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啤嶺機電設備(上海)有限公司

電機軸承溫度相關原因分析

2014-05-07

  一、引言
  滾動軸承是軸及其它旋轉構件的重要支承,是Z早采用專業化大批量生產方式的機械基礎之一。由于滾動軸承的摩擦系數僅為滑動軸承的百分之一到幾十分之一,并且使用維護方便,支承結構簡單,容易裝拆,因而,滾動軸承的使用極其廣泛,并在許多領域逐步取代了滑動軸承。 
  滾動軸承在三相異步電動機中的應用也相當廣泛,所以由于軸承導致的故障在三相異步電動機總故障率中占的比例也較多,據權威部門統計為3/5左右,而在軸承的故障中又以軸承過熱為常見的故障現象。
  二、軸承溫度高的判別
  目前電機生產廠家在電機出廠前軸承溫度是必須檢查的項目,而試驗除了有Z高溫度不超過95℃限制外,對在運行中Z高溫度以下何種情況屬于軸承溫度高還沒有統一的標準,按一般習慣,電機運行1.5~2h后,軸承溫度穩定升溫≤35K便可以認為正常,但軸承運行短時(如15min)上升至65℃或運行1.5h以上超過65℃仍然沒有下降趨勢,及不到1.5h但軸承穩定溫度超過75℃,皆可以視為軸承溫度高(其中65℃、75℃是針對夏季而言,在寒冷的冬天以55℃、65℃為宜)。 
  三、軸承過熱故障現象及解決辦法
  造成滾動軸承過熱有以下幾類主要原因:
  1、軸承的選用
  軸承的質量除與軸承生產廠家的制造工藝、檢測水平有關外,還與軸承鋼的材質、熱處理工藝、煅造加工工藝息息相關。目前國外采用的真空脫氣軸承鋼、真空重熔軸承鋼在國內尚未普及,它們均優于目前國內大量采用的軸承鋼—鉻鋼GCr15及GCr15SiMn。因此,軸承以采用優質進口軸承為宜,如瑞典的SKF、日本的NSK及KOYO、德國的FAG。不過如果在使用前經過仔細檢測、篩選,瓦房店、哈爾濱、洛陽三大國產軸承品牌也是較好的選擇。總之,雜牌及三無產品盡量不要使用,否則對電動機(特別是中大型三相異步電動機)來說將后患無窮。 
  2、軸承受到擠壓
  滾珠或滾子在滾道中能輕松自如地旋轉,是因為它們與軸承內外套間有游隙存在。若軸承套內或外圈受到擠壓,這游隙就要變小。因為軸承游隙的數值很小,所以對游隙的變化很敏感。游隙變小了,軸承滾動體與套圈產生較大的接觸應力,則會增加軸承摩擦發熱。在三相異步電動機的軸承游隙選用上,根據生產經驗,在低壓電機中,2P電機一般都選用C3組游隙,4P電機可以選用C3組游隙或標準游隙,6P及以上則都用標準游隙即可。在高壓電機中,2P及4P電機一般都選用C3組游隙,6P及8P電機選用CM游隙,10P及以上電機選用C0游隙。 
  3、電動機裝配不當導致軸承發熱
  電動機裝配不當導致軸承發熱的也有兩點:(1)端蓋與機座裝配不當,如止口清理油漆不干凈,端蓋螺栓受力不均,使端蓋裝偏等,使軸承發熱。(2)軸承蓋特別是軸承內蓋安裝時螺栓受力不均,使軸承蓋與轉軸相擦而使軸承發熱。為了保證裝配質量,首先要在裝配前徹底擦拭配合面的油污,旋螺栓要對稱旋緊,使每個螺栓受力均勻,轉子轉動靈活,否則要重新調整螺栓再旋緊。另外裝配軸承時Z好用熱套法,因為用榔頭通過銅套筒敲擊軸承的內或外圈(有的裝配工甚至于用榔頭直接敲擊軸承)都會使軸承受力不均勻而損壞軸承。而加熱方法應在烘箱或感應鐵心式軸承加熱器上加熱,不可以用油煮加熱,因為油煮時會把機油滲入到軸承內部與潤滑脂混合,使潤滑脂變質。加熱時溫度控制在100℃以內,因為潤滑脂不許超過100℃,否則會流出。 
  4、軸承的潤滑
  首先軸承潤滑脂牌號要選用正確,一般情況下,低壓三相異步電動機用ZL-3號鋰基脂的較多,高壓三相異步電動機用BHP高溫耐壓2號鋰基脂較為合適。軸承裝配涂潤滑脂時,一定要把潤滑脂用油槍擠嵌進軸承的滾道內,而且潤滑脂量一定要擠滿,因為擠進去的潤滑脂正是軸承工作時生成油膜的來源,有的裝配工在給軸承涂潤滑脂時軸承兩邊涂的很多,而滾道內卻忽視不擠進去,裝配好電機一試驗,發現電機軸承有空響聲并伴發熱癥狀。其原因就是潤滑脂沒擠進軸承滾道而使軸承干磨。其次是加油脂量的多少,試驗反映,油量過多或過少皆不合適。太多會導致軸承發熱,太少則軸承響,起不到潤滑作用,同樣要發熱,所以只能適量而已。一般規定油脂量2P時為軸承室的1/2,4P及以上時為2/3。再次潤滑脂一定要保持清潔干凈,不得變質或混入雜質。有一臺YJL450-12 380V IMV2安裝電機,在對圓柱滾子軸承涂潤滑脂的時候不小心混進了一顆很小很小的砂粒,等電機試驗時發現電機軸承振動并發熱,拆檢時發現軸承內圈上每隔一滾子圓周周期就有一明顯凹槽痕跡,原軸承只能報廢而更換一個新軸承,就因為裝配時不小心混進一顆小砂粒而損失幾百元,這和飛行中的飛機被一只小鳥撞上發動機的葉輪而墜毀同樣悲愴。
  4、機械負載的影響
  機械負載對電機軸承溫度升高也有很重要有影響,在此不多作探討。
  四、結論
  軸承是三相異步電動機上極為重要的零部件,而且軸承又是極為嬌貴的,我們只有從軸承的選用、軸承的裝配及運行現場等過程中層層把關,嚴格按照正確方法選用軸承,三相異步電動機的軸承運行溫度就會得到有效控制。