圍環境溫度過高。經解體檢查發現，軸承潤滑脂燒盡，軸承保持架損壞變形，滾子和滑道過熱發藍，軸承座防爆曲路與軸結合處燒結抱死。經分析問題出在以下兩方面：

2.1.該電機軸承選用SKF鋼制保持架，相對于黃銅保持架，其極限轉速有所降低，在同等運行條件下更容易失效損壞。

據軸承有關資料表明，一般情況下，在同種保持架，同種潤滑條件下，隨著軸承型號的增大，其極限轉速相應減小。對于極限轉速與電機轉速接近的軸承，最好不用。2P高壓電機的轉速一般為2970～2990r/min，因受兩極高壓電機軸伸直徑的限制與潤滑條件，軸承只能在NU216—219（柱）與6216～6219、6316～6318（球）中選取。對于6216～6219、6316～6319球軸承，各種保持架的軸承都有較高的極限轉速（≥3400r/min）；而NU216、NU217柱軸承，各種保持架也都有較高的極限轉速，可以任意選擇；而NU218～NU219情況卻不同，例如NSK軸承以黃銅保持架作為標準保持架（后綴M），NU218M、NU219M分別為4000r/min與3800r/min，而鋼保持架（無后綴或后綴為w）軸承，NU218（W）、NU219（w）分別對應為3200r/min和3040r/min；SKF較少供應黃銅保持架軸承，其鋼保持架軸承因設計時適當提高了承載力，故SKF軸承與NSK同型號軸承相比，其極限轉速便有所降低。因此對SKF鋼保持架的NU218、NU219軸承，對兩極高壓電機不宜選擇。

2.2.該電機選用的是國產3號鋰基脂，在品質和數量上可能存在問題。有關資料表明，同等工況下，進口美孚潤滑脂冷卻潤滑作用明顯優于國產潤滑脂。

電機在建立油膜運行一段時間后，潤滑油粘度會下降，再加上負載或配合的不良影響，軸承磨損加劇。軸承的磨損又加速了配合面的磨損，形成惡性循環，很快造成軸承失效。兩極高壓電機規定，每運行2000h應加潤滑脂10～20g，注入新潤滑脂后，軸承建立新的油膜，從而延長軸承的使用壽命。規程規定高壓電機因軸承較大，應使用粘度較大的3號潤滑脂，不同牌號的潤滑脂不能混用。

2.3.軸承配合狀況不佳

軸承配合的狀態是否正確，也直接影響到軸承的溫度、振動、竄動，從而影響軸承的壽命。各個不同廠家、不同機型有可能采用不同的配合制度，再加上加工的誤差，因此不同的電機其軸頸和軸承室的極限公差就不一樣。在檢修電機時，應該檢查電機軸頸和軸承室的實際尺寸，從而為選用合適的軸承提供依據。針對不同的配合，要選取不同游隙組的軸承，而并非是有些人認為選用C3游隙組的軸承最好。如軸承內外圓為m5/Js6配合的情形，采用普通游隙軸承，軸承溫度大部分偏高，此時采用c3游隙組軸承溫度可以得到控制；對于m5/H7配合的情形，采用普通游隙組軸承，軸承溫度多能得到有效控制；對于采用較多的k6/H7的配合，當軸加工走下差時，若軸承內徑走上差或接近上差，極有可能出現跑內圈的情形，此時對于定位球軸承，無論普通游隙還是c3游隙都不利于竄軸的控制，而用過松的配合對 軸承溫度降低也沒好處。

3.解決措施

3.1.將該電機使用鋼制保持架軸承更換為帶銅保持架軸承。并對在用鋼制保持架軸承的電機，加強巡檢和維護管理，逐步更換成銅制保持架軸承。

3.2.將該電機所用的國產三號鋰基脂更換為進口美孚潤滑脂。

3.3.加強設備備件物資采購環節的審查關，并嚴把進廠質量關，堅決杜絕不符合標準的設備物資進廠。

3.4.嚴格執行電機加油制度，運行1個月加油 1次，并將原來由操作人員進行設備潤滑的管理模式改為由設備技術員負責對主要設備加注潤滑脂。

3.5.提升裝備技術水平，在電氣專業人員配備測溫儀測振儀的基礎上，重要崗位也配備測溫測振儀，做好事故的早預防早發現。

3.6.加強此類電機的巡檢頻次，由原來的每兩小時一次改為每小時一次，并進行溫度、振動數據采集。

4.啟示經驗教訓

經過以上6項措施的實施，該電機在以后的運行中在未發生過抱軸事故，同時我們吸取教訓，總結經驗。在裝置停車和檢修期間，對存在類似問題其它高速電機按照此五項措施逐步進行了整改，目前分公司所有高速電機工況良好，全部處于完好備用狀態。

造成電機“抱軸”故障的原因是多方面的。解決“抱軸”問題，需要從電機結構、工藝方面、加工手段及使用維護等方面入手改進解決。另外，采用科學的手段，推廣應用設備狀態監測、開展電機軸承運行狀態的預測預報工作。做到及時發現，及時檢查，及時處理，從而減少電機“抱軸”的故障率。

參考文獻：

[1]黃仕年.《化工機器》.化學工業出版社.1984

[2]宋昌才.《電機軸承使用手冊》.化學工業出版社.2009-5-1.

作者簡介：楊建昌（1980.10-）男，陜西西安，工程師，研究生在讀，從事設備管理工作10年。