李虎

（內蒙古大唐托克托（tuō）發電（diàn）有限責任公司，內蒙古托克托，010206）

　　摘　要：電機軸（zhóu）承（chéng）發熱故（gù）障是Z為常見的（de）電機故障之一，嚴重時（shí）需（xū）要降負荷運行，甚（shèn）至可（kě）能燒損軸承。對於重要（yào）的高壓輔（fǔ）機，必然會（huì）影響到發電機組的安全穩定運（yùn）行。本文著重介紹（shào）大唐托克托發電（diàn）有限責任公司（以下簡稱托電（diàn））凝（níng）結水（shuǐ）泵電機軸承發熱的原因及處理的成功方法，雖然是解決電機軸（zhóu）承發熱的個例問題，但由於電機（jī）磁（cí）中心偏移而造成軸承發熱的原因較為隱（yǐn）蔽，希（xī）望能為國內（nèi）發電企業提供借鑒。

　　關（guān）鍵詞：電動機；軸承；發（fā）熱；調整；磁中心

　　引言

　　托電#12機B凝結水泵電（diàn）機是由湖南湘（xiāng）潭電機廠生產，型號（hào）為YKSL500-4，功率為1000KW，額定轉速為1487r/min，驅動端軸承型號為6228/P6，非驅動端（duān）軸承型號為7330/P6。該電機為立式運行方（fāng）式（shì），電機采用水冷卻。2007年9月生（shēng）產，2008年投入生產運行。

　　一、電機軸承發熱的常見原因（yīn）

　　軸（zhóu）承發熱是電動機已發（fā）生故障特征和故障發生的（de）前（qián）兆，做好軸承發（fā）熱原因分析（xī）非常重要（yào），可以有效避免大的設（shè）備事故發生。如果（guǒ）軸承溫度長期在60℃以上運行，就可認為軸承處於故障狀態。而電機軸承發熱的原因主要有以下幾種（zhǒng）：

　　1.配合不（bú）當

　　軸承內（nèi）孔與軸的配合采（cǎi）用基孔製（zhì），軸承外圓與軸承座孔的配合采用基軸製。一般在正常負荷情況下軸（zhóu）與軸承內座圈，采用j5，js5，js6，k5，k6，m6配合，軸（zhóu）承座孔與軸承外座圈采用j6，j7配合。旋轉的座圈，通常采用過盈配合（hé），能在負荷作用（yòng）下避免座圈在軸徑和軸承座孔的配合表麵上發生滾動和滑動。

　　但有時由於（yú）軸徑和軸承座孔的尺寸測量不精確（què）或（huò）配（pèi）合麵粗糙（cāo）度未達到標準要求（qiú），造成過大的過盈配合，使軸承座圈受到（dào）很大擠壓，從而（ér）導致軸承（chéng）本身（shēn）的徑向（xiàng）間隙減少，使（shǐ）軸承轉動困難、發熱，磨損加劇或卡死（sǐ），嚴重時（shí）會造成軸承（chéng）內外座圈在安裝時開裂。不旋轉座圈常采用間隙或（huò）過盈不大的（de）配合，這樣不（bú）旋（xuán）轉座圈就有可能產生微小的爬動，而使座圈與（yǔ）滾動體的接觸麵不斷更換，座圈滾道磨（mó）損均勻。同（tóng）時也（yě）可以消除軸因熱伸長而使軸承中滾動（dòng）體發（fā）生軸向（xiàng）卡住的現象。但過（guò）大的間隙配合，會（huì）使不旋轉座圈隨滾動（dòng）體一同（tóng）轉動，致使軸（zhóu）（或軸承座孔）與內座圈（或外座圈）發生嚴重磨損，而出現摩擦使軸承發熱、振動。

　　2.裝配方法不當

　　軸承和軸（zhóu）徑或軸（zhóu）承座孔的過盈較小時，多采用壓入法裝配。Z簡單的（de）方法是利用銅（tóng）棒和手錘，按一定的順序對稱地敲（qiāo）打軸承帶過盈配合的座圈，使軸承順利壓入。另外，也可（kě）用軟金屬（shǔ）製的套管借手錘打入或壓力機壓入。若操（cāo）作不（bú）當，則會使座圈變形開裂，或者手錘打在非過盈配合（hé）的座圈上，則（zé）會使滾（gǔn）道和滾動體產生壓痕或軸承間接被破壞。

