高压异步电机滑动轴承的现场检修

詹　望，吴赛飚

高压异步电机滑动轴承的现场检修

詹望1，吴赛飚2

高压异步电动机滑动轴承故障的诊断涉及到多方面专业知识，包括电机通风结构、滑动轴承基本结构、稀油站油路系统、现场安装与基础刚性等，这使得生产现场工作人员很难准确判断故障原因。本文总结了多年来水泥生产线电机维修的现场经验，从温升、振动、漏油三个具体监测情况入手，通过理论分析，阐述了故障的发生与设备结构、现场操作以及保养维护的关系，给出了具体的故障处理方案，具有一定的实用性。

水泥；异步电动机；滑动轴承；维护

1　引言

近年来大功率箱体式高压异步电动机被广泛运用于水泥生产线的各式磨机、辊压机等重要设备。一些因使用和维护不当而导致的滑动轴承故障频繁发生（如图1所示），严重影响了企业的生产效益。

高压异步电动机滑动轴承现场故障类型很多，我们通过整理多年来水泥生产线电机维修记录发现，发生频率最高的是瓦温高、振动大、漏油三大类故障。本文通过分析滑动轴承的润滑运行原理，结合现场维护经验，阐述了故障产生的原因，并给出了保障高压异步电动机稳定运行的解决方案，供业内各水泥生产厂家参考。

图1　烧损严重的轴瓦

2　滑动轴承基本工作原理

滑动轴承类型很多，按润滑形式划分主要有：自润滑型、强迫润滑型、复合润滑型。按结构形式划分主要有：座式球面滑动轴承、A型端盖式球面滑动轴承、B型端盖式球面滑动轴承、立式推力滑动轴承等。箱体式高压异步电动机选用B型端盖式球面滑动轴承，该型号滑动轴承具有结构紧凑、防护性能高、安装维护方便的特点。为了适应水泥生产线各类设备负载大的工况，现场均采用稀油站外供油和油环内供油的复合润滑方式。

图2所示为B型端盖式球面轴承的基本结构。该轴承的瓦背采用球面结构，具有自调心的功能。在轴承下瓦的端面上开有油槽，电机运行时稀油站油泵将润滑油通过油槽送入轴瓦内部。瓦口部位是油槽带，这里可以储存大量润滑油以冷却瓦面和转轴，同时这些润滑油通过油楔进入工作面起到润滑作用。滑动轴承自带的油环下端浸在储油腔中，运行时随转轴一起旋转将润滑油带到油槽带内。油环的自润滑作用可以解决外供油系统故障导致的短时供油不足问题。

滑动轴承顶部设置了呼吸器可以平衡轴承内腔的气压，保证外供油系统进油和回油的通畅。轴承侧面设置的油标可以观察储油腔内液面高度。PT100测温传感器用来实时监测轴瓦温度保证轴承的正常运行。滑动轴承瓦座两侧设有浮动密封圈和密封毛毡，用来提高轴承的防护等级。

图2　B型端盖式球面轴承的结构

图3　轴瓦材料组织的微观结构

3　滑动轴承常见故障分析与维护方案

大型水泥生产线都建立了完善的自动监控系统和现场设备监测体系，通过分析轴承温度、振动等的检测数据，我们可以较早地发现轴承运行异常的情况。下面我们根据多年的现场维护经验对常见的故障点进行分析并给出相应的处理方案。

3.1滑动轴承瓦温高

按照相关标准，普通滑动轴承运行环境温度最高≯40℃，最低≮5℃，电机正常运行的温度≯80℃。但生产现场时常会发生轴承瓦温过高致使自动报警甚至停机的事故，造成整条生产线的临时停产。所以，应重点监测滑动轴承温度并做好应对措施。

滑动轴承瓦温过高的原因很多，其中一个重要原因是轴瓦磨损。轴瓦磨损使工作面无法形成有效油膜，转轴与轴瓦摩擦面积过大造成温度过高。目前最常用的轴瓦材质为巴氏合金，理想的巴氏合金轴瓦微观组织结构如图3所示。以铅或锡作为软基质内含锑锡或铜锡的硬质点，硬质点在软基质中弥散分布，这样的微观组织结构具有减摩擦性、抗咬合性、可嵌入性和跑合性。电机正常运行时软基质受压下凹可以储存润滑油，形成连续分布的油膜。硬质点凸起可以支撑转轴，以减小转轴的实际摩擦面积。

水泥生产线电机长时间运行缺乏维护、频繁启动、过载或者受到冲击载荷等工况，都会造成轴瓦的磨损，侧隙的磨损会直接影响油楔的尺寸，油槽带内存储的润滑油无法有效地通过油楔进入工作面，而是受到挤压从轴瓦侧面排出。轴瓦工作面的磨损则会减小轴瓦有效接触面积，工作面的划痕和麻面也会阻碍油膜的形成。这些都是造成轴瓦温度过高的直接原因。解决轴瓦磨损的办法主要是由经验丰富的钳工对轴瓦进行刮削。刮瓦应该严格按照初刮、细刮、精刮的步骤操作，同时应充分考虑瓦面与转轴的相关性，进行反复碾点反复刮削，使工作面的接触斑点分布均匀致密。

