大型防爆電(diàn)動機跑(pǎo)套和抱(bào)軸故障分(fèn)析及處理措施

 高光亨信科技有限公司是哈爾(ěr)濱軸承(chéng)集團在湖北的(de)星級(jí)授權(quán)經銷(xiāo)商，專營hrb品牌軸(zhóu)承，兼營各類進(jìn)口(kǒu)品牌軸(zhóu)承，現(xiàn)有庫存500萬元左(zuǒ)右，涵蓋哈(hā)軸全(quán)系軸(zhóu)承(chéng)，具有很(hěn)強的(de)現貨供應(yīng)能力。

      防爆電動(dòng)機是(shì)在易燃易(yì)爆場(chǎng)所使用的(de)一種電(diàn)機，運行(háng)時不(bú)産生火花(huā)。石化行業(yè)日趨(qū)發展(zhǎn)使煉油裝(zhuāng)置大(dà)型化、運行連續化，要求系(xì)統運行實(shí)現長(zhǎng)周期、免維修或(huò)少維修，因此，防(fáng)爆電動機(jī)就成(chéng)為上述(shù)要求的(de)關鍵設(shè)備。但是(shì)随着大型煉油(yóu)裝置(zhì)類型的不(bú)斷增加，所需配(pèi)套電動機的種(zhǒng)類和規格的猛增，緻(zhì)使大型防(fáng)爆電機（隔爆型(xíng)、增安型和(hé)無火(huǒ)花型）的(de)數量也越來(lái)越多。大型(xíng)電動(dòng)機運作時(shí)，由于(yú)其所(suǒ)傳遞(dì)的功率較(jiào)大，在(zài)傳遞(dì)力矩的過(guò)程中，受(shòu)到較大(dà)的機(jī)械(xiè)沖(chòng)擊力(lì)，并且在電動機(jī)與裝(zhuāng)置連接的(de)各零(líng)部件加工精度(dù)和安裝工藝未能達(dá)到設(shè)計要求時(shí)，往往(wǎng)會造成電機上各部(bù)件的機械疲勞損傷(shāng)，尤其(qí)是當軸(zhóu)承等零(líng)部件發生(shēng)損壞(huài)時，電(diàn)動機出現(xiàn)跑套和抱軸等機械故障，将導(dǎo)緻電(diàn)動機損壞(huài)。本文針對實際煉油裝置大型(xíng)電動(dòng)機運行時(shí)出現的跑(pǎo)套和和抱軸故障現(xiàn)象，對此進(jìn)行(háng)原(yuán)因分(fèn)析并提出(chū)處理方法。

　　1　跑套故障

　　1.1端(duān)蓋(gài)跑套(tào)

　　電動機滾動軸(zhóu)承主(zhǔ)要由四部(bù)分組成(chéng)，分别是内圈、外圈(quān)、滾動體和保持(chí)架，一般情況下内圈(quān)與傳動軸(zhóu)的軸(zhóu)承檔(dàng)配合，随電機工(gōng)作一起轉動；外(wài)圈則安裝(zhuāng)端蓋、箱體等其(qí)他支撐物上。端(duān)蓋跑套是由于軸承(chéng)外圈與端(duān)蓋軸(zhóu)承(chéng)室(shì)的配合過松(sōng)，因(yīn)而在(zài)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，外圈在端(duān)蓋中發生緩慢轉(zhuǎn)動，長時間運行會在(zài)端蓋的配合面(miàn)上磨出一道溝(gōu)槽，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)就要(yào)發生振動。

　　某型号電(diàn)動機(jī)的與軸(zhóu)承(chéng)配合(hé)的端(duān)蓋軸承室(shì)内徑為200mm，加工公(gōng)差範圍為（-0.014～+0.030mm），若端(duān)蓋軸承(chéng)室内徑(jìng)加工尺寸(cùn)為200+0.027mm時(shí)，電動機出現跑(pǎo)套現象，即軸承(chéng)外圈(quān)在軸承室中将(jiāng)随着(zhe)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而(ér)緩慢(màn)轉動。

　　1.2原因分析(xī)

