輸油泵機組電機軸承抱死問題分析及處理對策

蔣東華

摘 要：電機軸承是保證輸油泵機組穩定運行的重要部件。在分析輸油泵機組電機軸承維護與保養的重要作用的基礎上，以具體的工程實際案例為對象，對輸油泵機組電機軸承抱死的原因進行了詳細分析。最后，以軸承抱死的原因為依據，提出了相應的處理對策，為輸油泵機組的正常穩定運行提供對應的參考。

關鍵詞：輸油泵 電機 軸承抱死

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0047-02

輸油泵機組是原油輸送設備運行過程中的重要設備，保證輸油泵機組的持續穩定運行是確保原油輸送穩定的重要途徑。輸油泵電機是油泵的動力來源，而軸承是保證電機得以正常運行的重要構件。在實際的工程應用過程中，輸油泵電機在長時間運行之后，容易因為散熱、結構失效等問題而導致電機軸承出現抱死的情況，嚴重影響了原油輸送的順利開展。

1 輸油泵機組電機軸承維護與保養的重要作用

輸油泵機組電機軸承發熱或者軸承抱死時，存在著維修困難的問題，尤其是對于一些大型的電機，其維修工作尤為困難。如何保證軸承持續、安全可靠運行，成為了確保電機可靠性的工作核心。由于軸承是易損部件，加之滾動軸承中的滾珠能夠在滾道當中自如地旋轉，在高速旋轉工作過程中容易出現故障。若工作過程中軸承外套在外力擠壓作用下，軸承的游隙將減小，從而影響軸承的穩定運轉。另外，因為軸承外套的線膨脹系數一般大于軸承端蓋、軸承套（鑄鐵件），且運行過程中軸承外套的溫度較高，使得室溫情況下外套會在軸承室發生對應的蠕動，而在運轉的熱態下卻難以產生蠕動。這使得其難以消化由于轉子熱膨脹而在該處產生的力，一旦軸承承受額外的軸向、徑向力作用，將導致軸承損壞。一旦電機軸承損壞，將使得軸承溫度快速上升，從而使得電機出現抱死現象。而電機此時依然有旋轉力作用，從而導致電機的漆包線出現過流、過熱的情況，最終導致電機線圈燒壞。

2 輸油泵機組電機軸承抱死原因分析

2.1 輸油泵機組故障案例

某輸油泵機組電機在夏季高溫時出現了軸承抱死現象，在將電機拆解之后，發現軸承的外表存在變色的潤滑油脂，用手轉動軸承時發現完全被卡死，打開軸承端部的密封蓋之后，可以發現軸承的內部顏色已經發黑，剩余的油脂已經完全碳化。另外，還發現油脂中存在一定的碎屑，軸承的保持架斷裂。

2.2 軸承抱死故障原因分析

在故障發生之后，通過對機組運行過程的監控，發現電機運行后負載的波動并不明顯。在發生軸承抱死故障之前，輸油泵的運輸負載也沒有明顯調整，電流一直處于穩定狀態，這表明軸承抱死故障并不是負載變化造成的。因為電壓過高或者過低都會造成電機的運行電流偏大，從而使得電機產生不正常的溫升，但是從機組配電室的電壓記錄數據來看，系統電壓波動均處于正常范圍之中。

最后，發現電機的上部設置有一擋塵蓋，在檢修的過程中發現上部的進風罩位置容易積聚油污，將其清除干凈之后發現風量并不明顯，電機工作溫度也沒有明顯變化。在夏季高溫環境下，氣溫明顯升高，加之電機自身發熱較為明顯，使得電機的運行工況明顯變差。在幾次緊急檢修過程中都發現風扇側軸承沒有潤滑油（認定因為缺油導致軸承發熱）。潤滑油的缺失使得軸承摩擦增加，電機溫度明顯上升。電機軸承潤滑脂（3#鋰基脂）因缺乏日常檢查，缺油或油質下降不合格沒有及時發現，值班人員對油質檢查和更換規范理解不到位，導致了抱死故障。

3 避免輸油泵機組電機軸承抱死的有效對策

3.1 保證軸承處于穩定工況

電機在運行過程中因為承受變載荷，導致軸承穩定工作過程中容易承受過大的軸向載荷或者沖擊載荷而導致軸承受到損壞。加之滾動軸承的滾動體在軸承運行過程中運動十分復雜，滾動體繞軸承做線性公轉的同時還會繞自身軸線做自轉運動，一旦承受過大的載荷，將導致軸承的間隙減小，應力增加，軸承的摩擦增大，溫度迅速增高，導致軸承發熱異常，潤滑油油膜無法建立。通過控制電機的工作工況，使得工況載荷保持持續穩定的狀態，能夠減少軸承過熱現象，從而避免抱死現象。同時，較低的軸承溫度也能夠保證潤滑脂處于穩定工作狀態，不致因為高溫而失效。

3.2 設置合理的徑向間隙

當選擇較小的軸承室徑向配合公差時，因為軸承的外套與軸承室的徑向配合間隙較小，電機在運轉的過程中容易產生大量的熱量，最終將直接傳遞至轉子、軸承上。這會使得轉子在軸向、軸承徑向產生熱膨脹，軸承在軸承室中受到擠壓而不能轉動，導致轉子的軸向熱變形不能得到伸展，在徑向力與軸向力的共同作用下，軸承外套與滾珠、軸承室將發生抱死故障。

而選擇過大的軸承室徑向配合公差時，由于軸承套與軸承室的徑向間隙增加，在軸承運轉過程中會出現“跑圈”“涮套”等問題，使得軸承套與軸承室內徑因為高速摩擦而產生大量熱，同樣會使得軸承溫度迅速升高，造成軸承抱死、燒壞。因此，設置一個合理的徑向間隙是保證軸承穩定運行、避免軸承燒壞的重要途徑。為了獲得合理的徑向間隙，設計人員通常將軸承的內徑公差設置為H5或者H6。當軸承室H5或H6的公差加工至上偏差時，將與軸承套配合形成小間隙配合；當軸承室H5或H6的公差加工至下偏差時，將與軸承套形成過盈配合。因此，在電機軸承徑向間隙的設置過程中，通常將軸承室的公差加工至上偏差，保證其具有合理的間隙，避免因為配合過緊而在發熱工況下出現“抱死”現象。

3.3 其他的處理對策

（1）根據生產計劃合理安排人員進行倒泵操作，電氣維護人員對電機的相關設備進行調整，例如，將電機上的止逆器拆除，這樣可以保證電機平穩運行，在降低噪音的同時，還可以減少工作過程中的沖擊載荷，減小對軸承的損傷。同時，要保證電機不得反轉，在拆裝過程中也必須記清楚線號，以免對機組產生損壞。

（2）在發生故障之后，合理縮短電機的加油周期，從之前的3 000 h修改成為1 500 h，且加油量從每次的80 g下調至70 g。

（3）在加油的過程中，在風扇側因為加油嘴與加油孔相距較遠，使得油槍不容易對轉油嘴，產生偏斜情況，造成漏油、加油管損壞等情況。因此，將加油嘴向外延長至風扇罩的附近，以避免上述情況。

參考文獻

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