電機(jī)檢修中更換軸承質(zhì)量控制要求
2024-03-04
根據(jù)多年的檢修運(yùn)行狀況，電機(jī)尤其是高壓電機(jī)檢修后經(jīng)常發(fā)生如下問(wèn)題：
1、電機(jī)檢修后試運(yùn)中電機(jī)軸承溫度高；
2、電機(jī)檢修后試運(yùn)中電機(jī)振動(dòng)大；
3、電機(jī)檢修后單體試運(yùn)正常，帶機(jī)械連軸后振動(dòng)增加；
4、電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后軸承響聲異常甚至損壞；
5、電機(jī)正常運(yùn)行中補(bǔ)充油脂造成電機(jī)軸承溫度飆升。
以上問(wèn)題的發(fā)生往往是在電機(jī)檢修過(guò)程中忽視了質(zhì)量控制所引起的，因此我們經(jīng)常說(shuō)廠家的電機(jī)質(zhì)量好些，其實(shí)不然電機(jī)廠的生產(chǎn)及組裝整套工藝與我們現(xiàn)場(chǎng)所使用的檢修工藝是一樣的，只有注重了電機(jī)檢修過(guò)程中的質(zhì)量控制才能使檢修后的電機(jī)真正恢復(fù)到電機(jī)出廠時(shí)的良好狀態(tài)。
電機(jī)檢修中的軸承質(zhì)量控制，建議從以下方面進(jìn)行：
1、電機(jī)軸承的選型：
眾所周知電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)軸承的好壞和是否合適是電機(jī)運(yùn)行壽命和質(zhì)量第一道關(guān)口。
首先需要核對(duì)電機(jī)銘牌的軸承型號(hào)、廠家等信息，核對(duì)待用軸承的技術(shù)參數(shù)是否能滿足電機(jī)使用，以我司磨煤機(jī)電機(jī)為例：電機(jī)銘牌標(biāo)明使用前端軸承為23044CC/C3W33（SKF）說(shuō)明電機(jī)軸承為：內(nèi)徑220毫米、外徑為340毫米、厚度為90毫米、軸承徑向游隙為220～290um、鋼保持架、瑞典斯凱孚生產(chǎn)的調(diào)心圓柱滾子軸承。磨煤機(jī)電機(jī)型號(hào)YTM710-6功率1600KW額定轉(zhuǎn)速993r/min。
電機(jī)軸承的保持架的材質(zhì)一般分為鋼保持架、銅保持架和尼龍保持架，我們常用的保持架為鋼保持架和銅保持架兩種，整體來(lái)說(shuō)鋼保持架的軸承運(yùn)行時(shí)噪聲較銅保持架的軸承大，但是鋼保持架軸承負(fù)荷承受能力略強(qiáng)于銅保持架軸承。尼龍保持架軸承一般用于輕載荷特殊要求的設(shè)備。例如主變潛油泵電機(jī)軸承為尼龍保持架，使用該類型保持架是防止保持架磨損或斷裂時(shí)無(wú)金屬屑進(jìn)入主變油系統(tǒng)中。
當(dāng)我們選擇軸承時(shí)以SKF、NSK和FAG三個(gè)品牌軸承為例：
可以看出：
A、NSK軸承的極限轉(zhuǎn)速不能滿足該電機(jī)使用，若強(qiáng)行使用將造成軸承的保持架容易疲勞斷裂，引發(fā)故障。
B、鋼保持架軸承負(fù)荷承受能力略強(qiáng)于銅保持架軸承。
因此磨煤機(jī)電機(jī)可選用SKF或FAG兩個(gè)品牌的軸承。
2、電機(jī)軸承的檢查：
不是所有采購(gòu)回來(lái)的軸承都可以隨意領(lǐng)用后不經(jīng)過(guò)檢查就可以直接使用，采購(gòu)回來(lái)的軸承有可能出現(xiàn)包裝破損造成軸承銹蝕等情況；供貨商為謀取利益供貨為假軸承；供貨過(guò)程中出現(xiàn)偏差，造成來(lái)的軸承規(guī)格型號(hào)偏差等原因。因此新軸承領(lǐng)用后必須進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，有疑問(wèn)時(shí)必須弄清楚才可進(jìn)行安裝。