　　配合精度差、結構不合理将會(huì)影響電動機長(zhǎng)周期(qī)運行(háng)的可靠性(xìng)。軸承與軸(zhóu)承室的配合為(wéi)“動配(pèi)合(hé)”，配合間(jiān)隙一(yī)般(bān)要求在(zài)+0.015～+0.020mm之間，形(xíng)狀公差(chà)不要(yào)求存在士0.005ram的橢(tuǒ)圓度和錐度，粗糙(cāo)度(dù)為0.8或1.6。即使(shǐ)在常溫下軸(zhóu)承(chéng)外徑(jìng)與軸(zhóu)承室(shì)之間留(liú)有(yǒu)0.020mm的間隙配(pèi)合，當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行溫度超(chāo)過80℃以後，軸(zhóu)承外徑的(de)膨脹(zhàng)率要(yào)超(chāo)過軸承(chéng)室的膨脹率，由(yóu)原來(lái)的動配合變成幾微米的(de)過盈配合，也不(bú)會發(fā)生跑套現(xiàn)象。

　　實際電(diàn)動機(jī)設備中(zhōng)當端蓋(gài)軸承室内(nèi)徑加(jiā)工(gōng)尺(chǐ)寸為(wéi)200+0.027mm時，動(dòng)配合間(jiān)隙(xì)過大，并且檢測所得(dé)軸承室的(de)橢圓度、錐(zhuī)度在(zài)0.020mm以上(shàng)，加之粗糙度精(jīng)度不(bú)高，故(gù)導緻(zhì)軸承(chéng)外圈在軸(zhóu)承室中随着電(diàn)機的轉動而緩慢(màn)轉(zhuǎn)動，長時間(jiān)軸承室被(bèi)磨(mó)出(chū)溝槽(cáo)，發生跑套(tào)現象。

　　1.3處理(lǐ)措施

　　1）保證滿(mǎn)足端蓋(gài)機加工(gōng)精度高(gāo)、形位公差小、粗(cū)糙度(dù)精度(dù)高等設計要求；

　　2）保證(zhèng)端蓋軸承(chéng)室與(yǔ)軸(zhóu)承(chéng)裝配時的(de)同心度要求、端蓋與機座(zuò)配合(hé)端面的形(xíng)位公(gōng)差要求(qiú)及(jí)配合(hé)精度要求；

　　3）鑲套(tào)法處理。如(rú)果磨損溝(gōu)槽(cáo)深度在(zài)0.2mm以上(shàng)，先将磨損(sǔn)處車平(píng)，将鑲嵌(qiàn)的鋼(gāng)套(tào)車(chē)好，軸(zhóu)承室與鋼(gāng)套(tào)的(de)配合(hé)為過盈配合，配合(hé)公差為0.03-0.05mm左右(yòu)，然後将鑲(xiāng)套(tào)打入，再(zài)精車(chē)鋼套，使内孔符(fú)合軸承室尺寸(cùn)。

　　2　抱軸故障

　　2.1抱軸(zhóu)

　　抱軸是指(zhǐ)軸承、軸、軸(zhóu)承蓋、防爆(bào)曲路(lù)等轉動部(bù)件與(yǔ)不轉動部(bù)件相互(hù)摩擦，産生高溫、惡(è)性循(xún)環(huán)而相互(hù)粘連(lián)在一起(qǐ)，使轉子軸不(bú)能轉(zhuǎn)動。由于防爆結構的軸承室、内(nèi)蓋、曲(qǔ)路(lù)環、迷(mí)宮環及(jí)相應的配合要(yào)求有(yǒu)較(jiào)高(gāo)的垂(chuí)直度、平行(háng)度和(hé)同心度(dù)等形位(wèi)公(gōng)差(chà)的(de)要求，在(zài)實際(jì)的零部件(jiàn)加工、檢測(cè)手段(duàn)等不(bú)完(wán)全能達(dá)到設計要求，使(shǐ)在電(diàn)機裝(zhuāng)配和(hé)運行中，因隔爆間隙小(xiǎo)，不利于散熱使其(qí)電機(jī)溫度(dù)升(shēng)高(gāo)，軸受(shòu)熱膨脹，緻(zhì)使隔(gé)爆間(jiān)隙更(gèng)小，長(zhǎng)期的摩(mó)擦發熱(rè)直至軸(zhóu)承(chéng)燒壞、粘結(jié)而(ér)造(zào)成抱(bào)軸故障。

