陳 軼

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067002）

在現(xiàn)代工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)是使用最廣泛的機(jī)電產(chǎn)品。一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，生產(chǎn)線將癱瘓，甚至可能造成人身傷害。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，異步電機(jī)的故障診斷技術(shù)得到了技術(shù)人員的廣泛關(guān)注，其中電機(jī)軸振動(dòng)故障是異步電機(jī)的常見(jiàn)故障之一，也是原因比較復(fù)雜的故障。因此，非常有必要分析和研究電動(dòng)機(jī)軸的振動(dòng)。以下分析以現(xiàn)場(chǎng)使用的電動(dòng)機(jī)為例。

1 故障異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介

本文提到的故障異步電動(dòng)機(jī)由上海電機(jī)廠生產(chǎn)，型號(hào)：YKOs2200-2，額定功率：2200 kW，額定轉(zhuǎn)速：2989r / min。馬達(dá)和增速箱，增速箱和離心增壓器均通過(guò)膜片聯(lián)軸器連接。軸系示意圖如圖l 所示。

圖1 軸系示意圖

2 修理前的軸振動(dòng)和軸承溫度測(cè)量數(shù)據(jù)

2.1 維修前的軸振動(dòng)測(cè)量數(shù)據(jù)

在此故障排除中，我們使用了手持式振動(dòng)計(jì)來(lái)測(cè)量電機(jī)軸的振動(dòng)。至于測(cè)量點(diǎn)，根據(jù)GB / 6075.3—200l 的要求：選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的垂直、水平和軸向三個(gè)測(cè)量點(diǎn)（如圖2 所示）。

圖2 振動(dòng)測(cè)點(diǎn)示意圖

維修前電機(jī)軸振動(dòng)數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 維修前振動(dòng)速度值

從表1 可以看出，1＃、2＃測(cè)量點(diǎn)的振動(dòng)值已超過(guò)7.1H Ⅱ。根據(jù)GB 6075.3-2001，振動(dòng)值超過(guò)7.1H Ⅱ足可以造成電動(dòng)機(jī)損壞，需要緊急送到修理廠修理。

2.2 維修前的軸程溫度值

異步電機(jī)的軸承溫度測(cè)量，通常是使用鉑熱電阻作為溫度傳感器，在主機(jī)上進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋和溫度顯示。啟動(dòng)后，需要技術(shù)人員定時(shí)檢查電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端，以精確記錄軸承溫度。維修前的軸程溫度值見(jiàn)表2。

表2 檢修前電機(jī)軸承溫度數(shù)據(jù)（單位：℃）

縱觀表2 可以得出，異步電機(jī)運(yùn)行在40 分鐘左右時(shí)，非驅(qū)動(dòng)端的軸承溫度已接近系統(tǒng)中設(shè)置的報(bào)警溫度，因此需要技術(shù)人員查看溫度升高的原因。

3 故障排除

本文主要通過(guò)使用分步法來(lái)查找異步電動(dòng)機(jī)的軸振動(dòng)故障癥因。

3.1 檢查軸是否對(duì)準(zhǔn)

電機(jī)軸與變速箱的輸入軸是否對(duì)準(zhǔn)直接影響著電機(jī)的針對(duì)性，因此首先檢查電機(jī)軸與變速箱的軸是否對(duì)準(zhǔn)，這時(shí)可以使用激光對(duì)中儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量是否為同軸度。數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端與增速器大齒輪軸的同軸度數(shù)據(jù)

表3 的數(shù)據(jù)中得出，實(shí)測(cè)值在設(shè)計(jì)值中間，表示在同一個(gè)同軸度區(qū)間，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸與變速箱軸為同軸度。但是，當(dāng)徹底斷開(kāi)聯(lián)軸器后獨(dú)立運(yùn)行電動(dòng)機(jī)時(shí)，經(jīng)測(cè)量振動(dòng)比較大。這足以說(shuō)明電動(dòng)機(jī)振動(dòng)不是由于電機(jī)軸與變速箱軸不對(duì)中造成的。