2.1軸承上型號(hào)、規(guī)格、生產(chǎn)廠家等鋼字碼清晰正確，軸承選用符合電機(jī)銘牌要求。
2.2清洗檢查軸承，軸承必須光滑；無(wú)傷痕，孔洞及銹斑，保持架無(wú)松動(dòng)，內(nèi)外徑合乎要求，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)聲音勻稱，無(wú)雜音無(wú)震動(dòng)搖擺現(xiàn)象。
2.3軸承保持架的檢查：保持架允許稍有晃動(dòng)，鋼保持架不許與內(nèi)外圈接觸，銅保持架允許與內(nèi)圈摩擦。
2.4老軸承磨損及新軸承游隙在以下規(guī)范內(nèi)：
游隙檢查方法：檢查軸承的徑向游隙磨損程度。先將軸承的潤(rùn)滑油洗凈，用磁性千分表座架在轉(zhuǎn)子軸頸上，千分表打在軸承外圈上，在千分表相對(duì)的軸承外圈上施加150N壓力或推力，即可在千分表上讀出軸承的徑向游隙。
3、電機(jī)軸頸和軸套參數(shù)檢查
電機(jī)解體后，拆除電機(jī)軸承應(yīng)對(duì)電機(jī)軸頸和端蓋軸套進(jìn)行測(cè)量，以檢測(cè)是否有走內(nèi)外圈的情況，同時(shí)對(duì)軸頸和軸套的表面光潔度、橢圓度進(jìn)行檢查測(cè)量，當(dāng)表面光潔度不足或橢圓度超標(biāo)時(shí)，軸承將引起變形，造成軸承游隙的改變。
軸頸和軸套的偏差尺寸在下表范圍內(nèi)：
軸套和軸頸過(guò)松過(guò)緊均對(duì)組裝的好電機(jī)有影響，過(guò)松時(shí)容易出現(xiàn)跑內(nèi)、外圈的情況，過(guò)緊時(shí)壓縮軸承的游隙，軸承游隙的改變?cè)斐奢S承緊力過(guò)大，運(yùn)行中溫度偏高繼而影響軸承的壽命。
4、軸承安裝的注意事項(xiàng)：
4.1軸承選擇并對(duì)各部件測(cè)量后一般采用加熱或冷打的方式安裝，中大型電機(jī)軸承的安裝一般采用加熱安裝，目前多采用軸承加熱器進(jìn)行加熱。軸承加熱器對(duì)軸承進(jìn)行加熱時(shí)需要注意加熱溫度，不是加熱溫度越高越好。根據(jù)軸承廠家資料表明軸承加熱溫度一般在80～105攝氏度就可以安裝。因此加熱時(shí)需要嚴(yán)格控制溫度，軸承加熱溫度過(guò)高容易造成軸承鋼材材質(zhì)變化，影響軸承壽命。
4.2軸承加熱器采?的是磁場(chǎng)渦流原理進(jìn)行加熱，因此加熱器對(duì)軸承的鋼材有磁化情況，選用加熱器時(shí)需選用帶退磁功能的軸承加熱器進(jìn)行加熱，軸承被磁化后容易吸附鐵屑等鐵磁物質(zhì)，在軸承清洗時(shí)難以清洗干凈，影響軸承的使用壽命。
4.3軸承安裝必須到位，清洗軸承需要檢查是否清洗干凈，盤動(dòng)軸承無(wú)卡塞跳動(dòng)現(xiàn)象。
4.4軸承安裝后需要復(fù)查軸承的徑向游隙，此時(shí)的游隙稱作安裝游隙，在對(duì)新軸承檢查時(shí)測(cè)量的游隙為出廠游隙，當(dāng)安裝后游隙的壓縮量過(guò)大說(shuō)明電機(jī)軸承的軸頸或軸套配合有問(wèn)題。
5、潤(rùn)滑脂的選用及加油量：
軸承潤(rùn)滑脂品種繁多，軸承運(yùn)轉(zhuǎn)速度、負(fù)載力的大小及負(fù)荷是否均勻?qū)枰煌愋偷臐?rùn)滑脂。一般電廠為統(tǒng)一潤(rùn)滑脂電機(jī)統(tǒng)一加一種或兩種油脂容易造成電機(jī)運(yùn)行時(shí)軸溫偏高或潤(rùn)滑效果不理想的情況。