造成滑动轴承瓦温过高的原因还包括：因稀油站或者供油管线原因造成的供油不畅，以及润滑油失效不能形成有效油膜等。这些原因一般可以通过定期清洗保养和更换润滑油来解决。

3.2滑动轴承漏油

滑动轴承漏油故障在水泥生产线现场最容易发生，究其原因有两点：

（1）电机内部结构决定了漏油事故容易发生。水泥生产线为了达到防护等级都选用大型箱体式异步电机，为了有效散热，该型号采用混合式通风结构，内风扇给绕组端部散热的同时也在端盖内腔产生较大的负压，如果轴承内侧密封不严或者补气孔堵塞，润滑油就会被直接吸入电机内腔。

（2）水泥生产现场粉尘大直接导致漏油事故的发生。水泥粉尘遇到润滑油会凝结成块，堵塞呼吸器和回油系统导致回油不畅，而油泵却不断向轴承内腔供油，造成油位不断上升最终溢出。

轴承漏油不仅容易造成轴承缺油失效，油污粘结在绕组表面还会引起绝缘老化而大大缩短高压电机的寿命（如图4所示）。

图4　绕组端部沾满油污

解决滑动轴承漏油问题最重要的是严格按照设备维护规程操作，做好轴承的维护保养工作。要求交接班时检查润滑油液面高度，液面应在油标1/2～2/3刻度范围内，若超出范围应及时调整油压防止润滑油溢出。及时清理滑动轴承呼吸器和补气孔，防止因水泥粉尘堵塞引起的气压不平衡。及时打开观察窗检查电机内腔，发现轻度渗油情况应及时处理。浮动密封圈属于易损件应定期更换，防止因浮动密封圈磨损而造成漏油。润滑油变质不仅会堵塞油路，同时会因不能形成有效油膜而造成烧瓦，应定期更换。

3.3滑动轴承振动大

滑动轴承振动值超标主要有三方面原因：

（1）电机本体的原因。电机使用较长时间未及时维护或者吊运过程受到重力冲击发生紧固件松动。一旦发生振动超标应该现场检查电机地脚螺栓和轴承座固定螺栓，在有条件的情况下应重新校准电机转子动平衡。

（2）电机基础的原因。由于水泥生产线所选配电机的重量大、输出扭矩大，基础刚性不好也会造成轴承振动值超标。因此要求在混凝土基础平台上安装钢板底座来提高基础刚性。

（3）安装调试的原因。普通的端盖式球面滑动轴承止推面可以承受电机启动和停机时产生的短时轴向推力，不能承受长时间轴向载荷。而水泥生产线各式磨机、辊压机等负载设备存在短时冲击载荷和重载启动的工况。所以，安装电机时要求调整好电机磁力中心线，校准电机轴伸与负载轴伸的同轴度。否则就会发生电机转轴定位台阶反复冲击轴承止推面的情况，引起轴承振动值超标，甚至磨损轴承止推面（如图5所示）。电机运行前还应进行盘车检查，电机连接部件及轴承润滑系统均能正常工作时才能带电启动。

4　结语

高压异步电动机滑动轴承故障的诊断涉及到多方面专业知识，包括：电机通风结构、滑动轴承基本结构、稀油站油路系统、现场安装与基础刚性等，这使得生产现场工作人员很难准确判断故障原因。本文总结了多年来水泥生产线电机维修的现场经验，从温升、振动、漏油三个具体监测情况入手，通过理论分析，阐述了故障的发生与设备结构、现场操作以及保养维护的关系，给出了具体的故障处理方案，具有一定的实用性。

图5　轴瓦止推面受到严重磨损

［1］傅德熏，马延文.计算流体力学［M］.北京：高等教育出版社，2002.

［2］丁光正.轧机油膜轴承的现代维修策略［J］.太原科技大学学报，2006.

［3］尹延国，焦明华，等.滑动轴承材料的研究进展［J］.润滑与密封，2006.

［4］黄迷梅.液压传动密封与泄漏防治［M］.北京：机械工业出版社，2003.

［5］Carter A D S.Mechanical Reliability（second edition）［M］.Macmillan Education.ltd.，1986.

［6］National Cheng Kung University first.Mechanical Design Manual（VolumeⅡ）［J］.Chemical Industry Press.1969.■

Field Maintenance for Sliding Bearing of High Voltage Asynchronous Motor

Zhan Wang1，Wu Saibiao2
（1.Sinoma Technology&Equipment Group Co.，Ltd.；2.Anhui Wannan Electric Machine Co.，Ltd.）

Fault diagnosis of high voltage asynchronous motor bearing involves many professional knowledge，including motor ventilation structure，working principle of the sliding bearing，oil station structure and oil system，on-site installation and foundation rigidity，etc，which makes the fault causes are difficult to accurately ensure. This paper summarizes the on-site experience of motor maintenance in cement production line.Taking temperature rise，vibration and oil leakage into consideration，a detailed scheme of fault handling is obtained through theory analysis and expounding relationships of the fault and equipment structure，site operation and maintenance. This scheme has a certain practicality.

cement；asynchronous motor；sliding bearing；maintenance

TM343

B

1001-6171（2015）04-0044-03

通讯地址：1中材装备集团有限公司，天津300400；2安徽皖南电动机股份有限公司，安徽泾县242500；

2014-10-08；编辑：吕光