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2022-12-01
自(zì)高壓水(shuǐ)泵電機投入使用以來,陸(lù)續出現電機前端軸瓦溫度升高現象,Z高達72℃,並有繼續升高的趨勢(shì)。軸瓦溫度已經大大超過了熱工一級(jí)報警值(70℃)和二級報警(jǐng)值(75℃),二級報警跳閘停機,嚴重(chóng)威(wēi)脅到高壓除(chú)鱗泵電機及高壓(yā)變頻(pín)器的安全運行,因而必須停泵進(jìn)行檢查處理。檢(jiǎn)查(chá)發現電機負荷端瓦型(xíng)軸承推力(lì)麵出現磨損(sǔn)及塊狀脫落的鎢金耐磨層,原裝鎢金瓦型軸承報廢已不能繼續使用。於是重新更換一套軸瓦,並投入使用。但使用半個月後檢查電機前端軸瓦時發現,新軸瓦推力麵(miàn)烏(wū)金雖然磨損相對較輕(qīng),但是推力麵已(yǐ)經出現明顯(xiǎn)的龜裂,龜裂位置與先前損壞的瓦型軸承損壞位置相同,隻是損壞程度相(xiàng)對較小。對電(diàn)機軸瓦重新處理後繼續安裝使用,但在此後運行過(guò)程中(zhōng),當高壓(yā)泵連續高速運轉,電(diàn)機會(huì)發出明顯的撞擊異響,而且電機軸承溫度立即(jí)升高,隻能被迫降速或停(tíng)機檢查,嚴重擾亂中厚板生產線的正常生產,也給(gěi)中板高壓除磷泵及電機的安全(quán)運行帶來極大的(de)威脅。
1、原因分析
停泵揭瓦檢查,發現高壓泵電機前軸瓦外側(cè)(靠高壓泵一(yī)側)磨損嚴重,外側圓周麵烏金顏色發黑並有脫胎現象(xiàng),電機轉子擋(dǎng)肩粘有融(róng)化的烏金(如圖1所示)。這些現(xiàn)象證(zhèng)實,軸瓦溫度不斷升高是由於電機轉子向電機側方(fāng)向竄動,致使電機轉子擋肩與軸瓦外側烏金(jīn)動靜接觸(chù)摩擦引起的。具體導致電機轉子嚴重竄動(dòng)的軸向推力的產生原因分析如下。

1.1 機械中心與磁場中心不一致
電動機在運行時,其轉子將定位於磁場中心,而轉子主軸與兩軸承間有一個機械(xiè)中心(xīn)(即電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端軸間與(yǔ)軸承間間距相等(děng)的位置(zhì))。這2個中心可(kě)能存在不一致,安裝時如果以機械中心為基(jī)準來調整個軸的軸向間距,當(dāng)電機啟(qǐ)動後,轉子將自動定位於磁場中心,電機軸的(de)軸向竄動(dòng),將破壞(huài)原安裝時調整好的軸向間距。當這個偏差不大時,對於齒輪式聯軸器,可以由內外齒輪套的預留軸向(xiàng)間隙補(bǔ)償;如果(guǒ)超過了(le)聯軸器預留軸向間隙時,則聯軸器及被傳動軸將受到一個(gè)軸向外加(jiā)力,造(zào)成部件的(de)端麵摩擦,產生發熱等有害影響。
1.2 轉(zhuǎn)動(dòng)軸係按聯軸器(qì)找中心(xīn)時出現偏差
軸在軸承中不對中的偏差會對軸承增(zēng)加很大的附加力矩,由於電機轉(zhuǎn)子能在一定範圍內沿軸(zhóu)向來回遊(yóu)動(dòng),軸係中心不正時,聯軸器會產生固定方向的軸(zhóu)向分力,使轉子在軸向分力的作用下克服磁場方向(xiàng)一側推動,導致電(diàn)機轉子擋肩與軸承外側烏金動靜摩擦。如圖2所示。

1.3 電機轉子(zǐ)兩端的揚度不符合(hé)要求
電機轉子兩端軸(zhóu)頸(jǐng)揚度不合理,會引起電機轉子在自身重力(lì)軸向分力的作用下克服磁場力向(xiàng)揚度小的一端滑動。因此,電機兩端揚度合理是消除軸向分力的關鍵(jiàn)。
1.4 高壓(yā)電機軸瓦軸承的定位遊隙設計(jì)太小
高壓電機(jī)負荷端軸擋肩定位間距為100.4mm,而軸瓦外距為(wéi)100mm。也就是說,電機轉子軸擋肩對軸瓦的定位遊移量隻有0.2mm,對於高壓泵的高壓高速電機來(lái)說,電機(jī)的安裝和磁(cí)力中心線誤差量基本在0.2mm以上,因此0.2mm的遊移量不能滿足高壓電機高低速(sù)運行時的電機(jī)轉子竄動。負荷端軸瓦遊移量如表1所示。

