我们以YB400S1—2型电机为例分析造成这种故障的原因,从轴承润滑、轴承本身、轴承压盖与轴颈径向磨损及轴承配合面,分析YB系列防爆电机抱轴故障原因,给出避免电机抱轴的方法。关键词防爆电机抱轴原因
1.防爆电机故障
电机型号YB400S1—2防爆电机,轴功率200kW,2012年1月后轴承端烧毁故障,累计运行时间只有400天。电机型号YB2315M一2,轴功率132kW,2012年7月后轴承端烧毁,累计运行129天。电
机型号YB2400M1—2防爆电机,轴功率250kW,2012年8月前后轴承压盖与轴烧结在一起,累计运行时间170天。
2.原因分析
(1)轴承润滑。防爆电机制造公司在设计上考虑了运行中轴承润滑问题,因此电机润滑脂加注非常方便,通过查询电机设备维护单位润滑脂加注记录可知,在电机投入运行的2009年10月开始,至电机发生抱轴故障,运行的400天内,电机通过油枪加注润滑脂10次,润滑脂为中石化长城3 锂基润滑脂。润滑脂更换时间、润滑脂生产厂家及牌号、润滑脂的耐温(一10~130%),都能满足电机轴承润滑求。
(2)轴承本身故障。电机发生故障的后端轴承型号为6218(电机铭牌资料),由于受发热影响无法观察到轴承生产厂家,但从该电机生产商同期生产的电机选用轴承,以及电机另一端选用轴承来看,轴承选用的是NSK进口名牌优质轴承,轴承在良好的润滑状态下仅运行了约9600h,而且电机轴承未直接整体损坏(保持架未散)。因此,可以排除由于轴承质量原因造成的故障。
(3)轴承压盖与轴颈径向磨损。从防爆电机轴承压盖与轴颈径向间隙分析,防爆电机根据国家标准(GB 3836.2—2010)的要求,必须保证电机在内部发生电气火花情况下,通过止口密封、运动部分通往外部的间隙冷却作用,确保不引燃电机外部易燃易爆介质。
为此,电机生产商在电机轴承压盖与轴颈配合选配上相当严格,间隙过小易造成电机运行中出现刮蹭,间隙过大不能满足国标电机防爆要求,标准要求为K>0.05mm(电机转子与轴颈配合单边最小间隙)、m≤0.26ram (电机转子与轴颈配合单边最大间隙)。以上述抱轴的YB400S1—2型电机为例,修理时测量,该防爆电机未损坏的另一端轴承压盖与轴颈径向配合间隙(直径方向)0.32mm,理想状态下单边间隙也不过0.16mm。再从轴承座孔与压盖座孔同轴度原因分析,电机轴承压盖在加工时,为保证压盖止口与轴孑L的同轴度,要求在一次装夹工序中完成。端盖座孔与压盖止口采用过渡配合,当相互配合时存在间隙时(座孔尺寸为qbl60.05mm,标准值qbl60mm),会带来图1中K的间隙进一步减小。
(4)轴承配合。防爆电机采用6218轴承支撑,轴承径向游隙为0.01~0.03ram, 轴颈为80.015mm (轴颈另一端实测值),座孔尺寸为 160.05ram(实测值),直径方向累计间隙为0.045—0.065ram。
(5)转子振动。防爆电机轴弯曲会造成轴承压盖与配合轴颈间隙发生变化,而且转子弯曲及不动平衡造成电机转子在运行中振动加大,转子弯曲造成的间隙图1 电机轴承压盖与轴颈配合减小与振动位移,对配合间隙失效的作用是相互的。电机设备检维修中电机转子最大弯曲<0.04ram,轴颈椭圆度一般<0.O05mm,该电机轴严重变形,原始数据无法得到,查阅电机发生故障前的技术资料,日常检测电机位移值为0.023ram(标准值<0.06ram),虽然在标准范围内,但因泵流量瞬时不稳定等原因造成的短时间振动加大,仍可能带来轴承压盖与配合轴颈发生刮蹭摩擦的风险增大。应严格控制电机振动值。
3.防爆电机抱轴故障结论
对故障电机进行拆检及参照类似故障检修技术资料分析得出,该电机轴承抱轴故障是由压盖与转子轴颈相互摩擦发热,带来轴承润滑脂高温失效,轴承在润滑不良的状态下运行,轴承磨损造成压盖与转子轴颈相互摩擦变得更加严重,最终导致了轴承压盖与轴颈高温粘结在一起,造成电机过载保
护跳车。
查阅相关数据,因该防爆电机轴承配合原因造成剩余游隙0.045~0.065ram,使单边间隙减小0.013~0.028ram;运行中转子弯曲及剩余不平衡量造成的振动位移0.023ram,运行中单边间隙可减小0.036~0.041ram,还有轴承座孔与压盖孔配合同轴度差引起的单边间隙减小。累积误差已接近电机轴承压盖与轴颈单边最小间隙0.05ram的标准值,运行中就会发生轴颈与轴承压盖径向摩擦,造成电机抱轴故障。
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