一般來(lái)說(shuō)極壓型高粘度油脂應(yīng)運(yùn)用在高轉(zhuǎn)速高負(fù)載的電機(jī)，極壓型粘度較低的油脂用于低轉(zhuǎn)速高負(fù)載電機(jī)。當(dāng)高粘度油脂用于低轉(zhuǎn)速電機(jī)時(shí)容易造成油脂潤(rùn)滑不充分（即油脂甩不動(dòng)）造成電機(jī)軸承溫度偏高，影響電機(jī)軸承壽命。低粘度油脂用于高轉(zhuǎn)速電機(jī)時(shí)油脂容易被甩出，造成軸承室內(nèi)缺油，影響電機(jī)軸承壽命。因此電機(jī)在軸承檢修安裝中應(yīng)注意選用合適油脂。
電機(jī)軸承加油不是越多越好，油脂過(guò)多時(shí)，高轉(zhuǎn)速電機(jī)由于油脂和軸承、擋油環(huán)等部件的摩擦造成電機(jī)軸承溫度上升，且油脂一點(diǎn)一點(diǎn)的甩出過(guò)程中易造成電機(jī)軸承溫度較大幅度波動(dòng)，影響檢修、運(yùn)行人員的正確判斷。因此軸承的加油量應(yīng)為軸承油腔容積的1/3～2/3，（3000轉(zhuǎn)/分為1/3；1500轉(zhuǎn)每分為1/2；1000轉(zhuǎn)每分及以下為2/3）。
電機(jī)正常運(yùn)行后根據(jù)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間合理補(bǔ)充油脂，一般加油量在首次較多，其原因?yàn)榧佑凸堋⒂蜕w等處油脂未完全填滿，加油初期油脂首先是補(bǔ)充了油脂缺失部分，因此加油時(shí)應(yīng)邊加油邊聽(tīng)軸承內(nèi)油脂的潤(rùn)滑聲音。
6、其他部件檢查：
電機(jī)更換軸承檢修中對(duì)端蓋、油蓋、止動(dòng)環(huán)、擯帽螺母、擋油環(huán)經(jīng)常是清洗干凈后就放一邊待裝復(fù)，其實(shí)這些部件的檢查測(cè)量及其重要，嚴(yán)重的影響電機(jī)整機(jī)安裝的質(zhì)量。因此在清洗干凈后必須進(jìn)行以下檢查測(cè)量：
6.1電機(jī)端蓋、油蓋止口是否光滑完整，無(wú)磨損或變形，若有需進(jìn)行修復(fù)。
6.2電機(jī)油蓋止口有磨損時(shí)需要上車床加工或更換，車削加工時(shí)需要按照原端蓋止口高度進(jìn)行將止口及油蓋接合面一刀車出，否則影響裝配間隙。
6.3在老軸承拆卸前需對(duì)軸承滾珠和彈道磨損進(jìn)行檢查，從而分析軸承在上一個(gè)運(yùn)行周期中是否出現(xiàn)安裝偏心等情況，若有在新軸承安裝時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
6.4擋油環(huán)的安裝以擋油環(huán)帶斜度面靠軸承側(cè)安裝，若出現(xiàn)安裝反的情況容易造成廢油無(wú)法排出和軸承摩擦擋油環(huán)的情況，造成電機(jī)軸承壽命降低；
6.5止動(dòng)環(huán)的定位片無(wú)磨損，若有磨損需要更換止動(dòng)環(huán)，否則止動(dòng)環(huán)的位移將造成擋油環(huán)松動(dòng)與電機(jī)軸承摩擦。
6.6擯帽螺母的變形在允許范圍，正常安裝時(shí)擯帽螺母不是采用打擊的方式進(jìn)行安裝，是采用鉤子扳手進(jìn)行安裝。擯帽螺母必須擯緊，并用止動(dòng)環(huán)反扣牢固，否則電機(jī)運(yùn)行中將造成擯帽螺母與油蓋摩擦或擋油環(huán)和止動(dòng)環(huán)及軸承的摩擦。
7、電機(jī)磁場(chǎng)中心的調(diào)整：
