引風機電機負荷側軸承頻繁故障分析處理

余家喜，葛明軒

(青海益和檢修安裝有限公司，青海 西寧 810100)

0 概述

某公司2×135 MW發電機組配備有4臺1 400 kW引風機電機，自建成投運后1年多時間內，負荷側軸承頻繁出現運行溫度過高損壞的問題。據統計，截至2013年底累計發生故障19臺次，其中僅2013年故障就累計達17臺次，嚴重影響機組的安全穩定運行。

1 故障簡介

該公司配備的4臺引風機電機負荷側所使用的軸承型號均為23044CC/W33調心滾子軸承，該軸承一般運行2個多月就會出現運行溫度超過監測報警溫度60 ℃且持續升高的問題，最短運行時間不到5天，最長運行時間4個多月即報出故障。

運行檢修人員為了防止軸承抱死事故的發生，不得不停運機組，更換軸承。這不僅嚴重制約機組的安全穩定運行，同時也增加了檢修費用，加重了檢修人員的勞動強度。

截至2013-12-31，引風機電機故障情況統計如表1所示。

2 原因分析

引風機電機負荷側和非負荷側所使用的軸承型號分別為23044CC/C3/W33和C3038調心滾子軸承，負荷側23044CC/C3/W33軸承結構如圖1所示。電機參數如表2所示。

圖1 23044軸承結構示意

表2 引風機電機參數

2列滾子由保持架定位并固定于軸承內軌道，所有滾柱表面均呈圓弧狀，外軌道內部呈凹陷圓弧狀；2列滾柱運行軌跡均勻分布在注油孔兩側，共同承擔徑向負載。軸承正常運行時溫度為35—50 ℃，如果軸承溫度長期在60 ℃以上運行，就可認為軸承處于故障狀態。

對2013年引風機電機17次負荷側故障軸承解體發現，所有軸承的2列滾柱運行軌跡均不同程度地存在軸向竄動磨損現象，其中軸承外軌道竄動磨損軌跡尤為明顯。圖2為具有代表性的2組實拍軸承外軌道竄動磨損軌跡。軸承外圈內軌道側油孔位于軸承外圈正中間。軌跡應均勻分布在其兩側。軸向竄動后滾柱運行軌跡不均勻分布在油孔兩側，右側滾柱負載較重，磨損軌跡明顯。

圖2 實拍軸承滾柱外軌道磨損軌跡

根據該軸承的結構特點分析，電機在正常運行過程中，負載由2列滾子均勻承擔，允許軸向竄動最大不超過0．18 mm。當運行方式發生變化，運行人員正常調整風機風門時，軸向竄動超過0．18 mm，如圖3所示。負載集中到右側滾柱的1—4點，主要由右側單列滾子承載。1—4點內外圈軌道面因潤滑不良出現不同程度磨損，尤其是1，2點處的油膜因承載力過大而變薄甚至消失，運行軌道也發生改變，從而造成滾動體潤滑不良，磨損軌道面引起發熱。

通過以上分析可知，造成引風機電機負荷側軸承頻繁過熱的主要原因為：該調心滾子軸承抗軸向竄動能力差，軸向竄動過大。

3 處理對策

根據該公司設備運行維護要求，單臺引風機電機全年故障次數應控制在2次以內，即保證軸承運行周期不得少于6個月。根據以上分析出的原因，利用機組停運或引風機電機負荷側軸承溫度高需要更換的時機，分別對4臺引風機電機從配件選用和裝配工藝2方面進行如下改進。

圖3 軸向竄動后軸承滾柱受力分析示意

3.1 配件改進

(1) 將原電機負荷側軸套2 mm的膠木墊圈更換為同規格的橡皮墊圈，以提高軸向緩沖空間，減小軸向力的影響。

(2) 將2對輪間隙調整至不小于7 mm，嚴格控制找正精度，進一步提高整個軸系的軸向及徑向緩沖空間，減小軸向力的影響。

(3) 分別在不同的引風機電機上使用FAG和SKF 2個廠商的軸承，添加不同的潤滑脂，對比不同狀況下的軸承使用壽命，確定最佳的組合模式。

(4) 通過對以上3種組合運行方式的跟蹤統計分析(見表3)，將運行周期最長的改進組合方式逐步推廣應用到其他引風機電機上。

3.2 裝配工藝

由于調心滾子軸承既大又重，構造特殊，因軸承外圈左右搖晃，單人安裝時容易發生軸承受力不均、裝配不到位的現象。為保證裝配質量，在裝配時將軸承加熱至120 ℃后恒溫30 min，達到均勻受熱、充分膨脹后，由2人抬起、1人控制外圈，共同配合將軸承推至軸檔位置。

4 結束語

通過1年的摸索實踐，實現了將單臺引風機電機負荷側軸承運行周期不少于6個月的目標。2號爐甲引風機電機運行周期達到了13個月，并且運行溫度比較穩定，因此將該電機的軸承與油脂組合模式逐步應用到其他引風機電機上，取得了較好的效果。

表3 各種組合下的電機運行周期

此次技術改進，降低了故障頻次，節約了檢修費用，減小了檢修人員的勞動強度，產生了良好的經濟效益，為今后處理類似問題積累了經驗。

1 楊志春．引風機電機線圈溫度高分析[J]．電力安全技術，2012，14(2)：60-61．