詹　望，吳賽飚

高壓異步電機滑動軸承的現(xiàn)場檢修

詹望1，吳賽飚2

高壓異步電動機滑動軸承故障的診斷涉及到多方面專業(yè)知識，包括電機通風結構、滑動軸承基本結構、稀油站油路系統(tǒng)、現(xiàn)場安裝與基礎剛性等，這使得生產(chǎn)現(xiàn)場工作人員很難準確判斷故障原因。本文總結了多年來水泥生產(chǎn)線電機維修的現(xiàn)場經(jīng)驗，從溫升、振動、漏油三個具體監(jiān)測情況入手，通過理論分析，闡述了故障的發(fā)生與設備結構、現(xiàn)場操作以及保養(yǎng)維護的關系，給出了具體的故障處理方案，具有一定的實用性。

水泥；異步電動機；滑動軸承；維護

1　引言

近年來大功率箱體式高壓異步電動機被廣泛運用于水泥生產(chǎn)線的各式磨機、輥壓機等重要設備。一些因使用和維護不當而導致的滑動軸承故障頻繁發(fā)生（如圖1所示），嚴重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效益。

高壓異步電動機滑動軸承現(xiàn)場故障類型很多，我們通過整理多年來水泥生產(chǎn)線電機維修記錄發(fā)現(xiàn)，發(fā)生頻率最高的是瓦溫高、振動大、漏油三大類故障。本文通過分析滑動軸承的潤滑運行原理，結合現(xiàn)場維護經(jīng)驗，闡述了故障產(chǎn)生的原因，并給出了保障高壓異步電動機穩(wěn)定運行的解決方案，供業(yè)內(nèi)各水泥生產(chǎn)廠家參考。

圖1　燒損嚴重的軸瓦

2　滑動軸承基本工作原理

滑動軸承類型很多，按潤滑形式劃分主要有：自潤滑型、強迫潤滑型、復合潤滑型。按結構形式劃分主要有：座式球面滑動軸承、A型端蓋式球面滑動軸承、B型端蓋式球面滑動軸承、立式推力滑動軸承等。箱體式高壓異步電動機選用B型端蓋式球面滑動軸承，該型號滑動軸承具有結構緊湊、防護性能高、安裝維護方便的特點。為了適應水泥生產(chǎn)線各類設備負載大的工況，現(xiàn)場均采用稀油站外供油和油環(huán)內(nèi)供油的復合潤滑方式。

圖2所示為B型端蓋式球面軸承的基本結構。該軸承的瓦背采用球面結構，具有自調(diào)心的功能。在軸承下瓦的端面上開有油槽，電機運行時稀油站油泵將潤滑油通過油槽送入軸瓦內(nèi)部。瓦口部位是油槽帶，這里可以儲存大量潤滑油以冷卻瓦面和轉軸，同時這些潤滑油通過油楔進入工作面起到潤滑作用?；瑒虞S承自帶的油環(huán)下端浸在儲油腔中，運行時隨轉軸一起旋轉將潤滑油帶到油槽帶內(nèi)。油環(huán)的自潤滑作用可以解決外供油系統(tǒng)故障導致的短時供油不足問題。

滑動軸承頂部設置了呼吸器可以平衡軸承內(nèi)腔的氣壓，保證外供油系統(tǒng)進油和回油的通暢。軸承側面設置的油標可以觀察儲油腔內(nèi)液面高度。PT100測溫傳感器用來實時監(jiān)測軸瓦溫度保證軸承的正常運行?；瑒虞S承瓦座兩側設有浮動密封圈和密封毛氈，用來提高軸承的防護等級。

圖2　B型端蓋式球面軸承的結構

圖3　軸瓦材料組織的微觀結構

3　滑動軸承常見故障分析與維護方案

大型水泥生產(chǎn)線都建立了完善的自動監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場設備監(jiān)測體系，通過分析軸承溫度、振動等的檢測數(shù)據(jù)，我們可以較早地發(fā)現(xiàn)軸承運行異常的情況。下面我們根據(jù)多年的現(xiàn)場維護經(jīng)驗對常見的故障點進行分析并給出相應的處理方案。

