一起高壓電動機軸承損壞事故的分析和處理

馬永輝　,鄒星光（陜西華電瑤池發電有限公司,陜西　咸陽　713500）

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一起高壓電動機軸承損壞事故的分析和處理

馬永輝,鄒星光
（陜西華電瑤池發電有限公司,陜西咸陽713500）

摘 要：本文對幾臺鍋爐二次風機電動機軸承的損壞事故進行了分析，論述了電動機軸電流產生的原因及對軸承的損害，介紹了如何防止電動機產生軸電流，采取具體應對措施消除了軸電流，取得了較好的效果。

關鍵詞：電動機；軸承損壞；軸電流；消除措施

1　引言

某電廠裝機兩臺200MW循環流化床空冷燃煤發電機組，每臺鍋爐配備兩臺二次風機。該電動機自投運以來頻繁發生電動機軸承振動大，電機運轉噪音大等問題，不得已多次更換電動機驅動端和非驅動端軸承，但運行不到3個月就發生重復的故障。最終經分析確認為軸電流導致的軸承損壞，在采取針對性措施，給電動機非驅動端增加絕緣端蓋后，徹底解決了這個問題。

2　電機軸承損壞現象和原因分析

滾動軸承在中小型電動機中普遍使用，主要原因是滾動軸承維護方便、運行可靠。但軸電流對滾動軸承的損害很大，只要有軸電流存在，就會對滾動軸承的使用壽命造成影響。

該電廠鍋爐二次風機電機為YKK560-4型高壓電動機，定位軸承為單列深溝球軸承6232/C3，非軸伸端軸承為單列滾柱NU232ECM/ C3，軸承均為SKF品牌。

自2012年以來，#1、2鍋爐四臺二次風機電機軸承頻繁出現軸承振動大、溫度高的異常現象，運行中測量軸伸端軸承振動X向達13mm/s以上，Y向達9mm/s以上，電機運轉中噪音較大，軸承運行也有較大異音。

前兩次異常發生后，經停機解體檢查，電機非軸伸端軸承銅合金支架磨損嚴重斷裂損壞，軸伸端NU232內套半邊現搓板狀，6232軸承游隙較大約40s。我們認為故障原因可能是：1、 風機風葉圓周運轉偏心，電機非軸伸端外圈軸線相對偏斜。推力軸承應力集中，銅合金滾柱支架摩擦產生高溫。膨脹不均勻；2、軸承質量不好，有假冒偽劣可能；3、對輪中心存在不同心，偏差大，導致電機軸承受力不均。為此，我們更換了電機軸承的供應商，從SKF地區授權代理商中采購備品軸承，全部更換電機軸伸端和非軸伸端軸承三盤軸承，檢修完成試轉，剛加入運行的電動機振動、聲音、溫度表現正常，兩側軸承振動均小于3mm/s，達到優良水平。

但運行一段時間（－至兩個月）后，軸承振動逐步增大，異音逐步增大。直到振動超標，不得不停下來再次更換軸承。如此反復幾次，我們發現幾次軸承損壞的表現基本一致，即電機兩側支持軸承NU232出現內跑道搓板狀條紋，且軸承游隙變大。經查閱資料，咨詢SKF中國代表處，我們判斷這種損壞現象是典型的過電流腐蝕引起軸承損壞，故障圖片與SKF廠家提供的典型軸承損壞故障圖像完全一致。

因此，我們購置了SKF生產的漏電檢測筆TKED 1，對運行中的電動機兩側軸承進行了現場檢測。TKED1漏電檢測筆是手持式儀器，簡單易用，靠近電機軸承就可以檢測到軸承的放電現象，這種放電現象就是電機軸電壓通過電機的軸承對地放電而引起的，它會造成滾動體和軸承跑道表面出現電腐蝕，潤滑脂降解，從而引起軸承故障，振動增大，噪音增大。

經漏電筆檢測，發現出現過軸承故障的二次風機電動機軸承有明顯放電，1分鐘內檢測到的最大放電次數多達120多次。而其他高壓電動機均未檢測出軸電流的放電現象。這也進一步證明了二次風機電動機軸承損壞就是由于電機軸上的電壓通過軸承向地面釋放時引起軸電流，從而導致軸承電蝕、潤滑脂降解和軸承的最終失效。

3　電動機軸電流故障的特征

通過這幾次軸承損壞事件的分析，我們也總結出了電動機軸電流損壞軸承的特征。即：軸電流會在軸承內外圈的跑道上形成許多搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對滾動軸承破壞的特有特征。嚴重時，軸承的表面還會出現一些麻點及傷痕，甚至出現軸承表面裂紋。同時，由于軸承表面的損傷，使得軸承溫度出現較為明顯的上升，造成潤滑油脂流出。

因此，對于使用滾動軸承的大、中型電機，檢修過程中需要檢查軸承表面痕跡，判斷是否發生了軸電流損傷軸承的現象。

4　電動機軸電流的產生

電動機軸電流產生的原因是軸電壓。而軸電壓是通過電機軸的交變磁鏈產生的。產生軸電壓的原因主要是，電動機轉子和定子槽、鐵心片之間的連接部分和供電電源不平衡造成的，進而造成電動機內部磁通的不平衡。

軸電壓形成軸承電流有兩種基本途徑。一是由于分布電容的存在，使電動機定子繞組和軸承形成一個電壓耦合回路，進而耦合回路將軸電壓傳到大地，形成軸電流。二是電機轉動時，滾珠和滾道之間不斷接觸，軸電壓超過軸承跑道與滾動體之間的潤滑油層擊穿電壓時，使得軸承內外的滾道發生短路，軸電壓就會在軸承上形成很大的放電電流，也就是電火花加工電流，加工電流使得軸承跑道表面出現燒痕。

5　消除軸電流損壞軸承的措施及實施效果

為了有效消除軸電流損壞軸承的現象。我們采取的辦法是將電機一端的滾動軸承與其端蓋絕緣，切斷軸電流的形成回路。為此，我們委托湘潭電機股份有限公司制作了電機非軸伸端絕緣端蓋，在軸承座及端蓋間采用環氧樹脂絕緣材料進行絕緣隔絕處理，驅動端的軸承端蓋未進行更換。

更換四臺二次風機電動機非軸伸端端蓋為絕緣端蓋后，運行中我們繼續采取加強監測，采用SKF漏電檢測筆對四臺電動機每周進行定期檢測，再未測出軸承過電流的現象。

四臺電機絕緣端蓋處理后，均運行正常，電機振動小于3mm/s，軸承溫度小于60℃。運行一個小修周期后，打開檢查發現軸承完好，表面光滑，潤滑油脂狀態良好。

需要特別注意的是，電動機非軸伸端絕緣端蓋采用絕緣材料隔絕了軸承座與端蓋機殼之間的電氣連接，但軸承座排油口及排油管與軸承座和軸承連接，需要在排油孔及排油管與機殼之間采用絕緣橡膠進行絕緣處理，否則功虧一簣，仍然會產生軸電流。

6　結束語

為了有效消除了軸電流對軸承的損壞現象，取得良好的經濟效益和社會效益，需要對電機端蓋進行改造。通過以上改造，希望為相同類型電動機軸承故障的預防和處理提供一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1]SKF維護和潤滑產品——SKF公司.

[2]楊萍.電動機軸電流的危害及消除軸電流的措施[J].包鋼科技,2005,31(4).

作者簡介：馬永輝（1975-），陜西渭南人，碩士，工程師，主要從事：電力生產技術管理方面的工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.014