　　某煉油(yóu)裝置三相(xiàng)異步(bù)電動機型(xíng)号為(wéi)yaa400s1-2-w；功率：200kw；電壓(yā)：6000v；在切(qiē)換裝(zhuāng)置的過程(chéng)中發(fā)現電動機(jī)後端雜音較大(dà)，電動機(jī)非軸伸端溫度(dù)急(jí)速上(shàng)升，有(yǒu)冒煙(yān)現象(xiàng)，操作人員緊急(jí)停車。經檢測發(fā)現電動機非軸(zhóu)伸端軸承架沒(méi)有散(sàn)架，但無法轉動，軸承與軸(zhóu)承室發(fā)生粘連；非軸伸(shēn)端内小蓋、鋼套、内防爆軸承蓋(gài)發生粘(zhān)連(lián)，抱死在軸上(shàng)。

　　2.2原因分(fèn)析

　　圖1中(zhōng)鋼套(tào)、内小蓋、内(nèi)防爆軸(zhóu)承蓋、軸(zhóu)承室、軸(zhóu)承(chéng)擋油(yóu)環、軸等零(líng)部件(jiàn)構成防爆曲路(lù)。鑲套處(chù)理(lǐ)後的(de)軸承(chéng)室(shì)與軸承(chéng)外圈的(de)配合過(guò)盈略大，電(diàn)動機(jī)運行時由(yóu)于熱(rè)膨脹，吃(chī)掉軸承(chéng)間隙，造成(chéng)軸承磨損，引起(qǐ)發熱(rè)，直至軸承(chéng)外圈(quān)和軸承室(shì)粘結(jié)。

　　如圖1所(suǒ)示(shì)鋼套、内小蓋(gài)以及内(nèi)防爆軸承蓋三者之間形成較(jiào)長的防爆(bào)曲路(lù)，并且防爆間隙(xì)很小。經(jīng)過(guò)鑲套處理(lǐ)後的軸承室鑲套環高出(chū)配合端面，造成安裝時(shí)軸承室和内(nèi)防爆端蓋(gài)的連(lián)接螺栓預(yù)緊力不對稱，産(chǎn)生歪(wāi)斜(xié)，導緻鋼套、内小蓋、内防(fáng)爆軸承(chéng)蓋相互摩擦，電機在高(gāo)速(sù)運行中溫度(dù)加劇(jù)上升(shēng)，引起(qǐ)鋼套、内(nèi)小(xiǎo)蓋和(hé)内防爆軸承蓋(gài)燒壞、粘(zhān)結(jié)而造(zào)成(chéng)抱(bào)軸(zhóu)故障。

　　2.3處(chù)理(lǐ)措施(shī)

　　2.3.1軸承内(nèi)、外(wài)徑公差的配合(hé)精度

　　軸承内(nèi)徑(jìng)與軸(zhóu)檔配合及軸承外徑與軸(zhóu)承室(shì)内徑的(de)配合過(guò)盈略(luè)大，由(yóu)于熱(rè)膨(péng)脹(zhàng)緻(zhì)使(shǐ)配合(hé)間隙減小(xiǎo)而(ér)研(yán)傷軸承，引起發(fā)熱，直至軸(zhóu)承損(sǔn)傷壞，發生抱軸(zhóu)。為此，對軸承室(shì)内徑和(hé)軸承檔(dàng)外徑的加(jiā)工尺(chǐ)寸應(yīng)盡(jìn)量(liàng)控制(zhì)在公(gōng)差(chà)範圍的(de)中間(jiān)公差，根據(jù)相關資(zī)料(liào)得到(dào)，軸承室内徑和(hé)軸承(chéng)檔(dàng)外徑的(de)加工(gōng)尺寸的公(gōng)差見表1，2。

　　2.3.2軸(zhóu)承的(de)選用要求(qiú)

　　防爆電機的軸(zhóu)承應選用(yòng)電(diàn)機(jī)專用軸承(chéng)，其精(jīng)度、徑(jìng)向(xiàng)遊(yóu)隙的(de)選擇将直(zhí)接影(yǐng)響其使用壽命(mìng)，對于中大(dà)型電(diàn)機用軸承(chéng)徑向(xiàng)遊隙應大一點(diǎn)，為軸(zhóu)承的熱膨(péng)脹留一定的裕(yù)度。

　　1）對(duì)于工廠用電機軸承，選用普通級c3或c4遊隙(xì)組别，同(tóng)步速較高(gāo)的尤應(yīng)如此(cǐ)；

　　2）對于要求(qiú)較高(gāo)的場合，應選用(yòng)精度等級較高的c3或c4遊隙(xì)組别(bié)，對無此(cǐ)精度要(yào)求等(děng)級的(de)大遊隙組(zǔ)别軸(zhóu)承，則可依據長周期(qī)運行(háng)或低噪聲運(yùn)行的(de)條(tiáo)件進(jìn)行選(xuǎn)擇。