　　3.裝配時溫度（dù）控製不當

　　軸承在裝（zhuāng）配時（shí），若其與軸徑的過盈較（jiào）大，一般采用熱裝法裝配。即將（jiāng）軸承放入盛有機油的油桶中，機油（yóu）桶外部（bù）用熱水或火焰加熱，工藝要求加熱的（de）油溫控（kòng）製在80℃～90℃，一般不會超（chāo）過100℃，Z多不會超過120℃。軸承加熱後迅速取出套裝在（zài）軸頸上。若溫度控製不（bú）當造成加熱溫度過高，則會使（shǐ）軸承產生回火而致硬度降低，運行中軸承就易磨損、剝落、溫升過快甚至（zhì）開（kāi）裂。

需要（yào）注意的是，用油“煮”軸承時，軸承應平放在油桶內，並且（qiě）在軸承與筒（tǒng）底之間墊一件高度約50mm的木塊或鋼（gāng）筋支架，加溫時配合紅外線測溫儀或溫度計控製油溫。由於油浴加熱（rè）方法對於軸承膨脹量（liàng）的測量和溫度控製以（yǐ）及安裝等環節都不方便，建議采（cǎi）用電磁感應加熱器更為妥（tuǒ）當。

　　4.裝配時對軸（zhóu）承間隙調整不當

　　軸（zhóu）承的間隙分為徑向間隙和軸向間隙，其功用是保證滾動體的正常運轉和潤滑（huá）以及補償熱伸長。對於間隙可調整的軸承而言，因其軸向間隙和徑向間隙之間有正（zhèng）比例的關係，所（suǒ）以安裝是隻要調整好軸向間隙就可獲得所需（xū）的徑向間隙（xì），而且它們一般都是成對（duì）使用的（de）（即裝在軸的兩端或（huò）一端（duān）），因此，隻需要調整一隻軸承的軸向間隙即可。

　　對於間隙不可（kě）調整的進口（kǒu）軸承，因其徑向間隙在製造時就已按標準確定好了，不能進行調（diào）整，此類軸承裝在軸徑上或軸承座（zuò）孔內之（zhī）後，實際的（de）徑向（xiàng）間隙稱為裝配徑向間（jiān）隙，裝配（pèi）時要使裝配徑向間隙的大小恰好能在運轉中造成必要的工作徑向間隙，以保證軸承靈活轉（zhuǎn）動（dòng）。此類軸承在工作時，由於（yú）軸在溫度升高時受熱伸長（zhǎng）而使其內處座圈發生相對位移，從而使（shǐ）軸承的徑向間隙減少，甚至使（shǐ）滾（gǔn）動體在內外座圈（quān）間卡住。若將（jiāng）雙支承（chéng）進口軸承（chéng）中的一個軸承（另一（yī）個軸承固定在軸上和軸承座中）和（hé）側蓋（gài）間留出軸向間隙，可避免上述現象。

　　5.軸承質量不好

　　由於（yú）軸承質量不（bú）佳而造成軸承損（sǔn）壞（huài）時可能導致不預期的設備停機。會給企業帶來巨大的損失。新到貨的軸承都應當鑒定質量，具（jù）體方法通常分為外觀檢查和（hé）用鉛絲壓間隙。外觀檢查主要有以下幾個方麵：

　　軸承轉動應靈活自如，無犯卡或不轉動的滾珠（柱）。無雜音、跳動、擺動現象。

　　滾珠（柱）、滾道、支持架應光滑，無裂紋、鏽蝕、疤痕、破損。

　　內外套不應有（yǒu）裂紋（wén）、鏽蝕（shí）、配合緊力合適。

　　支（zhī）持架、滾道麵、滾動體上不應有壓痕和打痕。

　　不應有由於過熱造成的變色明顯。

　　支持（chí）架不應磨損或鉚釘鬆動。

　　用鉛絲壓間隙，根據軸承大小選（xuǎn）取適當直徑的鉛絲，采（cǎi）用三點壓間隙法，要求：（Z大（dà）值（zhí）-Z小值）/平均值≤10%；同時平均值符合下（xià）表遊隙標（biāo）準。

