軸承系統是防爆電機非常關(guān)鍵的工作系統,當軸承系統出現問(wèn)題時(shí),軸承會(huì )因為發(fā)熱而出現過(guò)早地磨損、散架等問(wèn)題。軸承是防爆電機產(chǎn)品定位的重要零部件,與其他零部件關(guān)聯(lián),保證了電機產(chǎn)品轉子部分在徑向和軸向的相對位置符合要求。
當軸承系統出現問(wèn)題時(shí),前兆性的表象為雜音或發(fā)熱,機械性的故障一般先表現為雜音,繼而開(kāi)始發(fā)熱,再后來(lái)就會(huì )發(fā)展為軸承的磨損,具體表象為雜音加大,甚至出現軸承散架、電機抱軸、繞組燒毀等更嚴重的問(wèn)題。
導致軸承發(fā)熱和損毀的原因為哪些?
(1)裝配、使用因素。去過(guò)軸承制造廠(chǎng)的人都清楚,軸承制造過(guò)程控制特別嚴格,特別是好一些的軸承廠(chǎng)家,軸承的關(guān)鍵工序在一個(gè)非常清潔的環(huán)境中進(jìn)行;而在電機裝配及后期使用和維護環(huán)節,有些時(shí)候很不盡如人意:如裝配過(guò)程中,環(huán)境不好對軸承本身的污染,潤滑油(或潤滑脂)中混入雜質(zhì)(顆粒、其他油類(lèi)、水等),裝配過(guò)程中對軸承的磕碰,軸承裝配過(guò)程中非正常的受力等,都會(huì )導致軸承在短時(shí)間內出現問(wèn)題。在使用環(huán)節,如果將電機置于潮濕或更嚴酷的環(huán)境中,軸承可能會(huì )生銹,這對于軸承系統也是致使的問(wèn)題。
關(guān)于軸承系統,還有一個(gè)問(wèn)題是軸承內蓋與軸承外蓋部位的密封,也就是我們所說(shuō)的密封油槽加工的規范性,加工不規范、或軸承內外蓋的直徑正超差時(shí),也容易出現異物進(jìn)入軸承導致故障。
(2)軸承徑向配合不合理導致的問(wèn)題。對于任何軸承產(chǎn)品,都存在初始游隙和工作游隙,軸承一旦被安裝,特別是防爆電機運行時(shí),軸承的游隙就是工作游隙,只有工作游隙的正常的范圍內,軸承方可正常的工作。在實(shí)際中,軸承內圈與軸的配合、軸承外圈與端蓋(或軸承套)軸承室的配合,都直接影響到軸承的工作游隙或相對運行:當軸承處于較緊的夾持狀態(tài)時(shí),工作游隙會(huì )變小,軸承會(huì )發(fā)熱;同樣,當配合太松時(shí),又會(huì )發(fā)生軸承的跑圈問(wèn)題。當軸承室尺寸正超差時(shí),可能會(huì )發(fā)生跑外圈問(wèn)題,即軸承外圈與軸承室發(fā)生周向的相對運動(dòng),當軸承位直徑負超差時(shí),軸承又出現跑內圈問(wèn)題,即軸承內圈與軸承位發(fā)生周向的相對運動(dòng)。
(3)定轉子不同心問(wèn)題導致的別勁問(wèn)題。從理論上分析,當防爆電機的定子與轉子同軸時(shí),電機運行時(shí)軸承的徑向游隙應該處于比較均勻的狀態(tài),如果定轉子不同心時(shí),相當于兩者的中心線(xiàn)不是重合狀態(tài),而是相交的狀態(tài),以臥式電機為例,轉子將不平行于底腳面,導致兩端的軸承都受到一個(gè)徑向和軸向的外力,防爆電機運行時(shí)自然會(huì )使軸承非正常工作。
良好的潤滑是軸承正常運行的必要條件,對于電機產(chǎn)品,要保證軸承系統正常工作,應從軸承、潤滑脂、關(guān)聯(lián)零部件等多方面入手分析和解決。在前面的話(huà)題中,我們談到了裝配過(guò)程防護、關(guān)聯(lián)零部件公差配合、定轉子同軸度不符合要求導致的問(wèn)題,今天我們重點(diǎn)談潤滑對電機軸承運行情況的影響。
(4)潤滑脂性能與電機運行工況的匹配關(guān)系。電機技術(shù)條件中會(huì )對電機的標準運行環(huán)境進(jìn)行規定,如環(huán)境溫度、海拔高度等,標準電機選擇潤滑脂時(shí)會(huì )按照該條件進(jìn)行,但對于特殊環(huán)境運行的電機,運行環(huán)境可能比較惡劣,如高溫環(huán)境、低溫環(huán)境等。
對于特別寒冷的氣候,潤滑脂必須有足夠的耐低溫性能,我個(gè)人曾經(jīng)歷過(guò)一批電機,大冷天電機從庫房提出后,手盤(pán)電機無(wú)法轉動(dòng),通電運行有明顯噪聲,運行5分鐘左右電機聲音正常。經(jīng)核查電機使用的潤滑脂不符合要求。同樣,對于高溫環(huán)境運行的電機,比如說(shuō)空壓機電機,特別是在溫度較高的南方地區,大多數空壓機電機運行環(huán)境溫度在40度以上,再加上電機的溫升,軸承系統溫度會(huì )很高,普通的潤滑脂會(huì )因為溫度過(guò)高而降解失效,導致軸承潤滑脂流失,而軸承處于非潤滑狀態(tài),很短時(shí)間內軸承發(fā)熱損毀,嚴重時(shí)導致繞組因電流大、溫度高而燒毀。
(5)潤滑脂過(guò)多導致的軸承發(fā)熱。從熱傳導的角度分析,軸承運行過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生熱量,其熱量會(huì )通過(guò)關(guān)聯(lián)零部件散發(fā),當潤滑脂過(guò)多時(shí),會(huì )堆積在軸承系統內腔,極不利于熱量的散發(fā)。特別是對于內腔較大的軸承系統,該問(wèn)題更為嚴重。我們曾做過(guò)一個(gè)測試,采用紅外儀測試軸承系統溫度,對于溫度相對較高的點(diǎn)進(jìn)行檢查,發(fā)現軸承外蓋部位潤滑脂積存較多,取走后溫度自然下降。
這就涉及兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是潤滑脂的填充量問(wèn)題,另一個(gè)非常重要的問(wèn)題是軸承關(guān)聯(lián)零部件的設計問(wèn)題,主要涉及擋油盤(pán)和軸承內外蓋。
(6)軸承系統零部件設計的合理性。不少的電機廠(chǎng)家針對于軸承系統零部件進(jìn)行了改良設計,除我們上期談過(guò)的配合公差外,對于軸承內蓋、軸承外蓋和擋油盤(pán)進(jìn)行了改進(jìn),以保證軸承運行過(guò)程中適量油脂的循環(huán),保證軸承潤滑的必要需求,又防止了過(guò)多油脂填充下的阻熱問(wèn)題。
(7)潤滑脂的定期更換。電機運行時(shí),按照使用頻度應進(jìn)行潤滑脂的更換,更換過(guò)程應將原脂進(jìn)行清理,并更換相同牌號的脂;對于該問(wèn)題,正常的生產(chǎn)廠(chǎng)家會(huì )標出潤滑脂更換的周期和具體的牌號。