電機(jī)軸承溫度相關(guān)原因分析
2014-05-07
一、引言
滾動(dòng)軸承是軸及其它旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的重要支承,是Z早采用專業(yè)化大批量生產(chǎn)方式的機(jī)械基礎(chǔ)之一。由于滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)僅為滑動(dòng)軸承的百分之一到幾十分之一,并且使用維護(hù)方便,支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易裝拆,因而,滾動(dòng)軸承的使用極其廣泛,并在許多領(lǐng)域逐步取代了滑動(dòng)軸承。
滾動(dòng)軸承在三相異步電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛,所以由于軸承導(dǎo)致的故障在三相異步電動(dòng)機(jī)總故障率中占的比例也較多,據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)為3/5左右,而在軸承的故障中又以軸承過(guò)熱為常見的故障現(xiàn)象。
二、軸承溫度高的判別
目前電機(jī)生產(chǎn)廠家在電機(jī)出廠前軸承溫度是必須檢查的項(xiàng)目,而試驗(yàn)除了有Z高溫度不超過(guò)95℃限制外,對(duì)在運(yùn)行中Z高溫度以下何種情況屬于軸承溫度高還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),按一般習(xí)慣,電機(jī)運(yùn)行1.5~2h后,軸承溫度穩(wěn)定升溫≤35K便可以認(rèn)為正常,但軸承運(yùn)行短時(shí)(如15min)上升至65℃或運(yùn)行1.5h以上超過(guò)65℃仍然沒有下降趨勢(shì),及不到1.5h但軸承穩(wěn)定溫度超過(guò)75℃,皆可以視為軸承溫度高(其中65℃、75℃是針對(duì)夏季而言,在寒冷的冬天以55℃、65℃為宜)。
三、軸承過(guò)熱故障現(xiàn)象及解決辦法
造成滾動(dòng)軸承過(guò)熱有以下幾類主要原因:
1、軸承的選用
軸承的質(zhì)量除與軸承生產(chǎn)廠家的制造工藝、檢測(cè)水平有關(guān)外,還與軸承鋼的材質(zhì)、熱處理工藝、煅造加工工藝息息相關(guān)。目前國(guó)外采用的真空脫氣軸承鋼、真空重熔軸承鋼在國(guó)內(nèi)尚未普及,它們均優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)大量采用的軸承鋼—鉻鋼GCr15及GCr15SiMn。因此,軸承以采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口軸承為宜,如瑞典的SKF、日本的NSK及KOYO、德國(guó)的FAG。不過(guò)如果在使用前經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢測(cè)、篩選,瓦房店、哈爾濱、洛陽(yáng)三大國(guó)產(chǎn)軸承品牌也是較好的選擇。總之,雜牌及三無(wú)產(chǎn)品盡量不要使用,否則對(duì)電動(dòng)機(jī)(特別是中大型三相異步電動(dòng)機(jī))來(lái)說(shuō)將后患無(wú)窮。
2、軸承受到擠壓
滾珠或滾子在滾道中能輕松自如地旋轉(zhuǎn),是因?yàn)樗鼈兣c軸承內(nèi)外套間有游隙存在。若軸承套內(nèi)或外圈受到擠壓,這游隙就要變小。因?yàn)檩S承游隙的數(shù)值很小,所以對(duì)游隙的變化很敏感。游隙變小了,軸承滾動(dòng)體與套圈產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力,則會(huì)增加軸承摩擦發(fā)熱。在三相異步電動(dòng)機(jī)的軸承游隙選用上,根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),在低壓電機(jī)中,2P電機(jī)一般都選用C3組游隙,4P電機(jī)可以選用C3組游隙或標(biāo)準(zhǔn)游隙,6P及以上則都用標(biāo)準(zhǔn)游隙即可。在高壓電機(jī)中,2P及4P電機(jī)一般都選用C3組游隙,6P及8P電機(jī)選用CM游隙,10P及以上電機(jī)選用C0游隙。
