Y355—4电动机故障分析及处理

引言 　　电动机是企业生产中使用最广泛的动力设备，其可靠性将直接影响生产，尤其消防系统的电动机对于安全生产是至关重要的。电动机的轴承故障在设备运行中占有很大的比例，因而对于轴承的选择、使用和检修的质量是非常重要的。因检修过程无法准确的测量和判断电动机故障原因，造成检修质量和时间长，电动机的故障无法消除，对生产造成很大的影响。下面就检修过程中轴承的选择和配合故障处理进行介绍交流，以提高电动机检修质量，确保生产安全。 1、电动机轴承声音异常 　　2003年3月7日，消防泵房220KW消防泵（P601/5）电动机运行过程中电动机前轴的声音出现异常，声音尖锐刺耳，尖锐的声音不是由于电磁噪音引起的，同时也不是轴承缺少润滑油轴承干磨的声音，杂音持续周期约2分钟，然后间隙为2分钟，出现的频率如下图：声音异常无法正常的工作。用测振仪（VM—63）测量轴承的幅值振动值为0.018mm，声音异常时高频干扰加速度值为55.2m/s2，有时甚至达到101 m/s2 ，远远超过标准值28 m/s2 。同时运行过程中，电动机的转子出现一阵一阵的声音，电动机的电流波动比较大。 　　该电动机为Y355—4，220KW，轴伸端采用深沟柱轴承N322承载，非负荷端采用深沟球轴承N322承载。由于轴伸端采用间隙配合，无法调整轴承的轴向定位尺寸。在检修过程中发现内油盖有稍微的磨损痕迹，但十分的不均匀；并且轴承有两个深沟柱有损伤，测量轴承、端盖和内外挡油小盖的定位尺寸，经测量并计算：B=66.1mm，B1=50.0mm，L1=7.7mm，L2=7.6mm； L=B—L1—L2—B1=66.1—7.7—7.6—50.1=0.7mm 其中：B——实际装配时电动机的大端盖尺寸 L1——外挡油环小盖到大盖止口 L2——内挡油环小盖到大盖止口 B1——轴承的宽度 L——轴承与端盖间的间隙 经过计算轴承的允许间隙为0.7mm，当电动机的轴承温度达到100摄氏度，轴承的膨胀值约0.9 mm，不能达到电动机正常运行的要求。 2、故障分析处理 　　经过多次更换深沟柱轴承，电动机的噪声声音不仅没有消失，而且声音的异常周期为4分钟。轴承的异常声音与电动机的金属摩擦声音相差极大，同时又不是电动机的轴电流泄漏状况的声音。根据轴承的特点进行分析：由于电动机原来采用NU型深沟柱轴承，允许电动机轴向的串动；轴承内圈两侧有挡边，外圈无挡边，因此允许一定范围内机轴相对轴承作双相轴承位移，可以承受机轴热膨胀引起的长度变化，适合非定位轴承；同时轴承的间隙相对深沟球轴承来说比较偏大，但轴承的受力为线形，比深沟球轴承点受力好；同时电动机轴承运动时的轨迹不是一个圆形而是一个椭圆，运行时由于深沟柱（或深沟球）和滚道之间存在间隙，运行时受力的不同使得轨道成椭圆形，运行的剖面图如右图：从图中可以知道，电动机运行时，轴承的受力主要是下部受力较大，同时深沟球运动的轨迹为椭圆形。对于深沟柱轴承其受力点为一条直线，在高速运转的过程中，由于轴承的间隙，受力点就不是一条直线，而是形成抛物曲线的轨迹。更换为深沟球轴承后，由于轴承间隙较小，滚珠与滚道的接触受力点始终为一点，并且运行轨迹的裕度小，因此运行的声音平稳，不正常的声音消失了。 　　根据轴承运动时的受力分析，带动消防泵运行时主要受轴向方向的力作用，受到径向上的力很少，且拖动的负载为平衡稳定的，不会时刻变化太大。而深沟柱轴承是允许在径向的串动，因此将电动机的前轴承更换为深沟球轴承，轴承的间隙仍就为C3间隙，约0.04mm，可以满足电动机运行的要求；同时根据轴承的膨胀会引起径向的串动，在电动机内挡油环小盖加一块垫片，厚度约0.8mm，克服由于消防泵引起串动和轴承温度高引起窜串动。 　　由于滚动体及滚道在微观的状态表面是粗糙不平的，相互接触过程中也一定会发生一定的冲击脉冲，但这种脉冲是高频的，因而使用测振仪测量电动机运行的高频干扰的参数值比标准的大，说明电动机轴承与滚道之间的接触存在一定的问题。深沟柱轴承与滚道的接触较多，因而高频干扰的可能性大，产生的高频干扰就大；而深沟球轴承与滚道的接触是点，产生的高频干扰就小，因而本电动机可以使用深沟球轴承代替深沟柱轴承，解决设备出现的异常现象。 　　通过将深沟柱轴承更换为深沟球轴承，电动机运行时轴承的噪音没有再出现；同时电动机的振动平稳，振幅值为0.013mm，高频干扰加速度值为2.8m/ s2，带负荷性能稳定，电动机的电流波动没有较大的波动，电动机运行的声音正常。通过长时间的运行，电动机的运行平稳，各项参数正常，达到更换轴承的效果。 3、结论 　　电动机轴承的选择对于设备的正常运行是很重要的。在检修过程中认真分析电动机的运行状况，判断产生故障的原因；同时分析设备的性质，通过科学的分析与计算，注意选择质量和间隙好的轴承。对于出现的内外油盖出现损伤的电动机，注意轴承的轴向配合尺寸，进行彻底的检查调整，安装时公差配合好，达到最优的效果。经过长时间的运行，保证了设备的安全运行，在以后的设备检修中起到很好的借鉴作用，同时也可以在其他设备中加以推广。 参考文献： 1.《石油化工厂设备检修手册》，第一分册，中国石化出版社。 2.《电机故障诊断技术》，沈标正编著，机械工业出版社。