3.1滑動軸承瓦溫高

按照相關標準，普通滑動軸承運行環(huán)境溫度最高≯40℃，最低≮5℃，電機正常運行的溫度≯80℃。但生產(chǎn)現(xiàn)場時常會發(fā)生軸承瓦溫過高致使自動報警甚至停機的事故，造成整條生產(chǎn)線的臨時停產(chǎn)。所以，應重點監(jiān)測滑動軸承溫度并做好應對措施。

滑動軸承瓦溫過高的原因很多，其中一個重要原因是軸瓦磨損。軸瓦磨損使工作面無法形成有效油膜，轉軸與軸瓦摩擦面積過大造成溫度過高。目前最常用的軸瓦材質(zhì)為巴氏合金，理想的巴氏合金軸瓦微觀組織結構如圖3所示。以鉛或錫作為軟基質(zhì)內(nèi)含銻錫或銅錫的硬質(zhì)點，硬質(zhì)點在軟基質(zhì)中彌散分布，這樣的微觀組織結構具有減摩擦性、抗咬合性、可嵌入性和跑合性。電機正常運行時軟基質(zhì)受壓下凹可以儲存潤滑油，形成連續(xù)分布的油膜。硬質(zhì)點凸起可以支撐轉軸，以減小轉軸的實際摩擦面積。

水泥生產(chǎn)線電機長時間運行缺乏維護、頻繁啟動、過載或者受到?jīng)_擊載荷等工況，都會造成軸瓦的磨損，側隙的磨損會直接影響油楔的尺寸，油槽帶內(nèi)存儲的潤滑油無法有效地通過油楔進入工作面，而是受到擠壓從軸瓦側面排出。軸瓦工作面的磨損則會減小軸瓦有效接觸面積，工作面的劃痕和麻面也會阻礙油膜的形成。這些都是造成軸瓦溫度過高的直接原因。解決軸瓦磨損的辦法主要是由經(jīng)驗豐富的鉗工對軸瓦進行刮削。刮瓦應該嚴格按照初刮、細刮、精刮的步驟操作，同時應充分考慮瓦面與轉軸的相關性，進行反復碾點反復刮削，使工作面的接觸斑點分布均勻致密。

造成滑動軸承瓦溫過高的原因還包括：因稀油站或者供油管線原因造成的供油不暢，以及潤滑油失效不能形成有效油膜等。這些原因一般可以通過定期清洗保養(yǎng)和更換潤滑油來解決。

3.2滑動軸承漏油

滑動軸承漏油故障在水泥生產(chǎn)線現(xiàn)場最容易發(fā)生，究其原因有兩點：

（1）電機內(nèi)部結構決定了漏油事故容易發(fā)生。水泥生產(chǎn)線為了達到防護等級都選用大型箱體式異步電機，為了有效散熱，該型號采用混合式通風結構，內(nèi)風扇給繞組端部散熱的同時也在端蓋內(nèi)腔產(chǎn)生較大的負壓，如果軸承內(nèi)側密封不嚴或者補氣孔堵塞，潤滑油就會被直接吸入電機內(nèi)腔。

（2）水泥生產(chǎn)現(xiàn)場粉塵大直接導致漏油事故的發(fā)生。水泥粉塵遇到潤滑油會凝結成塊，堵塞呼吸器和回油系統(tǒng)導致回油不暢，而油泵卻不斷向軸承內(nèi)腔供油，造成油位不斷上升最終溢出。

軸承漏油不僅容易造成軸承缺油失效，油污粘結在繞組表面還會引起絕緣老化而大大縮短高壓電機的壽命（如圖4所示）。

圖4　繞組端部沾滿油污

解決滑動軸承漏油問題最重要的是嚴格按照設備維護規(guī)程操作，做好軸承的維護保養(yǎng)工作。要求交接班時檢查潤滑油液面高度，液面應在油標1/2～2/3刻度范圍內(nèi)，若超出范圍應及時調(diào)整油壓防止?jié)櫥鸵绯?。及時清理滑動軸承呼吸器和補氣孔，防止因水泥粉塵堵塞引起的氣壓不平衡。及時打開觀察窗檢查電機內(nèi)腔，發(fā)現(xiàn)輕度滲油情況應及時處理。浮動密封圈屬于易損件應定期更換，防止因浮動密封圈磨損而造成漏油。潤滑油變質(zhì)不僅會堵塞油路，同時會因不能形成有效油膜而造成燒瓦，應定期更換。

