大型(xíng)防爆電動機跑套和抱軸(zhóu)故(gù)障分(fèn)析及處理措施
湖北哈軸軸承(chéng)銷售有限公司是哈爾濱軸承集團在湖北的星級授權經銷商，專營HRB品牌軸承，兼營各類進口品牌軸承，現有(yǒu)庫存500萬元左(zuǒ)右，涵蓋哈軸全系軸承，具有很(hěn)強的現(xiàn)貨供(gòng)應能力(lì)。
防爆電動機是在易(yì)燃易爆場所使用的一種電機，運行(háng)時不産生火花。石化行業日趨發展使煉油裝置大(dà)型化、運行連續化，要求系統運行實現長(zhǎng)周期、免維修或(huò)少維修，因此，防爆電(diàn)動機就成(chéng)為上(shàng)述要求(qiú)的關鍵設(shè)備。但是随着大型煉油裝置(zhì)類型的不斷增加，所需配(pèi)套(tào)電動機的種類和規格的猛增，緻使(shǐ)大型防爆電機（隔爆型(xíng)、增安型(xíng)和(hé)無火花型）的數量也越來越多。大型電動機運作時，由于其所傳遞(dì)的功(gōng)率較大，在(zài)傳遞力矩的過程中，受到較大的機械沖擊力(lì)，并且在電動機與裝置連接的各零部件(jiàn)加工精度和安裝工藝未能達到設計要求時，往往會造成電機上各部件的機械疲勞損傷，尤其是當(dāng)軸承等零部件發生損壞時，電動機出現跑套和抱軸(zhóu)等機械故障，将導緻電動機損壞。本文針對實際煉油裝置大型電動(dòng)機運行時出現的跑套和和抱軸故(gù)障現象，對此進行原因分析并提出處理方法。
1 跑套故障
1.1端蓋跑套
電動(dòng)機滾動軸承主要(yào)由四部分組成，分别是内圈、外(wài)圈、滾動(dòng)體和保持架，一般情(qíng)況下内圈與傳動軸的軸承檔(dàng)配合，随電(diàn)機工作一(yī)起轉(zhuǎn)動；外圈則(zé)安裝端蓋、箱體等(děng)其他支撐物上。端(duān)蓋跑套是由于軸承外圈與端蓋軸承室的配合過松，因而在電機旋轉時，外圈在(zài)端蓋中發生緩慢轉動，長時間運(yùn)行會在端蓋的配合面上磨出一(yī)道溝(gōu)槽，嚴重時(shí)電機就要發生振動(dòng)。
某型号電動機的與軸承配合(hé)的端蓋軸承室内徑為200mm，加工公差範(fàn)圍為（-0.014～+0.030mm），若端蓋(gài)軸(zhóu)承室内徑加工(gōng)尺寸(cùn)為200+0.027mm時(shí)，電動機出現跑套現(xiàn)象，即軸承外圈在軸承室(shì)中将随着電機的轉(zhuǎn)動而緩慢轉動。
1.2原因分(fèn)析
配合精度差、結構不合理将會(huì)影響電動機長周期運行的可靠性。軸承與軸承室的配合為“動配合(hé)”，配合間(jiān)隙一般要(yào)求在+0.015～+0.020mm之間，形狀公差不要求存在士0.005ram的橢圓度(dù)和錐度，粗糙度為0.8或1.6。即使在常溫(wēn)下軸承外(wài)徑與軸承室之間留有(yǒu)0.020mm的間隙配合(hé)，當(dāng)電動機運行溫(wēn)度超過80℃以後，軸承外徑的膨脹(zhàng)率要(yào)超過軸承室的膨脹率，由原來的(de)動配合變成幾微米的過盈配合，也不會發生跑套現象。
