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淺談高壓電動機軸承檢修及軸承使用壽命
2013-06-17
趙雷
（大唐連城發電廠檢修公司，甘肅省永登縣 730332）
關鍵詞：高壓；電動機；軸承；維護；壽命
1 引言
隨著火電單機組容量的不斷增大，在火力發電企業的生產過程中，大型高壓電動機的使用越來越多，已經成為電力生產輔機系統主要的動力源。隨之而來的是近幾年高壓電動機在運行中發生故障的幾率也顯著增加，這對整個電力生產所帶來的危害和損失也相當大，尤其是大、中型高壓電動機發生故障，嚴重時將造成機組非正常停運。根據對全國各火電廠電機故障的大概統計，高壓電動機軸承損壞或因為軸承損壞而造成的電機故障，占電動機全部故障的三分之二以上，為此本文結合某火電廠300MW機組廠用高壓電動機幾起典型故障，對電動機軸承故障發生的原因及處理方法進行了分析，對進一步提高檢修質量、減少設備檢修維護費用及提高設備的安全運行水平將會起到一定的作用。
2 大型高壓電動機軸承常規檢測方法
某電廠300MW機組的A引風機電機為上海電機廠生產的YKK560-4型、1250kW高壓電動機。該機組投產運行1年多的時間，A引風機電機發生了兩次軸承損壞故障。尤其剛投產2個多月，該電機負荷側軸承損壞，A引風機電機故障跳閘，造成機組非正常停運，給企業帶來巨大的經濟損失。事故發生后，檢修人員對該電動機進行了解體檢查，發現電動機軸伸端軸承燒毀，軸承架、滾子磨損嚴重、脫落，軸承內、外圈局部變為藍色，電動機軸伸端軸承內、外側油蓋燒損。軸承內套與轉子過熱燒死在一起，電動機定、轉相擦，直接造成定子線棒接地損壞，定子鐵芯嚴重變形。該電動機出廠到損壞期間沒有進行過維修，運行時間也不長，還不到對電動機進行加油維護規程要求的時間，一般這種電動機的補充加油周期為2000h；清洗軸承、更換潤滑脂的周期為1年。造成故障的原因為軸承內部缺油，造成軸承燒毀。運行人員在發現電動機負荷側軸承有發熱現象時，由于經驗不足未能引起高度重視，在軸承問題直線上升的情況下，不是及時的緊急停運故障電動機，而是采用觀察的不當措施，延長了故障軸承的運行時間，造成事故擴大。
電機重新投入運行后，檢修人員制訂了高壓電動機預防措施，采取早發現 問題早解決的對策，嚴格執行《電動機軸承加油維護工作條例》，重新明確和強調電動機軸承的補充加油和大修周期。
A引風機電機在運行4個月后，電機出現了輕微的“咕嚕、咕嚕......”異常聲音，就地聽是從電機本體靠近負荷側傳出來的。測量電動機前軸承的振動Z大4至5絲，軸承溫度正常。對電動機外部進行了全面的檢查，異常聲音消除不了，不是負荷側軸承發出的聲音。在隨后的幾周內對電機加強了巡視檢查，發現聲音逐漸增大，但測量電動機前、后軸承的振動、軸承溫度正常。經過多次分析懷疑內部定子線棒護板有松動，申請對電機內部檢查，將電機上部風筒調走，人從上部下去檢查結果未發現問題。只是將懷疑的護板螺栓進行了緊固。投入運行后異音依然存在，而且有變大的趨勢。進一步分析判斷可能是電機內軸承間隙變大，一是電動機因軸承內缺乏潤滑油形成軸承干磨；二是軸承中滾柱或軸承滾道有磨損，因而使電動機軸承室內發出異常的“咕嚕、咕嚕......”。應該是軸承的聲音，以前有過進口的軸承特別是NU系列的軸承有時就是會發出吹哨聲，通過加潤滑油有很大改善。于是對電動機的負荷側軸承進行加油，并在漏油口堆點油上去，結果聲音沒有任何變化，只有解體檢查負荷側軸承。解體檢查果真是電機負荷側軸承有問題，上次檢修發現的滾柱上頭發絲細的小裂紋，發展成滾柱表面脫落，滾道內形成縱向傷痕，其他滾柱也全部損壞，經過更換軸承恢復運行。