在理想狀態(tài)下，即電機(jī)運(yùn)行中軸承的油脂不會(huì)被污損和甩出的情況下，電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)子的位置是由電機(jī)設(shè)計(jì)的電機(jī)磁場(chǎng)中心所固定的，或者說(shuō)電機(jī)沒(méi)有前后內(nèi)外油蓋，電機(jī)在磁場(chǎng)中心平衡后電機(jī)仍舊能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其實(shí)我們常見(jiàn)的軸瓦電機(jī)就是該類型運(yùn)行方式，我們可以注意到檢修后的軸瓦電機(jī)啟動(dòng)瞬間有時(shí)候有較大的軸竄后恢復(fù)至平穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)的竄動(dòng)就是電機(jī)在自行尋找電機(jī)的磁場(chǎng)中心。
碰到的較多情況是電機(jī)檢修后單體試運(yùn)三向振動(dòng)中唯獨(dú)軸向振動(dòng)大或者單體試運(yùn)狀態(tài)很好，但是連機(jī)械運(yùn)行是軸向振動(dòng)明顯增加的情況。以上情況的發(fā)生多為電機(jī)在組裝或找中心過(guò)程中電機(jī)磁場(chǎng)中心位置發(fā)生偏移造成。均屬于安裝問(wèn)題。
仍舊以磨煤機(jī)電機(jī)為例，磨煤機(jī)電機(jī)前端軸承軸套厚度為108mm，電機(jī)前軸承厚度為90mm，前軸承兩端油蓋止口高度為10mm，由此計(jì)算可得出電機(jī)在組裝完成后兩油蓋無(wú)法和軸套合縫，誤差高達(dá)2mm。詢問(wèn)電機(jī)廠一般答復(fù)是為了節(jié)約材料，加工軸套時(shí)選用的是110mm鋼板加工，因此有兩毫米加工余量，油蓋是倒模出來(lái)的，按照標(biāo)準(zhǔn)加工止口都是10mm，因此加個(gè)墊子就可以了。經(jīng)常認(rèn)為原來(lái)電機(jī)解體后橡皮墊子是多厚的再安裝也就用多厚的，或者厚一點(diǎn)也沒(méi)有關(guān)系，或者說(shuō)不就是2mm間隙嗎，我加個(gè)兩毫米墊子隨意套那邊就可以彌補(bǔ)了不合縫的問(wèn)題。然而事實(shí)是這樣嗎？若這樣完全可以油蓋加工到9mm就可以了，其實(shí)這兩個(gè)毫米的間隙就是電機(jī)廠在電機(jī)組裝過(guò)程中用于調(diào)節(jié)電機(jī)磁場(chǎng)中心用的。
那么磁場(chǎng)中心是否有偏差，偏差怎么測(cè)量？中大型電機(jī)尤其是高壓電機(jī)在定子和轉(zhuǎn)子鐵芯上均設(shè)計(jì)有導(dǎo)風(fēng)風(fēng)道，該設(shè)計(jì)是為了加強(qiáng)定子和轉(zhuǎn)子的冷卻效果，在電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)中定子和轉(zhuǎn)子的導(dǎo)風(fēng)風(fēng)道是一一對(duì)應(yīng)的，也就是說(shuō)電機(jī)的磁力中心線若對(duì)準(zhǔn)后導(dǎo)風(fēng)風(fēng)道應(yīng)完全對(duì)齊。
電機(jī)在組裝完成后應(yīng)檢查電機(jī)磁力中心線是否對(duì)齊，若磁力中心線向前移動(dòng)，松開(kāi)后端軸承油蓋并取下前端外油蓋的墊子同時(shí)加厚前端內(nèi)油蓋的墊子重新安裝油蓋，對(duì)角慢慢收緊油蓋螺栓，利用油蓋止口將轉(zhuǎn)子向后壓至磁力中心線對(duì)齊，對(duì)齊后拆下油蓋測(cè)量軸承端面至軸套的距離，根據(jù)和油蓋止口的厚度偏差重新根據(jù)該厚度制作新的墊子，同時(shí)根據(jù)計(jì)算偏差值更換內(nèi)油蓋的墊子。再拆卸后端油蓋測(cè)量軸承端面至軸套的距離，根據(jù)和油蓋止口的厚度偏差重新根據(jù)該厚度制作新的墊子，同時(shí)根據(jù)計(jì)算偏差值更換后端內(nèi)油蓋的墊子。若磁力中心先線向后移動(dòng)，則向反方向壓即可。注意的是一定要更換 兩組油蓋的四個(gè)墊子才可。
