電動機軸承非典型原因損壞原因分析處理預防措施

葉文杰

大唐安陽電力有限責任公司 河南安陽 455004

1 因電動機找正時大軸前移，引起的軸承燒損

1.1 事件經過

2019 年10 月21 日08:00，2 號爐B 引風機電機電流135A，電機前后端軸承聲音、溫度、振動正常，電機運行正常。

2 號爐B 引風機電機主要技術參數：

08:13 分2 號爐B 引風機電機前端軸承溫度由38℃突然上升，聯系維修部對電機前端軸承進行加油，最高上升到112℃，加油后軸承溫度逐漸下降。電機前端軸承溫度趨勢線如下：

該彈簧片裝在6048M/C3 滾珠軸承和NU1048ML/C3 滾柱軸承的外圈之間，靠內側為滾珠軸承（定位），靠軸伸端為滾柱軸承。

2 號爐B 引風機電機解體后，發現驅動端6048M/C3 型滾珠軸承保持架有輕微損壞，NU1048ML/C3 型滾柱軸承保持架損壞。

更換前端1048MA/C3、6048M/C3 型軸承，更換前端軸承間的彈簧片。

1.3 原因分析

引風機電機運行時，按照廠家說明書要求進行定期加油維護，不存在軸承缺油損壞情況。從日常點檢是軸承聲音可以得到證明。

靠內側為滾珠軸承（定位軸承），靠外側為滾柱軸承，該彈簧片安裝在滾珠軸承和滾柱軸承的外圈之間，如果電機軸發生軸向串動，定位軸承（包括其外圈）會隨軸串動，而另外一套軸承不動，

1.2 處理經過

2019 年10 月26 日2 號機組停運，利用機組停運時間，對2號爐B 引風機電機進行解體檢修，對前段時間電機前端軸承溫度突然升高原因進行分析、檢查。電機解體后，發現驅動端兩套軸承間的彈簧片固定鉚釘部分釘脫，彈簧片損壞[1]。損壞的彈簧片如下圖所示：加裝彈簧片目的在于限定兩個軸承外套之間的位置并使其有一定的自由活動量，可以滿足電機轉軸伸縮膨脹和輕微串動，但如果電機軸出現大幅度的軸向串動，會造成彈簧片受壓變形，變形到一定程度會造成彈簧片固定鉚釘磨損，甚至損壞，彈簧片脫落，彈簧片及其固定鉚釘脫落進入軸承室，引起軸承損壞。此電機運行中測量串動量很小，一般在0.01mm 左右，不存在因大幅度的串動損壞的現象[2]。

分析電機前端軸承溫度高、損壞的原因是，電機地腳固定后，在電機找正時，風機側與電機側對輪間隙過大，連接對輪用螺栓把緊時，引起電機大軸前移距離過大，使彈簧片受壓變形嚴重，長期運行中造成固定簧片的鉚釘損壞、脫落，彈簧圈上的彈簧片脫落，脫落的鉚釘、彈簧片落入軸承滾珠跑道內，引起滾珠、跑道磨損，軸承發熱，造成電機運行中軸承損壞。

對輪未連接時兩對輪之間的間隙約為1cm，如下圖所示：

1.4 防范措施

本次電機檢修就位后，對輪連接前，在電機大軸與油蓋所做記號如下圖所示：用于直觀監視在對輪連接時電機大軸的位移。

為防止在電機找正過程中軸承電機前端兩套軸承間彈簧圈的彈簧片受壓變形嚴重，在電機安裝完畢找正前，在電機前端外油蓋用記號筆做記號，用以檢測在找正過程中電機大軸前移的位移，避免電機大軸在找正過程中電機大軸前移的位移，該位移應控制在1-2mm，左右。采取防范措施后，類似事件在我公司沒有再次發生過[3]。

2 因軸電流引起的軸承燒損

2.1 事件經過

2012 年11 月14 日，發現電機前端軸承振動值偏大，軸承聲音異常。電機解體后發現前端軸承套松動，重新更換軸承。2013年02 月08 日，點檢時，發現電機前端軸承振動值偏大；對電機進行檢查，電機各部位正常。2013 年11 月05 日電機試轉時，發現電機前端軸承聲音異常、溫度80 多度。電機停運后準備更換前端軸承NU232、6232 軸承各一套。

