某高壓水除鱗系統電機軸瓦發熱故障處理探討

趙雙濤

（柳州鋼鐵股份有限公司中板廠，廣西柳州 545002）

0 引言

根據金屬加熱原理，板坯在加熱爐中加熱會發生氧化反應，會生成很厚的氧化鐵皮。另外，金屬在軋制過程中也會產生一層薄薄的二次氧化鐵皮。在軋制過程中，由于氧化現象的存在，不僅會使金屬受到損失，而且在金屬軋輥的輾壓下，一部分氧化鐵皮會被破碎成小片狀自動脫落，另一部分則在輾壓力的作用下被壓入金屬表面，形成夾雜和疤痕，成為影響軋材表面質量的重要因素之一。同時，還會造成高壓水電機軸瓦發熱的故障長期不能有效解決。

1 高壓水除磷系統工作原理及故障現象

高壓水除磷系統主要由4 部分構成：①動力元件，包括電機、液力耦合器、高壓離心泵等；②控制元件，包括最低流量閥、最低液面閥、電動送出閥、高壓止回閥、高壓噴射閥等；③執行元件如噴嘴；④輔助元件，緩沖罐、蓄能罐、過濾器、空壓機、液壓站、潤滑站等。工作時，除磷用水通過自清洗過濾器過濾后由高壓泵加壓，進入高壓管路系統，到蓄能器儲存起來或者由泵直供，以備鋼板除鱗時使用。

中板廠高壓水3#電機自投運以來，一直未能解決前軸瓦溫升高、超過限值75 ℃的問題，只能帶病運行。投入變頻器降速使用，則設備運行狀況非常被動，并影響正常生產。期間對該軸瓦檢修過多次，包括外請某電修公司現場維修，均未能修復、解決。

2 故障排除及處理

經綜合判斷認為，引起電機軸瓦發熱的原因有測溫元件故障、潤滑不到位或油品失效、軸瓦磨損或燒瓦、電機與耦合器安裝尺寸有誤等。

2.1 檢查測溫元件

拆開溫度傳感器用溫水進行檢測，檢查測量值是否準確。檢查結果顯示正常。

2.2 檢查油路及油品

這部分工作主要由兩部分組成：一是檢查油道是否暢通，潤滑是否良好；二是檢查油品各項參數是否達標，雜質是否過多。檢查發現，軸瓦處潤滑油量稍微偏少。采取的處理措施為：增大潤滑管路上的節流板油孔，由Φ3 mm 增大到Φ5 mm。

2.3 檢查軸瓦

（1）間隙測量。圖1 中，a 為頂間隙，b 為側間隙。頂隙檢查（即徑向間隙）的要求：①按圖紙技術要求確定；②圖紙沒做要求的，如果轉速≤1500 r/min，則頂間隙約為1.2d/1000；如果轉速≥3000 r/min，則頂間隙約為2.0d/1000；其他轉速情況下頂間隙約為1.5d/1000。其中，d 為軸徑。

（2）軸瓦與瓦座和瓦蓋的接觸角檢查。這一檢查又可以分為2 種情況：①受力軸瓦，軸瓦與瓦座和瓦蓋的接觸角應大于150°，接觸面積大于70%；②不受力軸瓦，軸瓦與瓦座和瓦蓋的接觸角應大于120°，接觸面積大于60%。

（3）軸瓦與軸的接觸角檢查。軸瓦與軸的接觸狀況用著色法檢查，接觸角度應在60°～90°，轉速高于1000 r/min 的取下限，轉速低于1000 r/min的取上限。接觸范圍內均要求每平方厘米有2～4 個接觸點。

軸瓦檢查結果發現，軸瓦與軸接觸角不夠，接觸點過少且分布不均勻（圖2）。

對此故障采取的處理措施是刮瓦。刮削工作從開始到完成，可以分為粗刮和細刮2 個步驟。

圖1 頂隙檢查示意

圖2 軸瓦與軸的接觸點過少且分布不均

（1）粗刮。粗刮前，細心觀察和分析平面對磨后磨出的接觸情況。粗刮時，要刮去相當厚的切削（去粗皮），所以使用刮削壓力要大些，這樣去屑要快些，刮削時刀痕要連成一片，不可重復，防止弧面高低相差過多。經粗刮后，接觸面達到60%以上，主要目的是保證接觸面角度>60°。

（2）精刮。精刮是刮研的主要的工序，用力要均勻，把已經貼合的點輕輕地、一個一個地刮去，不斷增加貼合面積，以達到所要求的表面質量。每次將軸瓦放在軸上時，用銅棒輕輕敲打，增加軸瓦與軸的貼合，慢慢旋轉軸2～3 圈，觀察接觸面的面積。反復試驗，直到在接觸角度已經接觸面積達到要求。在精刮將要結束時，將潤滑油楔（開瓦口）、側間隙刮削出來，使其達到軸瓦的使用性能。刮好后的軸瓦與端面成45 °來回交叉刮研，間隙均勻（圖3）

圖3 刮好后的軸瓦

2.4 檢查電機的安裝尺寸

2014 年11 月，對電機的安裝尺寸進行檢查，主要檢查電機與液力偶合器的相對位置。檢查結果見表1，結果為正常。

表1 電機的安裝尺寸檢查結果 mm

3 試機

軸瓦刮削好后，應將軸承座上零件清洗干凈，進行回裝。試機前檢查潤滑油路，保證油路暢通，油內無雜質。先人工盤車5～8 圈后空載試機試機，觀察軸瓦溫度上升情況：如果1 h以內溫度趨于穩定，并處正常范圍內，說明運行正常；同時測量軸向、徑向振動值是否正常。反之，重復上述步驟，反復調試直到正常為止。空載試機結束后再帶負荷試機，直到各項參數正常為止（圖4）。

圖4 2014 年11 月試機時電機軸瓦溫度的變化曲線

4 小結

造成本次高壓水電機軸瓦發熱的原因主要有2個：一是節流板節流孔過小造成潤滑油不足；二是軸瓦與軸接觸角不夠且接觸點過少且分布不均勻。通過采取針對性的措施，最終有效解決了該問題，電機軸瓦溫度恢復正常，故障排除。