　　6.軸承油脂的選擇

　　軸承潤滑脂選（xuǎn）擇的（de）好壞直接關係著設備的穩定運行，針對電機型號、用途、負載的不同，油脂的選用也必然不同，為了更好的發揮軸承的（de）Z佳狀況，選擇軸承潤滑脂必須從以下幾方（fāng）麵（miàn）進行考慮：

　　6.1防鏽性能

　　使用（yòng）於軸承內的油（yóu）脂必（bì）須具有防（fáng）鏽效果，防鏽劑（jì）Z好能不溶於水。油脂應具有良好的附著力，並可以在鋼材（cái）表麵（miàn）形成一層油膜。

　　6.2機械穩定性（xìng）

　　油脂在機械加工時會變軟，導致泄露。正常運行時，油脂會由軸承座甩到軸承（chéng）內。如果油脂的（de）機械穩（wěn）定性不夠（gòu），運轉過程中，會使油脂的皂的結構產生機械性崩解，造成油脂被破壞，從（cóng）而失去潤滑作用。

　　6.3油封

　　油封是（shì）必需的保護軸承和（hé）潤滑（huá）劑免受外來汙染的屏障，軸承運轉過程中，不論（lùn）雜物（wù）或濕氣都不能滲入軸承內（nèi），以防造（zào）成對其破壞。

　　正確的安裝保養是發揮軸承Z長使用壽命的重要因素。同時，必須注意軸承（chéng）的清潔度、軸承選擇的正確（què）性和選用（yòng）適當的安裝與保養工具。另（lìng）外，軸承必須防止受到汙染物和濕氣的汙染，並保證有正確的被安裝和（hé）潤滑。故軸承配列的設計、油封的狀況、潤滑劑的型式及潤滑周期，乃至專門的保養皆扮演著相同而又重要的角色（sè）。

　　6.4混合油脂

　　決不要把（bǎ）不能相容的油脂混用，如果兩種不相容的油脂混用，通常其稠度會變軟，Z後（hòu）可能（néng）會因油脂容易流失而造成軸承的損壞。如果你不知道軸承原先使用的是（shì）哪一種潤滑脂，則必須先徹底清除軸承內外的舊油脂，方可添加（jiā）新油脂。

　　6.5油脂的分類

　　主要根據溫度和工作條件區（qū）分：油脂可根（gēn）據它們的容許工作溫度來分類，油脂的稠度和潤滑能力是（shì）受到工作溫度影響的（de），在某一（yī）溫（wēn）度下操作的軸承必須要選（xuǎn）擇在同樣溫度下有正確稠度和良（liáng）好潤滑效果的油脂。油脂是以不同的工作溫（wēn）度範圍來製造的，大（dà）致可區分（fèn）為低溫用、中溫用和高溫用的油脂。同時，有一類油脂稱為耐擠壓或耐擠壓並添加二硫化鉬（mù），同（tóng）時（shí），在其中加有添加劑以加強潤滑油膜的強度。

　　6.6選擇油脂的重要因（yīn）素

　　如果錯誤選擇（zé）油脂則所有預防軸承的措施也是徒勞，選擇一種油（yóu）脂，它的基油（yóu）粘度在工作溫度是能提供足夠（gòu）的潤滑效果是很重要的，粘度主要受到溫度的影響，它隨著溫度的上升而下降，當（dāng）溫度下降是它則上升。因此，必須知道在工作溫度時的基油粘度。機械（xiè）製造廠家通常都會指定使用某種油脂（zhī），然而大部（bù）分的標準潤滑脂適用的範圍都很廣。