　　2.3.3軸(zhóu)承本(běn)身質量要(yào)求

　　在(zài)軸承(chéng)制造、裝配(pèi)、運輸過程(chéng)中，可(kě)能會因(yīn)多種因(yīn)素造成軸承滾道剝離(lí)、卡(kǎ)傷、破(pò)損、壓痕、異(yì)常磨(mó)損、燒(shāo)結(jié)、電蝕、鏽(xiù)腐(fǔ)蝕等；裝配過(guò)程中用力不均，也可能會(huì)引起(qǐ)保持(chí)架發生變(biàn)形，增加它與滾(gǔn)動體(tǐ)之間的摩(mó)擦，甚至使某些(xiē)滾動體(tǐ)卡(kǎ)死不能滾動，或造成保持(chí)架與内外(wài)圈(quān)發生摩擦等(děng)。解決此(cǐ)類問題(tí)的辦法是嚴格遵守(shǒu)軸承(chéng)使用(yòng)、保養(yǎng)要求，遵守工藝操作要求(qiú)。

　　2.3.4軸承(chéng)潤滑(huá)要求(qiú)

　　潤滑油脂的作(zuò)用是(shì)在滾動體(tǐ)與滾道之(zhī)間産(chǎn)生潤(rùn)滑油膜，以(yǐ)減小滾(gǔn)動摩擦(cā)系數(shù)，進(jìn)而(ér)減小摩擦(cā)損(sǔn)耗及軸(zhóu)承發熱(rè)，并可防止生(shēng)鏽、腐(fǔ)蝕等(děng)。

　　對軸(zhóu)承潤滑(huá)失(shī)效（包括潤滑油(yóu)脂選(xuǎn)用(yòng)不當，潤(rùn)滑油(yóu)脂(zhī)内(nèi)有雜(zá)質及(jí)嚴重(zhòng)老化(huà)）所引起的抱軸(zhóu)，應注意潤(rùn)滑油脂的選擇和加(jiā)入量，以及潤滑油脂的使用和(hé)保養(yǎng)。

　　1）不同的軸(zhóu)承類型、結(jié)構選(xuǎn)用不同(tóng)的(de)潤滑(huá)油脂(zhī)種類，告訴(sù)軸承選用基礎(chǔ)油粘度(dù)高、稠度(dù)大潤滑油脂；高負荷(hé)時，選(xuǎn)擇極(jí)壓潤(rùn)滑脂(zhī)；軸承中等負荷，則選(xuǎn)擇耐磨潤滑脂；軸承(chéng)保持架含(hán)銅等(děng)有色金屬，避免用含硫、磷(lín)添加劑的(de)潤滑(huá)脂；

　　2）普通軸承(chéng)油(yóu)脂注入量(liàng)為内腔全(quán)部(bù)空間的(de)1/2-3/4，在易污(wū)染(rǎn)環境、低速或中(zhōng)速，要(yào)求全部填滿(mǎn)。

　　3　總(zǒng)結

　　造成電機跑(pǎo)套故障和抱軸(zhóu)故障的原因是(shì)多方面的(de)，解決(jué)跑套(tào)和抱(bào)軸問(wèn)題，需(xū)從電(diàn)動機(jī)結構、工(gōng)藝方面(miàn)、加工(gōng)手段及使(shǐ)用維護等方面(miàn)人手(shǒu)解決。

　　1）保證滿足(zú)端蓋機加(jiā)工精度高、形位公差小和粗糙(cāo)度(dù)精度高；滿足(zú)端蓋軸承室(shì)與(yǔ)軸承裝(zhuāng)配時的(de)同心(xīn)度、端蓋與(yǔ)機座配(pèi)合端面的形位公差及(jí)配合精度(dù)等要(yào)求，可防止(zhǐ)出現(xiàn)跑套現(xiàn)象(xiàng)；

　　2）軸承室内(nèi)徑和軸承(chéng)檔外(wài)徑的(de)加工尺寸應(yīng)盡量(liàng)控制在合理的公差範圍(wéi)之(zhī)内；按(àn)工況選用(yòng)防爆(bào)電機用軸承，确(què)保軸承本身(shēn)的(de)質量(liàng)要求(qiú)；電動(dòng)機運行時(shí)保持(chí)軸承(chéng)的良好潤(rùn)滑。