我公司熱網循環泵電機主要技術數據如下：

2.2 處理經過

對電機進行解體檢查，發現轉子驅動端NU232ECM/C36232/C32 套軸承嚴重過熱、變黑，軸承及軸承盒內已無潤滑油脂，軸承盒內套磨出0.5mm 左右的溝槽，軸承盒外蓋止口磨掉1mm 左右，軸承盒內分布著大量黑色鐵末；同時，軸承內套軌道存在大量麻坑，電機本體內外存有大量溢出的黃油，非驅動端NU232ECM/C3 軸承內套軌道上磨出多道劃痕。電機軸承小蓋及軸承盒磨損嚴重。

對電機軸承進行更換，并添加適量潤滑油脂。更換電機端蓋，將電機原來的端蓋更換為絕緣端蓋。

2.3 電機軸承燒損原因分析

從以上兩次損壞的軸承內套看，其軌道上都存在大量麻點。仔細觀察，發現這些麻點都是由放電產生。引起放電的原因是電機轉子存在較大軸電壓，在此電壓下電機產生嚴重的軸電流，電流通過轉子和軸承時發生放電現象，使軸承內套產生麻點，同時放電產生大量的鐵渣等雜物。麻點和鐵渣等雜物使軸承滾珠（柱）的摩擦阻力、振動加大，軸承室內潤滑油會很快變質，軸承溫度迅速上升，軸承壽命大大縮短。在電機首次投運后，曾出現軸承溫度異常現象，此溫度異常與軸電流引起的麻點有關，溫度升高造成了軸承盒與軸承外套配合出現問題，引起軸承與軸承外套相對運動并磨損軸承盒外蓋和內套；同時也使得軸承溫度繼續升高，黃油受熱熔化溢出。由于磨損嚴重，電機驅動端軸承出現位移，造成轉子驅動端與非驅動端不同心，軸承徑向受力不均，致使軸承滾柱與內套磨出劃痕。在第一次檢修時，由于軸承小蓋及軸承盒磨損非常嚴重，電機振動明顯，機械劃傷的痕跡掩蓋了大部分放電麻點，再加上軸電流在電機軸承上引起的燒損事故較少，從而使檢修人員忽略了軸電流的存在。

產生軸電流的原因之一是電機生產廠家在制造電機時，制造的定子、轉子沿鐵芯圓周方向的磁阻不均，產生與電機大軸交鏈的磁通，造成電機運行時生產感應電動勢。由于軸電流或軸電壓不易發現，且發生這種情況的事故不常見，往往是當發生滾動軸承燒損事故時，不會往這方面考慮，一時找不到原因，簡單更換軸承了事。只有頻繁燒損軸承時，才會去往這方面考慮，用電壓表測量便會測出軸電壓，才能發覺到電機有軸電流產生。軸電流產生的原因有：由于磁場不平衡，有與轉軸相交鏈的旋轉磁通存在；當轉子繞組發生接地故障，有接地電流產生時；轉軸上有剩余磁通，起單極發電機作用；鐵芯材料方向性引起磁路的磁阻不均；由靜電引起，但一般靜電電流較小，作用不會太大；設計、制造電機鐵芯時選擇扇形片數與極對數關系不正確。

2.4 防范措施

如果電機軸承溫度快速上升，并且振動增大，需對電機進行檢查，如果空載試運電機，現象沒有好轉，需對電機軸承等進行進一步檢查，電機軸承發生損壞事故，要特別注意檢查軸承表面痕跡，凡是有燒傷、麻點，在拆出軸承檢查時會發現軸承內外圈跑道上有像搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對滾動軸承破壞的重要特征，可以判斷為由軸電流引起的軸承損壞。

防止軸電流產生是避免軸電流燒毀軸承的主要方法，即將軸電流回路切斷，目前我公司已將五臺熱網循環泵電機的非驅動端端蓋更換為絕緣端蓋，有效的切斷了軸電流回路，避免了軸電流的產生。同時為防止軸電壓過高，在電機驅動端對電機大軸加裝接地裝置。采取更換絕緣端蓋、加裝大軸接地后，類似事件在我公司未再次發生過。