YB系列防爆电机抱轴故障原因分析

马本红

1.故障

电机型号YB400S1-2，轴功率200kW，2011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-2，轴功率132kW，2011年7月后轴承端烧毁，累计运行129天。电机型号YB2400M1-2，轴功率250kW，2011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。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（-10～130℃），都能满足电机轴承润滑要求。

（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≤0.26mm（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孔的同轴度，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Φ160.05mm，标准值Φ160mm），会带来图1中K的间隙进一步减小。

（4）轴承配合。电机采用6218轴承支撑，轴承径向游隙为 0.01～0.03mm， 轴 颈 为Φ80.015mm（轴颈另一端实测值），座孔尺寸为Φ160.05mm（实测值），直径方向累计间隙为0.045～0.065mm。

（5）转子振动。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＜0.04mm，轴颈椭圆度一般＜0.005mm，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0.023mm（标准值＜0.06mm），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.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，因该电机轴承配合原因造成剩余游隙0.045～0.065mm，使单边间隙减小0.013～0.028mm；运行中转子弯曲及剩余不平衡量造成的振动位移0.023mm，运行中单边间隙可减小0.036～0.041mm，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0.05mm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。

4.如何避免电机抱轴故障

（1）严格控制端盖座孔、轴承配合轴颈的尺寸公差，对于磨损超差的配件进行修理时，严格控制尺寸及形位公差。

（2）严格控制轴承座孔与压盖孔的同轴度。

（3）测量电机转子的弯曲度，必要时做动平衡，确保转子运行中振动控制在标准内。

（4）保证设备对中标准，避免因外力造成电机转子运行中振动。与生产单位结合，确保机泵运行不抽空也很有必要。