　　二、電機軸承發熱的典型事例及處（chù）理

　　托電（diàn）#12機B凝結水泵電機為（wéi）立式電機，其非驅動端軸承（chéng）型號為（wéi）7330/P6-單列角接觸軸承，精度等級為P6，軸承軸向和徑向同時受力（lì），軸承固定在後軸頸上，電機後（hòu）大（dà）蓋、後軸承前後小蓋將軸承固定住（zhù），非驅動端軸（zhóu）承（chéng）外小蓋墊有3mm膠皮墊；電機（jī）驅動端軸承型號為6228/P6-深溝球軸承，精度等級為P6，軸承不受力，僅起導向作用，軸承固定在（zài）軸頸上（shàng），電（diàn）機驅動端大蓋、軸承前後小蓋將軸（zhóu）承固定（dìng）住，驅動端軸承前小蓋墊有3mm膠皮墊。

　　該電機（jī）從2013年7月份大修後，電機在空載、負載試運、以及定期切換過程中電機驅動端軸（zhóu）承溫度於運行一小時即可高（gāo）達70℃以上，四小時後溫度穩定於73-78℃。其後對該（gāi）電機進行如下檢（jiǎn）查和處理（lǐ）。

　　1.#12機B凝泵電機大修後，空載、負載（zǎi）運行時驅動端軸承溫度高，打開其軸承外小蓋，去除電機小蓋內的多餘油脂，經過多次（cì）試運，電（diàn）機驅動（dòng）端軸承溫度依然高達70多℃，排除了電機軸承（chéng）中油脂過多的因素。

　　2.利用（yòng）#11、#12機雙（shuāng）停時機，對#12機B凝泵電機前軸承進行解（jiě）體檢查，檢查發現：

　　2.1軸承中油脂無異（yì）常雜質，油脂良（liáng）好，軸承無明（míng）顯劣化現象。

　　2.2拆卸（xiè）對輪時發現靠背輪未裝配到位（與軸（zhóu）端（duān）相差（chà）5mm），檢查發現靠背輪與軸（zhóu）結合麵Z外（wài）側（cè）5mm處變形（xíng）、凸起，後對凸起處做了車削處理；靠背輪與軸頸有一半（bàn）距離無緊（jǐn）力，後對靠背輪與（yǔ）軸頸（jǐng）鍵槽處加裝定位螺栓，以防靠背輪（lún）向電機驅動側竄動（dòng）。但該問題並非影響軸承發熱（rè）的（de）直接因素。

　　2.3測量電機前大蓋與軸承外圈（quān）緊力為-2絲，但軸（zhóu）承外圈未跑套，後對大蓋（gài）進行了刷鍍，刷鍍後緊力為1絲；測量電機前軸頸與軸承內圈（quān）緊力（lì）合格。

　　2.4對（duì）電機驅動端（duān）軸（zhóu）承（chéng）進行了更換，軸承遊隙符合標準。

　　3.電機就位（wèi）後，對電（diàn）機進行了空載試運，空載試運20分鍾左右電機驅動端軸承溫度SIS顯示就高達（dá）65℃，就（jiù）地58℃，聲（shēng）音和振動都正常（cháng），1個小時後（hòu）軸承溫度高達72℃，3個小（xiǎo）時後軸承溫度仍保持在72℃並無明顯回落跡象。

　　4.電機驅動端軸承（chéng）溫度居高不下（xià），對此現象進行了分析，Z終認為，電機（jī）驅動（dòng）端軸承受到了軸向力，當電機停電一瞬間（電（diàn）機停電後，電機還（hái）能轉2-3分鍾），在這段（duàn）時間（jiān）內電機驅動端軸承溫度SIS顯示急速下降了12℃左右。

　　如上圖所示，圖中紅線（xiàn）為電機驅動端軸承溫度曲線，綠線為電機電流曲線，由圖可以看出當電機失電瞬間（jiān），電機驅動端軸承溫度突然驟降。軸承惰（duò）走期間，不可能2分鍾內（nèi）自然降溫12℃。鑒於電源通斷前後，軸（zhóu）承溫度（dù）的異常變（biàn）化（huà），判斷為軸向電磁力導致。如上所述，該電機的構造為：軸承固定在軸頸上，電機兩端大蓋、軸承前後小蓋將（jiāng）軸承限位、固定。如果電機轉子磁中心與（yǔ）裝配中心存在偏差，電機通電運行後，軸承會軸向受力，導致（zhì）軸向間隙變小甚至發生摩擦，從而（ér）造成軸承發熱（rè）。

