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YB系列二级高压防爆电机抱轴原因分析以及预防措施

时间:2013-11-8 16:50:35来源:浏览次数:

   西安电机修理厂文章:近日,本修理厂接到客户的技术咨询问题,里面有一系列三轴承二级高压电机,型号分别是YB450sl一ZWTH、YB450S3-ZWTH、YB400MZ-ZW、YB450S3-2、YB40oSI-ZWTH、YB4加MI-ZwTH,转速2980r/min,功率220一400kw,经常出现轴承抱轴问题。该类电机故障频繁,其中大多都是轴承故障,而轴承故障中又以电机后部抱轴故障最多。电机使用的都是NSK或SKF牌的进口轴承。根据西安电机修理厂的分析,该高压防爆电机抱轴原因主要有以下几点

  一、高压电机抱轴原因分析
       二级高压三轴承防爆电机结构较复杂,两端选用轻系列内圈无挡边的圆柱轴承NU218或NUZ19承受径向载荷。并以一轻系列球轴承6218或6219,在轴伸端起定位作用,轴承小油盖设置复杂的防暴曲路(图1)。据统计资料显示,该类电机发生抱轴的不合理故障率较高,尤其后抱轴为甚,原因是由多种因素引起的。从发生的初始部位可分为曲路抱轴和轴承抱轴两大类。
  防爆曲路抱轴是指隔爆型高压电机因设置的防爆曲路较长,间隙较小,如果构成曲路的零部件安装偏心与变形、转轴挠曲都极易造成曲路抱轴。
  轴承抱轴是指轴承配合选择不当、润滑不好,电机有振动与窜轴现象、维护不及时和监控不力等引起的抱轴。但诸多因素中,轴承选型错误是最主要的因素,如轴承的极限转速、承载能力、负荷状态、噪声大小、游隙确定、使用性能等,这些都或多或少直接或间接影响到轴承的使用寿命并与电机抱轴密切相关。
具体抱轴原因有:
  1.轴承选择不合理。电机检修使用的Nu218和NuZ19轴承绝大部分是钢保持架轴承,有极少部分是黄铜架轴承。据轴承有关资料表明,一般情况下,在同种保持架,同种润滑条件下,随着轴承型号的增大,其极限转速相应减小。对于极限转速与电机转速接近的轴承,最好不用。二级高压电机的转速一般为2970一299()r/min,因受二级高压电机轴伸直径的限制与润滑条件,轴承只能在NU216一219(柱)与6216~6229、6316一63一8(球)中选取。对于6216~6229、6316~6319球轴承,各种保持架的轴承都有较高的极限转速(妻3400r/min),而NU216、NUZ17柱轴承,各种保持架也都有较高的极限转速,可以任意选择;而NU218一NU219情况不同,例如NSI丈轴承以黄铜保持架作为标准保持架(后级M),NUZ18M、NU219M分别为400or/min与3soor/min,而钢保持架(无后缀或后缀为W)轴承,NUZ一s(W)、NUZ19(W)分别对应为3200r/min和3o4or/min;SKF较少供应黄铜保持架轴承,其钢保持架轴承囚设计时适当提高了承载力,故SKF轴承与NSK同型号轴承相比,其极限转速便有所降低。因此对SKF钢保持架的NU218、Nt抢19轴承,二级高压电机更不宜选择。
  有关资料表明,相对电机的旋转速度,所选轴承的极限转速高低除了影响轴承白身寿命外,在一定温度下,还对润滑脂寿命起决定性作用。在较高的轴承温度,较高的电机转速下,所选取轴承的极限转速降低,润滑脂寿命将随之大幅度降低。
  如果润滑脂补充不及时,必然导致轴承润滑状况的恶化,磨损加剧,寿命进一步降低。
  因此,在检修二级三轴承高压电机时,必须考虑使用的轴承是否适应该电机的转速,不能只按轴承的代号尺寸选择,否则轴承易过早失效甚至抱轴。
  2.负荷变动的影响。电机设计手册上表明,在选择轴承合理承载力的时候,应尽量避免过小的情况。选用承载力过小时,易使轴承过早疲劳损坏;过大时,易使轴承滚子出现较多的滑移运动,损坏保持架。本厂统计。三轴承2P高压电机大部分运行在70%一90%的额定负荷下,有些电机偶尔近满载或轻载运行。轻载时运行负荷只有额定负荷的26%,相当于轴承设计选型中选择合理承载力过大的情形。
  如果轻载负荷小于轴承选型中的最小负荷,问题就变得相当严重。因为轻载高速运行时,滚子的自转性能下降,而滑移运动上升。滑移运行破坏油膜,导致轴承润滑不良;另外,负载过轻,由于游隙的存在,轴承的振动加大,促使保持架损坏。这就是为什么经常出现巡检时没发现异常情况,而发生突然抱轴事故的原因。
  但为什么抱轴事故多发生在后端呢?根据有关资料分析,电机空载或静止时,两端轴承实际负荷相差不大,但随着负载的增加,轴伸处截面受力逐渐增大,使非轴伸端轴承负荷向轴伸端轴承转移,从而使非轴伸端轴承负荷减小。如电机找正值偏大也有可能使非轴伸端轴承负荷减小,非轴伸端即使在满载的情况下,其负荷也比轴伸端小(为轴伸端的50%一70%)。
  而轻载时。非轴伸端所承受的负荷就更小,相对前轴承来说更易滑动磨损,发生抱轴。
  3.轴承配合的影响。轴承配合的状态是否正确,也直接影响到轴承的温度、振动、窜动,从而影响轴承的寿命。各个不同厂家、不同机型有可能采用不同的配合制度,再加上加工的误差,因此不同的电机其轴颈和轴承室的极限公差就不一样。在检修电机时,应该检查电机轴颈和轴承室的实际尺寸,从而为选用合适的轴承提供依据。
  针对不同的配合,要选取不同游隙组的轴承,而并非是有些人认为选用C3游隙组的轴承最好。如轴承内外国为ms/JS6配合的悄形,采用普通游隙轴承,轴承温度大部分偏高,此时采用C3游隙组轴承温度可以得到控制;对于ms/H7配合的情形,采用普通游隙组轴承,轴承温度多能得到有效控制;对于采用较多的k6/H7的配合,当轴加工走下差时,若轴承内径走上差或接近上差,极有可能出现跑内圈的情形,此时对于定位球轴承,无论普通游隙还是C3游隙都不利于窜轴的控制。而用过松的配合对轴承温度降低也没好处。
  另外,电机在自身状态、运行工况、环境较恶劣的情况下运行较长一段时间,很有可能出现跑内外圈的现象,轴承一旦跑圈。则其温度、振动值增大,加速了轴承的疲劳损坏,最终导致轴承散架电机烧毁,因此应加强状态监测,一旦发现异常情况,应及时检修电机。
  4.润滑的影响。电机在建立油膜运行一段时间后,润滑油粘度会下降,再加上负载或配合的不良影响,轴承磨损加剧。轴承的磨损又加速了配合面的磨损。形成恶性循环,很快造成轴承失效。二级高压电机规定,每运行2……0h应加润滑脂10~209,注人新润滑脂后,轴承建立新的油膜,从而延长轴承的使用寿命。
  规程规定高压电机因轴承较大,应使用粘度较大的3号润滑脂,不同牌号的润滑脂不用混用。近年来,由于机构和人员的多次调整,现场统计电机运行时数的工作逐渐放松,电机加油没有确切的依据。加油制度混乱。
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