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高压电动机轴承故障分析及改造,解决发热、漏油、寿命低以及运行中损坏的问题

[ 关键词:轴承 发表日期:2012-10-29 12:18:00 ]

  在发电厂及大型企业的生产过程中,电动机是主要的动力源,一旦发生故障,对整个生产所带来的损失是相当大的,尤其是大、中型高压电动机,可严重影响到整个生产过程。根据我们对电机故障的统计发现,轴承损坏或因为轴承损坏而造成的电机故障,占了电机全部故障的70%以上,为此我们对电机轴承故障发生较多的电动机进行了分析并进行改造,解决了电动机轴承的发热、漏油、寿命低以及运行中突发性损坏的问题,大大减少了检修费用,为安全运行提供了可靠保证。

  轴承频繁损坏的主要问题: 目前我国的大型高压电机,大部分是采用的分离式滑动轴承,轴承的故障一般较少,其轴瓦漏油的问题对电机的影响也不大。而部分大型高压电机和中型电机的结构是“端盖式滑动轴承”和“端盖式滚动轴承”,这部分电机的轴承则存在着很多问题:

1、端盖式滑动轴承:此类电动机普遍存在转子的轴向串动大、轴瓦发热和漏油的现象。因为漏油而造成对电机绕组的腐蚀,使电机内部油灰过多电机温度过高。另外,滑动轴承比滚动轴承的检修也复杂很多。

2、电动机的一般结构:我国所生产的箱式电动机有一部分轴承故障发生较多,经过分析发现其主要的问题是:在轴承的外侧装有一个距轴承间隙很小的挡油盘。这样即不利于 轴承的散热和润滑脂的循环,又增加检修工作的难度和费用,并且在挡油盘内孔与轴的配合松动后,产生异音或从轴上脱出,造成严重的故障。

3、双轴承式电机:部分箱式高压电动机,负荷侧采用了双轴承的结构。这类电动机的结构给检修工作带来了较大的难度,在电机的检修时,轴承无法清洗、检查而必须进行更换,造成检修费用的增加。另外此种结构的电机,轴承运行中的温度都比较高,使用寿命偏低。

4、轴承的类型:我国大部分电机负侧的轴承为“圆柱形滚子轴承”,空侧为“向心推力球轴承”,在电机的运行中,转子长度的变化由负侧调整。此时如果电机与机械的联轴器为“弹性联轴器”时,对电机和机械均无大的影响,而如果是“刚性联轴器”则发生电机或机械的振动,甚至造成轴承 的损坏。

5、轴承的承载与允许转速:我国电机的轴承,一般负侧大多是选用“中型滚子轴承”。该轴承的承载能力是大大超过了计算值,但轴承的允许转速则与电机的实际转速相差很少甚至不够,所以这也是轴承发热、损坏频繁的一个重要原因。

6、轴承附件的设计:目前我国电机的轴承附件大多是: 轴承套和内、外油盖式的结构。此种结构的优点是简单,缺点是密封差。灰尘进入到轴承内部,加速轴承的磨损而损坏,并且大部分的轴承结构因为油室过小和挡油盘的存在而造成 轴承发热严重。

部分进口电动机的设计优点

  我们分析了进口的同类高压电机,发现大部分轴承的连续使用寿命能在 5 年以上。经过几次的检修后,我们找出了其设计方面的优点:

1、负侧选用较大的“深沟球轴承”,空侧选用较小的“圆柱滚子轴承”。分析认为:这样可保证转子在冷、热长度变化时,其轴向的位移在空侧,确保电机与机械连接处的定位。

2、轴承的承载与允许转速:经计算,在完全保证电机运行功率需要的情况下,所选轴承的允许转速大大超过了电机的实际转速,所以能使轴承的使用寿命大大增加。

3、轴承附件结构:轴承套采用“球墨铸铁”材料,保证了轴承运行中的稳定,并延长使用寿命。在内、外轴承盖的外侧装有铝合金“梯形槽密封”装臵,这样可确保轴承内部的清洁。

4、轴承的定位结构是:采用开槽式定位螺母加 19 齿锁垫的结构。此装臵不但起到了轴承良好的定位作用,而且可使轴承的温度进一步降低,并且轴承油室的空间设计较大,这样就可降低轴承在运行中的温度,使轴承的使用寿命大大增加。

  良好的轴承加、排油装臵:加油装臵基本与我们的结构相差不大,放油装臵设计良好。较粗的放油管安装于较大的油室下部,操作一个小螺栓即可方便地抽出内管进行废油的清理。 电机轴承改造方法: 我们在对轴承故障较多的电机改造前,首先对轴承的选用进行计算,发现存在选用方面的问题,即进行重新设计。其改造原则是根据电机的实际结构尺寸,尽量采用进口电机的结构型式进行。具体设计、改造项目基本如下:

1、负侧双轴承结构尽量改为单轴承结构;
2、根据与被拖动机械的连接方式,尽量设计负侧为“深沟球轴承”,以负侧定位;
3、经计算,在保证电机使用功率的情况下,尽量选用允许转速大大超过电机转速的轴承;
4、根据要改造电机的实际轴向尺寸,尽量将轴承外侧的油室加大;
5、根据要改造电机的实际轴向尺寸,尽量将内、外轴承 盖外侧加装铝合金梯形槽密封;
6、轴承的固定方式,采用细丝、4 槽螺母和19 齿锁垫结构;
7、轴承套采用“球墨铸铁”材料,内、外轴承盖采用灰铸铁材料;
8、轴承的加、排油装臵完全按照进口电机的结构设计制做。

总结发展

  我们通过对改造后电机运行的统计,其连续运行周期基本都达到了机组的一个检修周期,大大减少了因电机的损坏所造成机组的临时停机,解决了大、中型电动机轴承频繁损坏的问题。根据所了解的信息,在全国很多发电厂和大型生产企业中,高压电机几乎都存在着此类问题。所以,我们今后将进一步探讨、努力,将先进而成熟的电机轴承改造技术更广泛地应用到实际的工作中去,为电力及其他事业的发展作出更大的贡献。