表4 脫開(kāi)聯(lián)軸器后振動(dòng)速度值

3.2 檢查電機(jī)氣隙

接著上個(gè)步驟，在電機(jī)與增速器之間的聯(lián)軸器斷開(kāi)下，繼續(xù)查找造成振動(dòng)大的原因。在電機(jī)高速運(yùn)行的條件下非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度較高，因此將問(wèn)題點(diǎn)鎖定在了軸承間隙或電機(jī)氣隙上。于是，開(kāi)始測(cè)量電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端之間的氣隙。測(cè)量值見(jiàn)圖3。

圖3 電機(jī)氣隙

從圖3 測(cè)量值中得出，電動(dòng)機(jī)的氣隙是均勻的，因此這個(gè)原因被摒棄。

3.3 檢查電機(jī)軸承間隙

繼續(xù)查找問(wèn)題點(diǎn)，對(duì)電機(jī)兩端軸承的頂間隙進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量值見(jiàn)于表5。

表5 刮瓦前電機(jī)軸承頂間隙（單位：mm）

從表5 的數(shù)據(jù)來(lái)看，實(shí)測(cè)值的電動(dòng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)端軸承的頂間隙與實(shí)際值相比過(guò)小，這可能是電機(jī)振動(dòng)大和非驅(qū)動(dòng)端軸承溫度高的誘因。于是，拆掉了非驅(qū)動(dòng)軸承上的軸瓦，再用測(cè)量工具測(cè)量電機(jī)兩端軸承的頂間隙。測(cè)量值見(jiàn)表6。

表6 刮瓦后電機(jī)軸承頂間隙（單位：mm）

從表6 中可以看出，非驅(qū)動(dòng)端軸承的頂間隙已恢復(fù)到正常范圍。測(cè)試?yán)^續(xù)，非驅(qū)動(dòng)端軸承的工作溫度已恢復(fù)正常，溫度異常消失，但是振動(dòng)仍然很大。測(cè)量值見(jiàn)表7 和表8 所示。

表7 刮瓦后軸承溫度數(shù)據(jù)（單位：℃）

表8 刮瓦后振動(dòng)速度值

3.4 檢查電機(jī)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡

通過(guò)以上故障方法的排除，將電機(jī)軸振動(dòng)的問(wèn)題點(diǎn)基本鎖定在了轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因上。方向鎖定后，通過(guò)運(yùn)用在線動(dòng)態(tài)平衡器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡測(cè)試，結(jié)果顯示轉(zhuǎn)子存在質(zhì)量不平衡問(wèn)題。平衡塊數(shù)據(jù)見(jiàn)圖9 所示：

表9 平衡塊數(shù)據(jù)

根據(jù)在線動(dòng)態(tài)平衡器獲得的平衡重?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)在電動(dòng)機(jī)的兩端添加平衡塊，以測(cè)試電機(jī)的振動(dòng)情況，又通過(guò)專業(yè)工具進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)示見(jiàn)表10。

表10 動(dòng)平衡后振動(dòng)速度值

從表10 的測(cè)量數(shù)值中得出，電動(dòng)機(jī)兩端的軸振動(dòng)均小于2.3mm / s。根據(jù)GB / 6075.3-2001，新交付的機(jī)器的振動(dòng)通常在此范圍內(nèi)，因此電動(dòng)機(jī)軸的振動(dòng)已經(jīng)處于良好水平，于是很多的解決了電機(jī)軸振動(dòng)的問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)用故障逐一排除的方法，有效的鎖定了一種大型異步電機(jī)軸振動(dòng)故障的癥結(jié)，也通過(guò)故障的排除方法總結(jié)出了電機(jī)軸故障的常見(jiàn)原因。作為鋼鐵企業(yè)的一名技術(shù)人員，需要不斷提高專業(yè)技能，才能從容的應(yīng)對(duì)電機(jī)各種故障，并精準(zhǔn)消除故障，提升電機(jī)設(shè)備的穩(wěn)定性。