　　5.關於電動（dòng）機（jī）的磁（cí）中心

　　電動機的（de）磁場主要體現在定子和（hé）轉子的（de）間隙處--稱為‘氣隙磁場。

　　在某一個位置，氣隙磁場的磁（cí）力線全部垂直於轉軸，而沒有軸向分量。這個位置就稱為磁力中心線。如果磁力線有（yǒu）軸向分量，在沒有其他（tā）限製條件的情況下（xià），電動機的轉（zhuǎn）子就會延軸線竄動（dòng）。當竄動比較厲害的時候轉子會撞上外殼，造（zào）成電動機損壞。如果在連軸時（shí）沒有校正（zhèng）磁力中性（xìng）線，那（nà）電動機和所驅動的機械都會承（chéng）受一（yī）個軸向的力，對設備（bèi）也（yě）是有損（sǔn）害的。

　　讓（ràng）電動機脫開聯（lián）軸（zhóu）器空轉，其穩定轉動時的位置就是磁力中心線位置。一般廠家都會給出刻度指示。對於（yú）大型電動機，在連軸前必須空轉，校正磁力中（zhōng）心線（xiàn）指示，然後再裝聯軸器。發電（diàn）機定子和轉（zhuǎn）子定位（wèi）分徑向和軸向的定位，徑向定（dìng）位靠空氣（qì）間隙（xì），軸向（xiàng）定位（wèi）靠磁力中心，國產機組一般是靠現場測量來確（què）定磁（cí）力中（zhōng）心的。電機單（dān）機（jī）正常運行時的軸向位置，就是磁力中心線的位置，就是要定轉子（zǐ）鐵芯對齊，在（zài）電機端部上方一般都（dōu）有紅線標注，新裝電機（jī）或者大修後一般都（dōu）要求校準的。大型（xíng）電機在現場要調整電機磁力中心，一般在（zài）銘牌（pái）上有標示（shì）磁力中心（xīn）外部測量方法，磁力中心不（bú）對將引起電機（jī）振動（dòng），出（chū）力不暢。

　　6.電機調整磁中心

　　待停機後打開了（le）電機驅動端軸承內（nèi）外小蓋，檢查軸承外（wài）觀及油（yóu）脂無明顯異常（cháng）；軸承外小蓋質口與軸承2mm間隙，軸承內小蓋質口與軸承無間隙。具體分（fèn）析：該（gāi）立式電（diàn）機非驅動端軸承型號為7330的單（dān）列角接觸球軸承，並通過軸承小蓋、大蓋與基座固定，起（qǐ）軸（zhóu）向向下限（xiàn）位作用（yòng）。假設磁中心低於裝（zhuāng）配中（zhōng）心，通（tōng）電運行後，轉子沿軸向向（xiàng）下方受力，具（jù）體表象應該是非驅（qū）動（dòng）端軸承溫度高（gāo）（因為驅動端軸承外小蓋（gài）質口與軸承有2mm間隙，存在轉子向下位移餘量，故不會受力發熱），與實際情況不符，因此判斷為磁中心高於裝配中心（xīn）。處理方法：在軸（zhóu）承內小（xiǎo）蓋結（jié）合平麵處加裝3mm厚的膠皮墊，既內小蓋質口與軸承間隙2-3mm，轉子裝配（pèi）中心餘量2-3mm。如果該餘量內轉子裝配中心（xīn）和磁中心可以重合，即可解決該問題。加完膠皮墊後，對電機進行了第二次空載試運。

　　三、結論

　　總之，電動機軸承發熱（rè）的（de）原因很多，軸承發熱後，要對可能產生的（de）原因逐條進行分析、檢查和整改，選擇優良的材料和備件（jiàn），在檢修中認真測量和把（bǎ）控每一個技術環節，嚴（yán）謹細致地進行裝（zhuāng）配，消除裝配“死點”，軸承發熱問題就順理成章地處理好了。

　　參考文獻

　　[1]李祉川主編.化工機械手冊（cè）[M]北京：化學工業出版社

　　[2]國電太原熱電廠編（biān）著.發電機及電氣設備[M]中國電力出版社

來源：《中文信息（xī）》2016年9期