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轴承知识

轴承抱轴故障原因分析和采取的处理措施

2023-07-17

德州恒力 陈金刚

0.引言    

电机轴承抱轴是指电机轴承在运转过程中由于自身或其它原因,引起轴承急剧发热,致使轴承游隙急剧减小,造成滚动体与轴承滚道之间硬性摩擦,拉伤滚动体或轴承支架,轴承损坏,抱死在电机转子轴上,严重时造成电机输出轴扭曲变形,烧毁绕组。

1. 电机抱轴相擦故障现象和原因分析

电机抱轴是指电机运转过程中,由于轴承受到不应有的额外力,或轴承本身的质量缺陷,致使轴承加速磨损,引起过热损坏抱死的现象。电机轴承抱轴对电机的危害极大,如果发现不及时,保护装置未能及时动作,往往造成电机过载烧坏。电机轴承抱轴通常是轴承损伤或承受异常外力时,运转过程中产生高温,轴承部件受热产生形变,迅速磨损,油脂泄漏,持续高温运转,轴承磨损至极限,油脂干涸,轴承保持架损坏,滚动体拉伤,定转子相擦,轴承抱死,电机停转。此时会发现靠近损坏轴承位置的轴伸,由于高温氧化作用,可能会变蓝,凸缘端盖内侧靠近损坏轴承位置处的油漆,由于受高温影响,出现翻卷、脱落现象;靠近损坏轴承的铁芯部分通常会有摩擦产生的粉末,定子线圈端部绑扎带有烧焦,断裂的可能。可能的原因:1)轴承本身质量缺陷;2)突然承受外力,轴承运转过程中产生高温;3)轴向跳动或径向跳超差;4)设备安装时轴承相对设备的轴线偏心,致使轴承长时间高频率承受异常外力。

2. 电机抱轴相擦故障的监控措施和消除方法

电机抱轴和相擦故障是造成电机损坏的主要机械故障,如果不能及早发现,采取必要的措施及时排除,将会损坏电机的定子铁芯和转子铁芯,造成整台电机的报废。所以现代电机控制技术采取各种措施监控电机的气隙,轴承温度,并通过电机的振动和噪声变化随时掌握电机的运转动态变化趋势。对出现抱轴相擦趋势的电机及时进行拆检,不合格的零部件进行更换。

电机运转过程中,轴承温度的测量和控制是避免轴承温度过高,轴承抱死的直接有效的方法。通常在轴承部位埋置PT100轴承测温元件,如图1所示, PT100测温元件与电机同时工作,在电机运转过程中随时测量轴承温度,把测量结果及时传递给控制线路中的热继电器或温度控制仪,热继电器根据预先的设定进行动作,温度控制仪显示所测部位的实际温度,检测轴承运转情况,及时添加润滑脂,调整与之配合的零部件,使轴承始终保持在良好状态下运行。对寿命终了的轴承及时进行更换。防止因轴承过热损坏抱死,出现定转子相擦现象,造成电机突发性停转,引起电机过载烧坏。当轴承磨损严重,寿命接近终了时,电机运转时的振动和噪音将明显增大,轴承温升将显著提高,此时检查轴承的径向游隙,如果超过表1的数值,应立即更换同规格型号的轴承。例如,一般安装滚动球轴承的三相异步电动机正常运转时,轴承温度通常在60℃~90℃之间,允许运转温度不超95℃,如果正常运转时轴承温度超出95℃,PT100轴承测温元件把测量结果传递给温度控制仪,控制仪超温保护动作,断开运行线路,可对电机进行检修,分析轴承温升问题原因,通过添加润滑脂,更换轴承或调整与之配合的设备来排除运行故障。

表1 轴承游隙磨损极限值表

3. 结论

对于不同的电机结构、应用场合,在设计选型时要考虑轴的受力情况,根据径向和轴向的负载大小与样本数据对比,选择轴承。在使用维护、维修保养等方面考虑各种不同的因素,把各个环节做好,始终使轴承处于佳的运行状态,减少和避免轴承故障,从而延长电机轴承的使用寿命,避免轴承抱轴故障的产生,使电机始终处在一个良好的状态下运转。

(来源:电机实用技术探析)

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