軸承抱軸故障原因分析和采取的處理措施

德州恒力　陳金剛

0.引言    

電機(jī)軸承抱軸是指電機(jī)軸承在運轉(zhuǎn)過程中由于自身或其它原因，引起軸承急劇發(fā)熱，致使軸承游隙急劇減小，造成滾動體與軸承滾道之間硬性摩擦，拉傷滾動體或軸承支架，軸承損壞，抱死在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，嚴(yán)重時造成電機(jī)輸出軸扭曲變形，燒毀繞組。

1. 電機(jī)抱軸相擦故障現(xiàn)象和原因分析

電機(jī)抱軸是指電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，由于軸承受到不應(yīng)有的額外力，或軸承本身的質(zhì)量缺陷，致使軸承加速磨損，引起過熱損壞抱死的現(xiàn)象。電機(jī)軸承抱軸對電機(jī)的危害極大，如果發(fā)現(xiàn)不及時，保護(hù)裝置未能及時動作，往往造成電機(jī)過載燒壞。電機(jī)軸承抱軸通常是軸承損傷或承受異常外力時，運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生高溫，軸承部件受熱產(chǎn)生形變，迅速磨損，油脂泄漏，持續(xù)高溫運轉(zhuǎn)，軸承磨損至極限，油脂干涸，軸承保持架損壞，滾動體拉傷，定轉(zhuǎn)子相擦，軸承抱死，電機(jī)停轉(zhuǎn)。此時會發(fā)現(xiàn)靠近損壞軸承位置的軸伸，由于高溫氧化作用，可能會變藍(lán)，凸緣端蓋內(nèi)側(cè)靠近損壞軸承位置處的油漆，由于受高溫影響，出現(xiàn)翻卷、脫落現(xiàn)象；靠近損壞軸承的鐵芯部分通常會有摩擦產(chǎn)生的粉末，定子線圈端部綁扎帶有燒焦，斷裂的可能。可能的原因：1）軸承本身質(zhì)量缺陷；2）突然承受外力，軸承運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生高溫；3）軸向跳動或徑向跳超差；4）設(shè)備安裝時軸承相對設(shè)備的軸線偏心，致使軸承長時間高頻率承受異常外力。

2. 電機(jī)抱軸相擦故障的監(jiān)控措施和消除方法

電機(jī)抱軸和相擦故障是造成電機(jī)損壞的主要機(jī)械故障，如果不能及早發(fā)現(xiàn)，采取必要的措施及時排除，將會損壞電機(jī)的定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯，造成整臺電機(jī)的報廢。所以現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)采取各種措施監(jiān)控電機(jī)的氣隙，軸承溫度，并通過電機(jī)的振動和噪聲變化隨時掌握電機(jī)的運轉(zhuǎn)動態(tài)變化趨勢。對出現(xiàn)抱軸相擦趨勢的電機(jī)及時進(jìn)行拆檢，不合格的零部件進(jìn)行更換。

電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，軸承溫度的測量和控制是避免軸承溫度過高，軸承抱死的直接有效的方法。通常在軸承部位埋置PT100軸承測溫元件，如圖1所示， PT100測溫元件與電機(jī)同時工作，在電機(jī)運轉(zhuǎn)過程中隨時測量軸承溫度，把測量結(jié)果及時傳遞給控制線路中的熱繼電器或溫度控制儀，熱繼電器根據(jù)預(yù)先的設(shè)定進(jìn)行動作，溫度控制儀顯示所測部位的實際溫度，檢測軸承運轉(zhuǎn)情況，及時添加潤滑脂，調(diào)整與之配合的零部件，使軸承始終保持在良好狀態(tài)下運行。對壽命終了的軸承及時進(jìn)行更換。防止因軸承過熱損壞抱死，出現(xiàn)定轉(zhuǎn)子相擦現(xiàn)象，造成電機(jī)突發(fā)性停轉(zhuǎn)，引起電機(jī)過載燒壞。當(dāng)軸承磨損嚴(yán)重，壽命接近終了時，電機(jī)運轉(zhuǎn)時的振動和噪音將明顯增大，軸承溫升將顯著提高，此時檢查軸承的徑向游隙，如果超過表1的數(shù)值，應(yīng)立即更換同規(guī)格型號的軸承。例如，一般安裝滾動球軸承的三相異步電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，軸承溫度通常在60℃~90℃之間，允許運轉(zhuǎn)溫度不超95℃，如果正常運轉(zhuǎn)時軸承溫度超出95℃，PT100軸承測溫元件把測量結(jié)果傳遞給溫度控制儀，控制儀超溫保護(hù)動作，斷開運行線路，可對電機(jī)進(jìn)行檢修，分析軸承溫升問題原因，通過添加潤滑脂，更換軸承或調(diào)整與之配合的設(shè)備來排除運行故障。

表1 軸承游隙磨損極限值表

3. 結(jié)論

對于不同的電機(jī)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用場合，在設(shè)計選型時要考慮軸的受力情況，根據(jù)徑向和軸向的負(fù)載大小與樣本數(shù)據(jù)對比，選擇軸承。在使用維護(hù)、維修保養(yǎng)等方面考慮各種不同的因素，把各個環(huán)節(jié)做好，始終使軸承處于佳的運行狀態(tài)，減少和避免軸承故障，從而延長電機(jī)軸承的使用壽命，避免軸承抱軸故障的產(chǎn)生，使電機(jī)始終處在一個良好的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。

（來源：電機(jī)實用技術(shù)探析）