3.3滑動軸承振動大

滑動軸承振動值超標主要有三方面原因：

（1）電機本體的原因。電機使用較長時間未及時維護或者吊運過程受到重力沖擊發(fā)生緊固件松動。一旦發(fā)生振動超標應該現(xiàn)場檢查電機地腳螺栓和軸承座固定螺栓，在有條件的情況下應重新校準電機轉子動平衡。

（2）電機基礎的原因。由于水泥生產(chǎn)線所選配電機的重量大、輸出扭矩大，基礎剛性不好也會造成軸承振動值超標。因此要求在混凝土基礎平臺上安裝鋼板底座來提高基礎剛性。

（3）安裝調(diào)試的原因。普通的端蓋式球面滑動軸承止推面可以承受電機啟動和停機時產(chǎn)生的短時軸向推力，不能承受長時間軸向載荷。而水泥生產(chǎn)線各式磨機、輥壓機等負載設備存在短時沖擊載荷和重載啟動的工況。所以，安裝電機時要求調(diào)整好電機磁力中心線，校準電機軸伸與負載軸伸的同軸度。否則就會發(fā)生電機轉軸定位臺階反復沖擊軸承止推面的情況，引起軸承振動值超標，甚至磨損軸承止推面（如圖5所示）。電機運行前還應進行盤車檢查，電機連接部件及軸承潤滑系統(tǒng)均能正常工作時才能帶電啟動。

4　結語

高壓異步電動機滑動軸承故障的診斷涉及到多方面專業(yè)知識，包括：電機通風結構、滑動軸承基本結構、稀油站油路系統(tǒng)、現(xiàn)場安裝與基礎剛性等，這使得生產(chǎn)現(xiàn)場工作人員很難準確判斷故障原因。本文總結了多年來水泥生產(chǎn)線電機維修的現(xiàn)場經(jīng)驗，從溫升、振動、漏油三個具體監(jiān)測情況入手，通過理論分析，闡述了故障的發(fā)生與設備結構、現(xiàn)場操作以及保養(yǎng)維護的關系，給出了具體的故障處理方案，具有一定的實用性。

圖5　軸瓦止推面受到嚴重磨損

［1］傅德熏，馬延文.計算流體力學［M］.北京：高等教育出版社，2002.

［2］丁光正.軋機油膜軸承的現(xiàn)代維修策略［J］.太原科技大學學報，2006.

［3］尹延國，焦明華，等.滑動軸承材料的研究進展［J］.潤滑與密封，2006.

［4］黃迷梅.液壓傳動密封與泄漏防治［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

［5］Carter A D S.Mechanical Reliability（second edition）［M］.Macmillan Education.ltd.，1986.

［6］National Cheng Kung University first.Mechanical Design Manual（VolumeⅡ）［J］.Chemical Industry Press.1969.■

Field Maintenance for Sliding Bearing of High Voltage Asynchronous Motor

Zhan Wang1，Wu Saibiao2
（1.Sinoma Technology&Equipment Group Co.，Ltd.；2.Anhui Wannan Electric Machine Co.，Ltd.）

Fault diagnosis of high voltage asynchronous motor bearing involves many professional knowledge，including motor ventilation structure，working principle of the sliding bearing，oil station structure and oil system，on-site installation and foundation rigidity，etc，which makes the fault causes are difficult to accurately ensure. This paper summarizes the on-site experience of motor maintenance in cement production line.Taking temperature rise，vibration and oil leakage into consideration，a detailed scheme of fault handling is obtained through theory analysis and expounding relationships of the fault and equipment structure，site operation and maintenance. This scheme has a certain practicality.

cement；asynchronous motor；sliding bearing；maintenance

TM343

B

1001-6171（2015）04-0044-03

通訊地址：1中材裝備集團有限公司，天津300400；2安徽皖南電動機股份有限公司，安徽涇縣242500；

2014-10-08；編輯：呂光