該電機運行6個月后，又根據條例要求進行了一次解體檢查，發現風扇側軸承銅保持架有磨損，隨即進行了更換，負荷側軸承未發現明顯異常，仔細對軸承的滾柱檢查發現有各別三個上有細微的小裂紋，軸承間隙符合要求。從運行記錄來看無論是溫度、振動都很好。由于這種軸承價格昂貴，未更換負荷側軸承。電動機恢復運行后正常。
3 大型高壓電動機軸承的故障原因分析
由上述事故分析可看出，軸承壽命對保證高壓電動機的穩定運行起著十分重要的作用。滾動軸承的壽命是指軸承的疲勞壽命，即到軸承滾動表面出現疲勞剝落為止的累計工作小時數或運轉的總轉數，但除正常的疲勞剝落外，還有多種損壞形式，常有磨損、燒傷、潤滑脂失效等，損壞的軸承表現為運轉不靈活，摩擦力矩和溫升急劇增高，振動和發出噪聲，甚至出現軸承卡死而不能旋轉，要掌握影響軸承使用壽命的主要因素，首先對軸承損壞的幾種形式進行分析，找到引起損壞的原因。
（1）軸承的接觸疲勞剝落。在滾動軸承中由于載荷反復交變作用下，有時沖擊負荷大，滾柱（滾子）或內外圈表面由于接觸負荷的反復作用，形成裂紋，并繼續擴展，直至金屬表層產生片狀或點坑狀剝落，軸承在運轉時一旦發生疲勞剝落 ，其振動和噪聲急劇變化，即軸承達到了疲勞壽命，必須更換新軸承了。
（2）軸承的磨損。滾動軸承并非純滾動，滾子與內外圈滾道之間、保持架與滾子，內外圈之間都存在滑動，滑動引起磨損，磨損后滾動表面的表層質量惡化，軸承旋轉精度降低，游隙增加，甚至超出允許值，振動、噪聲增大，要減小滑動磨損則要提供良好的潤滑，在金屬滑動表面之間形成油膜，避免金屬之間的直接接觸，我們盡量改善潤滑，使較大磨損的出現滯后于疲勞壽命，軸承在使用一定程度后，磨損是必然要出現的，軸承輕微磨損后然可繼續使用，但發現聲音、震動、溫度異常，就必須更換軸承，保證大型電動機的安全運行。軸承的接觸疲勞剝落和磨損是不可避免的，軸承不可能永久使用下去，我們盡力避免高沖擊負荷，改善潤滑，提高軸承的使用壽命，減小磨損，使軸承的使用壽命Z大化。
（3）軸承的燒傷。軸承運轉時，其中的滑動摩擦的零部件間，若溫度急劇升高，潤滑脂失效，其表層組織會發生改變，嚴重時發生粘接、卡死，即為軸承燒傷，燒傷是摩擦熱量急劇增加引起的一種瞬時現象，為避免燒傷，主要要改進軸承的設計，減小滑動摩擦，改善潤滑冷卻條件，保證潤滑脂的供給。
（4）潤滑脂失效。在軸承運轉過程中潤滑脂本身的性能隨著時間是逐漸變化的，由于潤滑脂經受反復剪切，潤滑脂的結構發生變化，基油逐漸氧化，塵埃、水份等雜質的侵入，基油的蒸發或脂的泄漏等影響，Z后，潤滑脂失去正常的潤滑性能，摩擦溫度急劇增加，滾動表面產生燒傷，潤滑脂即失效了，它的損壞表現形式也是燒傷，但它是由于脂的逐漸惡化引起的，影響潤滑脂壽命的主要因素有工作溫度，軸承負荷，潤滑脂的成份等及使用的環境，電動機的振動塵埃、水份。
4 結語
在日常維護過程中，要注意現場的工作溫度對潤滑脂壽命的影響，環境溫度越高，軸承的工作溫度則更高。由于潤滑脂的成份是由基油稠化劑和添加劑所組成，基油采用礦物油，高粘度的基油適用 于高溫、高負荷狀況，稠化劑選用鋰基，適用含水、高濕度場合，添加劑增加了抗氧化防銹功能，軸承在使用中適當補充新脂，提高軸承的使用壽命。同時根據不同大型高壓電動機運行狀況，確定潤滑脂的更換周期。
軸承的使用壽命如能被我們掌握，以便做好定期更換，避免軸承的早期損壞，消滅突發性事故的發生，雖然軸承在運轉中的疲勞剝落和磨損是不可避免的，但是通過認真巡視和定期檢查，能一定程度上提高軸承的使用壽命。
來源：《甘肅電力技術》2010年第4期
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