實際電(diàn)動機設備中當端蓋軸承室内徑加工尺寸為200+0.027mm時，動(dòng)配合間隙過大，并且檢測(cè)所得軸承室的橢圓度、錐(zhuī)度在0.020mm以上(shàng)，加之粗糙度精度不高，故導緻(zhì)軸承外圈在軸承室中随着電機的轉動而緩(huǎn)慢轉動，長時間軸承室被磨出溝槽(cáo)，發生跑套現象。
1.3處理(lǐ)措施
1）保證滿足端蓋機加工精度高(gāo)、形位公差小、粗(cū)糙度精度高等設計要求；
2）保證(zhèng)端蓋軸承室與軸承裝配時的同心度要求、端(duān)蓋與機座配合端面的形位公(gōng)差要求及配合精度要求；
3）鑲套法處(chù)理。如果磨損溝(gōu)槽深度在0.2mm以上，先将磨損(sǔn)處車平，将鑲(xiāng)嵌的鋼套車好，軸(zhóu)承室與鋼套的配合為過盈配合，配合公(gōng)差為(wéi)0.03-0.05mm左右，然後将鑲套打入，再(zài)精車鋼套，使内孔符合軸(zhóu)承室(shì)尺寸。
2 抱軸故障
2.1抱軸(zhóu)
抱(bào)軸是指軸承、軸、軸(zhóu)承蓋、防爆曲(qǔ)路等(děng)轉動部件與不轉動部件相互摩擦(cā)，産生高溫(wēn)、惡性循環而相(xiàng)互粘連在一起，使轉子軸不能轉動。由于防爆結構的(de)軸承室、内(nèi)蓋、曲路環、迷(mí)宮環及(jí)相應的配合要(yào)求(qiú)有較高的垂直度、平(píng)行度和同心(xīn)度等形位(wèi)公差的要求，在實際(jì)的零(líng)部件加工、檢測(cè)手段等不完全能達(dá)到設計要求，使在電(diàn)機裝配和(hé)運行中，因隔爆間隙小，不利于(yú)散熱使其電機溫度(dù)升高，軸受熱膨脹(zhàng)，緻(zhì)使隔(gé)爆間隙更小，長期的摩擦發熱直至軸承燒壞、粘結而造成抱軸故障。
某(mǒu)煉油(yóu)裝置三相異步電動機型号為(wéi)YAA400S1-2-W；功率：200kW；電壓：6000V；在切換(huàn)裝置的過程(chéng)中發現電動機後端雜音較大，電動(dòng)機非軸伸(shēn)端溫度急速上升，有冒煙現象(xiàng)，操作人員緊急停(tíng)車。經檢測發現電動機非軸伸端軸承架沒有散架，但(dàn)無法(fǎ)轉動，軸承與軸承室發(fā)生粘連(lián)；非軸伸端内小蓋、鋼套、内防爆軸承蓋發生粘連，抱死在(zài)軸上。
2.2原因分析
圖1中鋼套、内小蓋、内防爆軸承蓋、軸(zhóu)承室、軸承擋油(yóu)環、軸等零部件構成防爆曲路。鑲套處理後的軸承室與軸承(chéng)外圈的配(pèi)合過盈略大，電動機運行時由于熱膨脹，吃掉軸承(chéng)間隙，造成軸承磨損，引起發熱，直至軸承外圈和軸承室粘結(jié)。
如圖1所示鋼套、内小蓋以及内防爆軸承蓋三者之間形成較長的防爆曲路，并且(qiě)防爆(bào)間隙很小。經過鑲套處理後的軸承(chéng)室鑲套環高出配合端面，造成(chéng)安裝(zhuāng)時軸承室和内防爆端蓋的連接螺栓預緊力不對(duì)稱(chēng)，産生歪(wāi)斜，導緻鋼套、内小蓋、内防(fáng)爆軸承蓋相互摩擦，電機在高速運行(háng)中(zhōng)溫度加劇上升，引起鋼套、内小蓋(gài)和内防爆軸承蓋(gài)燒壞、粘結而造成抱軸故障。
2.3處理措施
2.3.1軸承内、外徑公(gōng)差的配合精度