3、電動(dòng)機(jī)裝配不當(dāng)導(dǎo)致軸承發(fā)熱
電動(dòng)機(jī)裝配不當(dāng)導(dǎo)致軸承發(fā)熱的也有兩點(diǎn):(1)端蓋與機(jī)座裝配不當(dāng),如止口清理油漆不干凈,端蓋螺栓受力不均,使端蓋裝偏等,使軸承發(fā)熱。(2)軸承蓋特別是軸承內(nèi)蓋安裝時(shí)螺栓受力不均,使軸承蓋與轉(zhuǎn)軸相擦而使軸承發(fā)熱。為了保證裝配質(zhì)量,首先要在裝配前徹底擦拭配合面的油污,旋螺栓要對(duì)稱旋緊,使每個(gè)螺栓受力均勻,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,否則要重新調(diào)整螺栓再旋緊。另外裝配軸承時(shí)Z好用熱套法,因?yàn)橛美祁^通過(guò)銅套筒敲擊軸承的內(nèi)或外圈(有的裝配工甚至于用榔頭直接敲擊軸承)都會(huì)使軸承受力不均勻而損壞軸承。而加熱方法應(yīng)在烘箱或感應(yīng)鐵心式軸承加熱器上加熱,不可以用油煮加熱,因?yàn)橛椭髸r(shí)會(huì)把機(jī)油滲入到軸承內(nèi)部與潤(rùn)滑脂混合,使?jié)櫥冑|(zhì)。加熱時(shí)溫度控制在100℃以內(nèi),因?yàn)闈?rùn)滑脂不許超過(guò)100℃,否則會(huì)流出。
4、軸承的潤(rùn)滑
首先軸承潤(rùn)滑脂牌號(hào)要選用正確,一般情況下,低壓三相異步電動(dòng)機(jī)用ZL-3號(hào)鋰基脂的較多,高壓三相異步電動(dòng)機(jī)用BHP高溫耐壓2號(hào)鋰基脂較為合適。軸承裝配涂潤(rùn)滑脂時(shí),一定要把潤(rùn)滑脂用油槍擠嵌進(jìn)軸承的滾道內(nèi),而且潤(rùn)滑脂量一定要擠滿,因?yàn)閿D進(jìn)去的潤(rùn)滑脂正是軸承工作時(shí)生成油膜的來(lái)源,有的裝配工在給軸承涂潤(rùn)滑脂時(shí)軸承兩邊涂的很多,而滾道內(nèi)卻忽視不擠進(jìn)去,裝配好電機(jī)一試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承有空響聲并伴發(fā)熱癥狀。其原因就是潤(rùn)滑脂沒擠進(jìn)軸承滾道而使軸承干磨。其次是加油脂量的多少,試驗(yàn)反映,油量過(guò)多或過(guò)少皆不合適。太多會(huì)導(dǎo)致軸承發(fā)熱,太少則軸承響,起不到潤(rùn)滑作用,同樣要發(fā)熱,所以只能適量而已。一般規(guī)定油脂量2P時(shí)為軸承室的1/2,4P及以上時(shí)為2/3。再次潤(rùn)滑脂一定要保持清潔干凈,不得變質(zhì)或混入雜質(zhì)。有一臺(tái)YJL450-12 380V IMV2安裝電機(jī),在對(duì)圓柱滾子軸承涂潤(rùn)滑脂的時(shí)候不小心混進(jìn)了一顆很小很小的砂粒,等電機(jī)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸承振動(dòng)并發(fā)熱,拆檢時(shí)發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)圈上每隔一滾子圓周周期就有一明顯凹槽痕跡,原軸承只能報(bào)廢而更換一個(gè)新軸承,就因?yàn)檠b配時(shí)不小心混進(jìn)一顆小砂粒而損失幾百元,這和飛行中的飛機(jī)被一只小鳥撞上發(fā)動(dòng)機(jī)的葉輪而墜毀同樣悲愴。
4、機(jī)械負(fù)載的影響
機(jī)械負(fù)載對(duì)電機(jī)軸承溫度升高也有很重要有影響,在此不多作探討。
四、結(jié)論
軸承是三相異步電動(dòng)機(jī)上極為重要的零部件,而且軸承又是極為嬌貴的,我們只有從軸承的選用、軸承的裝配及運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)等過(guò)程中層層把關(guān),嚴(yán)格按照正確方法選用軸承,三相異步電動(dòng)機(jī)的軸承運(yùn)行溫度就會(huì)得到有效控制。