為什么要更換4個(gè)墊子才可以？從理論來(lái)說(shuō)更換一個(gè)就可以了，電機(jī)不是由磁力中心線定位嗎？其實(shí)不然，更換后端的兩個(gè)墊子是為了保證后端圓柱滾子軸承的滾子和軸承內(nèi)圈沒(méi)有偏移，軸承更好的運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)避免后軸承偏移后和擋油環(huán)距離不足引起摩擦，造成軸承損壞。前端內(nèi)油蓋更換為合適的墊子是為了防止電機(jī)檢修后運(yùn)輸或找中心時(shí)引起磁力中心線再次偏差造成電機(jī)軸向振動(dòng)大。
因此在開(kāi)篇中提出的5個(gè)問(wèn)題個(gè)人認(rèn)為是應(yīng)進(jìn)行以下回答：
1、電機(jī)檢修后試運(yùn)中電機(jī)軸承溫度高的原因分析為A、選用油脂失誤或加油過(guò)多；B、軸頸或軸套過(guò)緊引起軸承安裝蠕變量大，軸承間隙不足；C、軸頸或軸套過(guò)松引起軸承走套；D選用軸承錯(cuò)誤，間隙系列選擇錯(cuò)誤。
2、電機(jī)檢修后試運(yùn)中電機(jī)振動(dòng)大的原因分析A、軸承清洗不干凈，軸承內(nèi)有異物；B電機(jī)地腳沒(méi)有墊平出現(xiàn)跛腳現(xiàn)象；C、磁力中心線沒(méi)有對(duì)齊；D、電機(jī)裝配時(shí)端蓋結(jié)合面、油蓋結(jié)合面等處有變形導(dǎo)致沒(méi)有安裝到位。
3、電機(jī)檢修后單體試運(yùn)正常，帶機(jī)械連軸后振動(dòng)增加原因分析為A、油蓋的墊子配合不合適，在連軸后拖動(dòng)磁力中心線變化引起，一般表現(xiàn)為軸向振動(dòng)大幅度增加，水平和垂直振動(dòng)正常；B中心未找對(duì)引起，一般表現(xiàn)為三側(cè)振動(dòng)均增加。
4、電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后軸承響聲異常甚至損壞原因分析為：A、軸承清洗不干凈，軸承內(nèi)有異物；B磁力中心線未完全對(duì)齊，雖然軸向振動(dòng)不大但是電機(jī)屬于單邊磨損，加快軸承損壞；C、軸承質(zhì)量不行。
5、電機(jī)正常運(yùn)行中補(bǔ)充油脂造成電機(jī)軸承溫度飆升的原因分析為：A、選用補(bǔ)充油脂失誤或加油過(guò)多；B、電機(jī)加油通道或油脂內(nèi)有異物進(jìn)入軸承引起，此時(shí)軸承應(yīng)出現(xiàn)響聲異常。
總體來(lái)說(shuō)電動(dòng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常進(jìn)行的檢修項(xiàng)目就是更換軸承，從軸承的選型到裝配的過(guò)程中很容易出現(xiàn)這樣那樣的遺漏和疏忽繼而引起檢修完成后故障頻發(fā)，因此參與檢修的人員應(yīng)根據(jù)作業(yè)指導(dǎo)書的工序和檢修工藝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一步一步進(jìn)行工作，切忌不可由于趕工期或原來(lái)就是這樣的我這樣安裝沒(méi)有錯(cuò)的思想誤導(dǎo)，造成檢修后設(shè)備無(wú)法正常投運(yùn)或設(shè)備壽命大大降低情況。
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