軸承内徑與軸檔配合及軸承(chéng)外徑(jìng)與軸承室内徑(jìng)的配合過盈略大，由于熱膨脹緻使配合(hé)間隙減小而研傷軸(zhóu)承，引起發(fā)熱，直至軸承損傷(shāng)壞，發生抱軸。為此(cǐ)，對軸承室内徑和(hé)軸承檔外徑(jìng)的加工尺寸應盡量控制在公差範圍的中間公差，根據相關資料得到，軸承室内徑和軸承檔外徑的加工尺寸(cùn)的公差見表1，2。
2.3.2軸承的選用要求
防爆電機的軸承應選用(yòng)電機專用軸承，其精(jīng)度、徑向遊隙的選擇(zé)将直接影響其使用(yòng)壽命，對于中大型電機用軸承徑向遊隙應大一點，為軸承的熱膨脹留一定(dìng)的裕(yù)度。
1）對于工廠用電機軸承，選用(yòng)普通(tōng)級C3或C4遊隙組别，同(tóng)步速較(jiào)高的尤應如此；
2）對于要求較高的場合，應選用(yòng)精度等級較高(gāo)的C3或C4遊(yóu)隙組别，對無(wú)此精度要求等級的大遊隙組别軸承，則可依據長周期運(yùn)行或低噪聲(shēng)運行的條件進行選擇。
2.3.3軸承本身質量要求
在軸承制造、裝配、運輸過程中，可(kě)能會因多(duō)種因(yīn)素造成軸承滾(gǔn)道剝(bāo)離、卡傷、破損(sǔn)、壓痕、異常磨(mó)損、燒(shāo)結、電蝕、鏽(xiù)腐蝕等；裝配過程中用力不均(jun1)，也可能會引起保持架發生變(biàn)形，增加它與滾動體之間的摩擦，甚至使某些滾動(dòng)體卡死不能滾動，或造成保持(chí)架與内外(wài)圈發生摩擦等。解決此類問題的辦法是嚴格遵守(shǒu)軸承使用、保養要求，遵守工(gōng)藝操作要求。
2.3.4軸承潤滑要求
潤滑油脂的作(zuò)用是在滾動體與滾道之間産生潤(rùn)滑油膜，以減小滾動摩擦系數(shù)，進而減小摩擦損耗及軸(zhóu)承發熱，并可防(fáng)止生鏽、腐蝕等。
對軸承潤滑失效（包括潤滑油(yóu)脂選用不當，潤滑油脂内(nèi)有雜質及嚴重(zhòng)老化）所引(yǐn)起的抱軸(zhóu)，應注意潤滑油脂(zhī)的(de)選擇和加(jiā)入量，以及(jí)潤滑油脂的(de)使用和(hé)保養。
1）不同(tóng)的軸(zhóu)承類(lèi)型、結構選用不同的(de)潤滑油脂種類，告訴軸承選用(yòng)基礎油粘度高、稠度大潤滑(huá)油脂；高負荷時，選擇極壓潤滑脂；軸承中等負荷，則選(xuǎn)擇耐磨潤滑脂；軸承保持架含銅等有色金屬，避免用含(hán)硫、磷添加劑的(de)潤滑脂；
2）普通軸承油(yóu)脂注入量為内腔全部空間的1/2-3/4，在(zài)易污染環境(jìng)、低速或中速，要求全部填滿。
3 總結
造成電機跑套故障和(hé)抱軸故障的原因是多方面的(de)，解決跑套和抱軸問題，需(xū)從電動機結構、工藝方面、加工手段及使用維護等方面人手解決(jué)。
1）保證(zhèng)滿足端蓋機加工精度高、形位公差(chà)小和粗糙度精度高(gāo)；滿足端蓋軸承室與軸承裝配時的同心度、端蓋與(yǔ)機座配合端面的形(xíng)位公差及(jí)配合精度等要求，可防止出現跑套現象(xiàng)；
2）軸承室内徑和軸承(chéng)檔外徑的加工尺寸應盡量控制在合理的公差範圍之内；按工況選用防爆電機用軸(zhóu)承，确保軸承本身的質量要求；電動(dòng)機運行時保(bǎo)持軸承的(de)良好潤滑。
