三相異步振動(dòng)電動(dòng)機(jī)故障淺析

李斌，趙久魁

新鄉(xiāng)市通用電機(jī)有限公司 河南新鄉(xiāng) 453000

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)是動(dòng)力源與振動(dòng)源結(jié)合為一體的激振源，振動(dòng)電動(dòng)機(jī)是在轉(zhuǎn)子軸兩端各安裝一組可調(diào)偏心塊，利用軸和偏心塊高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力獲得激振力。振動(dòng)電動(dòng)機(jī)利用率高、能耗小、噪音低，其激振力可以無(wú)極調(diào)節(jié)，使用方便，廣泛應(yīng)用于振動(dòng)機(jī)械，如振動(dòng)破碎機(jī)、振動(dòng)篩分機(jī)、振動(dòng)打包機(jī)、振動(dòng)落沙機(jī)、振動(dòng)提升機(jī)等。振動(dòng)篩目前已廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、煤炭、水利等行業(yè)，以完成各種不同的工藝過(guò)程，如物料的篩分、分級(jí)、洗滌、脫水。選礦作為采礦和冶煉的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，其效率不僅直接影響生產(chǎn)率，而且對(duì)國(guó)家資源的合理利用產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

振動(dòng)篩工作時(shí)，2 臺(tái)振動(dòng)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行，但旋轉(zhuǎn)方向?yàn)?1 個(gè)正轉(zhuǎn)、1 個(gè)反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動(dòng)篩網(wǎng)做縱向運(yùn)動(dòng)，使其上的物料產(chǎn)生周期性向前拋射，從而完成物料篩分。振動(dòng)篩適宜采石場(chǎng)篩分砂石料，也可供選煤、選礦、建材、電力及化工行業(yè)做產(chǎn)品分級(jí)。

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)雖然是三相異步電動(dòng)機(jī)，但又有獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)，由于使用工況及現(xiàn)場(chǎng)人員的認(rèn)知不夠，造成電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法準(zhǔn)確、快速地找到故障原因，耽誤生產(chǎn)及造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，針對(duì)這一現(xiàn)象，筆者結(jié)合實(shí)際使用情況淺談一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

1 過(guò)載

1.1 地腳螺栓松動(dòng)

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)地腳螺栓固定在振動(dòng)篩上，對(duì)稱分布在振動(dòng)設(shè)備兩側(cè)、上部或一端，且傾斜一定的角度。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，物料在一定的振幅下按給定方向向前做拋射運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)一個(gè)方向的力抵消，另一個(gè)方向的力使物料向給定方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行物料篩分。振動(dòng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后，由于安裝時(shí)地腳螺栓擰緊力不足或電動(dòng)機(jī)地腳平面與設(shè)備接觸安裝平面不平，使地腳螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，導(dǎo)致電流急速增大，嚴(yán)重時(shí)燒壞電動(dòng)機(jī)。

1.2 卡料

振動(dòng)給料機(jī)物料的投放是用鏟車把大小不一的石塊投到給料機(jī)中，在石塊進(jìn)入破碎機(jī)時(shí)，由于設(shè)備進(jìn)料口尺寸是固定的，有時(shí)大石塊無(wú)法通過(guò)，會(huì)造成擁堵，隨著物料的積壓，電流增大，造成電動(dòng)機(jī)過(guò)載。

1.3 過(guò)低頻率運(yùn)行

客戶在實(shí)際使用時(shí)，有時(shí)需要頻繁地調(diào)整激振力的大小，而激振力的大小與偏心塊質(zhì)量、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比。通常調(diào)整激振力需要調(diào)整偏心塊的夾角，夾角越大，激振力越小，反之，則增大[1]。當(dāng)偏心塊完全重疊時(shí)激振力輸出最大。客戶也可以通過(guò)調(diào)整電動(dòng)機(jī)頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)速，調(diào)整激振力。振動(dòng)電動(dòng)機(jī)雖然不是變頻的，但可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)整，一旦頻率低于 30 Hz 或更低時(shí)，損耗就會(huì)急劇增大，電流急劇增大，嚴(yán)重時(shí)燒壞電動(dòng)機(jī)。

1.4 選型問題

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型是依據(jù)參振質(zhì)量、工作形式(直線運(yùn)動(dòng)、圓運(yùn)動(dòng))、物料 (干的或含有水分等) 篩分進(jìn)行選型的，因此激振力要留有足夠的安全系數(shù)。不同工況需要的振頻不同，比如振實(shí)臺(tái)和倉(cāng)壁振動(dòng)器需要振頻高一些 (2 級(jí))；脫水篩、振動(dòng)落砂機(jī)、直線篩用 4 級(jí)，有的用 6 級(jí)。由于振幅與振頻有關(guān)，如果振頻與振幅不匹配或激振力選的不合適，會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。

1.5 變頻器控制距離過(guò)遠(yuǎn)