1.5 高(gāo)壓電機(jī)磁(cí)力(lì)中心線(xiàn)位置標定和實(shí)際不符合
電(diàn)機原設計(jì)磁力(lì)中(zhōng)心線位置為178mm,而電機在空載狀態下靜(jìng)止時的磁力中心線測量值(zhí)為176mm,電機升速後和(hé)自由停車後的磁力中心線的位置均為176mm,說明電機原設計標定的磁力中心線位置和(hé)實(shí)際(jì)有一定的(de)偏差。
1.6 高壓(yā)泵內部渦流產生(shēng)水力擾動作用力
高壓泵在高速大(dà)流量運行(háng)時,高壓泵內部水流渦動產生的水力擾動作用力,會使高壓泵產生軸向竄(cuàn)動。但從高壓泵(bèng)、聯軸(zhóu)器、電機之間的連接(jiē)和結構可知(zhī),高壓泵的軸向推力(lì)對電(diàn)機轉子有一定的推動力,但對(duì)轉子的穩定性影響不大。
2、解決方案
⑴根(gēn)據調(diào)整前的有關數(shù)據,對軸係中心(xīn)和電機揚(yáng)度重(chóng)新調整。在調整轉子軸係中心時(shí)重點考慮(lǜ)電(diàn)機轉子揚度情況,在其兩端揚度合理、一致的(de)情況下分別修正耦合器轉子(zǐ)與電機軸的中心,電機轉子與高壓(yā)泵的(de)中心。調整電機兩端軸(zhóu)承(chéng)座的墊片後,中心情(qíng)況如圖3所示(shì)。

⑵移動定(dìng)子使其?力中心與轉子磁力中心線重合,移動量與測量(liàng)後的竄動量(liàng)基(jī)本相等。在工程實際中,移動定(dìng)子時,先卸掉電機定子端蓋及定子固定螺栓和定位銷,然後用兩台力量合(hé)適的千斤頂(dǐng)在定子端麵同時頂動(dòng),為了監視移動量及頂動時定子(zǐ)是(shì)否有傾斜移動,還(hái)應在定子移動方向(xiàng)及兩側光滑麵打上(shàng)百分表。根據(jù)此電機(jī)原設計178mm磁力中心線位置及電(diàn)機轉(zhuǎn)子竄動方向,將電機定子向高壓泵方向移動2,消除(chú)原設計及實際誤差,使高壓電機磁力中心線位置真正(zhèng)達到176mm。
⑶加工電機轉於軸承擋,增(zēng)加軸瓦兩側(cè)遊隙。加(jiā)工電機轉子軸承擋肩,將電機(jī)轉子抽出來,將軸伸端(duān)軸承擋寬度尺寸由100.4mm加工(gōng)到110mm,這樣,和前麵介紹的方法相結合並做適當的調整(zhěng)後?電機運行時可使軸瓦兩側到軸擋肩的(de)間隙為5mm,增加了軸瓦兩側(cè)的遊隙,避免了軸擋肩與軸瓦側麵動靜相擦的故(gù)障。加工後的軸瓦遊移量如表2所(suǒ)示。

另(lìng)外,可以類(lèi)比(bǐ)將電機軸伸端軸瓦寬度由原來的100mm改為90mm,使軸(zhóu)瓦兩側的間隙(xì)變為5.2mm,同理也可以增加軸瓦兩側的遊隙,達到預期目的。但軸瓦兩側巴氏合金厚度一般為3mm,車削5mm後必然將軸承兩側的烏金麵徹(chè)底削(xuē)掉,此方法容易引起電機軸承溫度過高的現象。因此,軸瓦車削後必須重新澆注巴氏合金並加工,費時費(fèi)力,且不利於後期設備(bèi)的維護。
3、結語(yǔ)
⑴對於采用齒輪式聯軸器連(lián)接的高壓泵電機轉子,如果出現電機轉子軸向竄動現象,應首先考(kǎo)慮高壓電機轉子兩端的揚(yáng)度和軸係中心問題。
⑵處理高壓電機轉子軸(zhóu)擋肩(jiān)與軸瓦軸承遊隙問題,應根據電機轉速及高壓泵(bèng)特性調整負荷端軸瓦遊隙,避免造成轉子軸擋肩與軸承動靜(jìng)接觸、碰(pèng)磨(mó)引起軸瓦溫度升高及發(fā)出撞擊的缺陷。
⑶通過上述高壓泵電機轉子軸向竄(cuàn)動原因分析,對中(zhōng)板高壓泵高壓(yā)電機進行磁力中心調整、轉子軸承擋(dǎng)重新加工,Z後進行軸係的找正,徹底解決了中板高壓泵電機轉子竄動及電機異(yì)常振動(dòng)、溫升問題,避免了電機(jī)因滑(huá)動軸承損壞導致電機掃膛燒壞的可能後果。
(來源:振動診斷與轉子平衡(héng))