隨著振動(dòng)篩智能化的發(fā)展，遠(yuǎn)距離控制成為可能。由于配電室或數(shù)據(jù)中心距離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，振動(dòng)電動(dòng)機(jī)是通過(guò)變頻器控制運(yùn)行的，當(dāng)距離大于 60 m時(shí)，變頻器輸出信號(hào)失真，變頻器顯示頻率為 50 Hz，電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行在低頻，或無(wú)法正常啟動(dòng)。由于距離較遠(yuǎn)，監(jiān)控人員不知道，造成燒壞電動(dòng)機(jī)，在變頻器輸出端增加阻抗器可以解決這一問題。

2 軸承抱死

2.1 振動(dòng)篩 4 個(gè)支撐點(diǎn)水平誤差大

振動(dòng)篩有 4 個(gè)支撐點(diǎn)，每個(gè)支撐點(diǎn)安裝相同規(guī)格和數(shù)量的彈簧，且彈簧的位置高度一樣，但實(shí)際安裝存在誤差，如果誤差超過(guò)一定的范圍，物料就會(huì)向一側(cè)堆積，造成一側(cè)偏載。兩側(cè)的電動(dòng)機(jī)是對(duì)稱安裝的，規(guī)格大小一樣，由于物料的偏載[2]，一側(cè)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大，軸承溫度急劇升高，潤(rùn)滑脂因軸承溫度升高而快速稀釋流失，軸承內(nèi)部油膜遭到破壞，軸承在無(wú)潤(rùn)滑的情況下運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)電流增大，線圈溫度增高，最后導(dǎo)致軸承抱死。

2.2 兩端偏心塊夾角調(diào)整不一致，導(dǎo)致兩端軸承受力不均勻

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用前要把兩端的偏心塊調(diào)整成一致，且需同向調(diào)整，如果偏心塊調(diào)整位置兩端不一致或不是同向調(diào)整，造成軸承兩端受力不均，引起軸承溫度升高，造成軸承抱死。

2.3 油脂選用不當(dāng)或混合使用

軸承潤(rùn)滑的目的是用油膜將滾動(dòng)體和滾動(dòng)面分開，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在滾動(dòng)面形成均勻的潤(rùn)滑油膜，減少軸承內(nèi)部的摩擦及和元件磨損，防止金屬接觸、軸承過(guò)熱等，延長(zhǎng)軸承使用壽命。

潤(rùn)滑脂的選擇是依據(jù)軸承的載荷、溫度等特性，采用耐水性、耐熱性、高速、重載等特性不同的潤(rùn)滑脂。若選擇不當(dāng)，潤(rùn)滑脂易稀釋流失。

不同種類的潤(rùn)滑脂混合使用會(huì)使?jié)櫥男阅馨l(fā)生變化，因此不同牌號(hào)的潤(rùn)滑脂不能混合使用，如果必須混合使用只能選擇相同稠化劑的潤(rùn)滑脂。即使這樣也會(huì)因?yàn)樘砑觿┑牟煌斐刹涣嫉挠绊憽?/p>

2.4 軸承的配合和游隙

安裝時(shí)軸承內(nèi)徑、外徑與軸承室的配合尺寸非常重要，配合過(guò)松，配合面會(huì)產(chǎn)生蠕變運(yùn)動(dòng)，從而損傷軸或軸承室，磨損顆粒一旦進(jìn)入軸承內(nèi)部，就會(huì)造成軸承發(fā)熱失效。

過(guò)盈量過(guò)大時(shí)，軸承內(nèi)部游隙就會(huì)減小，進(jìn)而造成軸承工作游隙減小，影響使用性能。

軸承游隙的選擇很重要，否則電動(dòng)機(jī)容易發(fā)熱。游隙的大小對(duì)軸承疲勞壽命、振動(dòng)、噪聲、溫升和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)精度等影響很大。選擇軸承時(shí)，除了考慮軸承的結(jié)構(gòu)尺寸、承受載荷外，游隙的選擇同樣重要。

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)軸承受徑向載荷沖擊，故軸承外徑與軸承室采用過(guò)盈配合，內(nèi)孔與軸的配合非常重要[3]，否則影響軸承的工作游隙，甚至導(dǎo)致軸承與外圈蠕變、跑外圈或發(fā)熱、游隙減小，造成后軸與軸承燒結(jié)，出現(xiàn)抱死現(xiàn)象。

3 缺相

3.1 接線問題

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)處于運(yùn)動(dòng)振動(dòng)狀態(tài)，引線接頭一定要牢固，由于引線自身質(zhì)量，在高頻次振動(dòng)狀態(tài)下，接頭處易斷開。

3.2 線拉的太緊有死角

振動(dòng)電動(dòng)機(jī)出線電纜承受振動(dòng)，引線在電動(dòng)機(jī)出線根部容易振斷或磨破損傷，所以振動(dòng)電動(dòng)機(jī)不允許有死角或大于 70°的角度，否則容易出現(xiàn)故障。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者結(jié)合振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的使用特點(diǎn)，針對(duì)使用過(guò)程中因出現(xiàn)振動(dòng)而導(dǎo)致過(guò)載、軸承抱死、缺相的現(xiàn)象，分析故障原因，以避免在出現(xiàn)故障時(shí)按普通電動(dòng)機(jī)做出判斷并查找原因，出現(xiàn)較大偏差，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。