引风机电机负荷侧轴承频繁故障分析处理

余家喜，葛明轩

(青海益和检修安装有限公司，青海 西宁 810100)

0 概述

某公司2×135 MW发电机组配备有4台1 400 kW引风机电机，自建成投运后1年多时间内，负荷侧轴承频繁出现运行温度过高损坏的问题。据统计，截至2013年底累计发生故障19台次，其中仅2013年故障就累计达17台次，严重影响机组的安全稳定运行。

1 故障简介

该公司配备的4台引风机电机负荷侧所使用的轴承型号均为23044CC/W33调心滚子轴承，该轴承一般运行2个多月就会出现运行温度超过监测报警温度60 ℃且持续升高的问题，最短运行时间不到5天，最长运行时间4个多月即报出故障。

运行检修人员为了防止轴承抱死事故的发生，不得不停运机组，更换轴承。这不仅严重制约机组的安全稳定运行，同时也增加了检修费用，加重了检修人员的劳动强度。

截至2013-12-31，引风机电机故障情况统计如表1所示。

2 原因分析

引风机电机负荷侧和非负荷侧所使用的轴承型号分别为23044CC/C3/W33和C3038调心滚子轴承，负荷侧23044CC/C3/W33轴承结构如图1所示。电机参数如表2所示。

图1 23044轴承结构示意

表2 引风机电机参数

2列滚子由保持架定位并固定于轴承内轨道，所有滚柱表面均呈圆弧状，外轨道内部呈凹陷圆弧状；2列滚柱运行轨迹均匀分布在注油孔两侧，共同承担径向负载。轴承正常运行时温度为35—50 ℃，如果轴承温度长期在60 ℃以上运行，就可认为轴承处于故障状态。

对2013年引风机电机17次负荷侧故障轴承解体发现，所有轴承的2列滚柱运行轨迹均不同程度地存在轴向窜动磨损现象，其中轴承外轨道窜动磨损轨迹尤为明显。图2为具有代表性的2组实拍轴承外轨道窜动磨损轨迹。轴承外圈内轨道侧油孔位于轴承外圈正中间。轨迹应均匀分布在其两侧。轴向窜动后滚柱运行轨迹不均匀分布在油孔两侧，右侧滚柱负载较重，磨损轨迹明显。

图2 实拍轴承滚柱外轨道磨损轨迹

根据该轴承的结构特点分析，电机在正常运行过程中，负载由2列滚子均匀承担，允许轴向窜动最大不超过0．18 mm。当运行方式发生变化，运行人员正常调整风机风门时，轴向窜动超过0．18 mm，如图3所示。负载集中到右侧滚柱的1—4点，主要由右侧单列滚子承载。1—4点内外圈轨道面因润滑不良出现不同程度磨损，尤其是1，2点处的油膜因承载力过大而变薄甚至消失，运行轨道也发生改变，从而造成滚动体润滑不良，磨损轨道面引起发热。

通过以上分析可知，造成引风机电机负荷侧轴承频繁过热的主要原因为：该调心滚子轴承抗轴向窜动能力差，轴向窜动过大。

3 处理对策

根据该公司设备运行维护要求，单台引风机电机全年故障次数应控制在2次以内，即保证轴承运行周期不得少于6个月。根据以上分析出的原因，利用机组停运或引风机电机负荷侧轴承温度高需要更换的时机，分别对4台引风机电机从配件选用和装配工艺2方面进行如下改进。

图3 轴向窜动后轴承滚柱受力分析示意

3.1 配件改进

(1) 将原电机负荷侧轴套2 mm的胶木垫圈更换为同规格的橡皮垫圈，以提高轴向缓冲空间，减小轴向力的影响。

(2) 将2对轮间隙调整至不小于7 mm，严格控制找正精度，进一步提高整个轴系的轴向及径向缓冲空间，减小轴向力的影响。

(3) 分别在不同的引风机电机上使用FAG和SKF 2个厂商的轴承，添加不同的润滑脂，对比不同状况下的轴承使用寿命，确定最佳的组合模式。

(4) 通过对以上3种组合运行方式的跟踪统计分析(见表3)，将运行周期最长的改进组合方式逐步推广应用到其他引风机电机上。

3.2 装配工艺

由于调心滚子轴承既大又重，构造特殊，因轴承外圈左右摇晃，单人安装时容易发生轴承受力不均、装配不到位的现象。为保证装配质量，在装配时将轴承加热至120 ℃后恒温30 min，达到均匀受热、充分膨胀后，由2人抬起、1人控制外圈，共同配合将轴承推至轴档位置。

4 结束语

通过1年的摸索实践，实现了将单台引风机电机负荷侧轴承运行周期不少于6个月的目标。2号炉甲引风机电机运行周期达到了13个月，并且运行温度比较稳定，因此将该电机的轴承与油脂组合模式逐步应用到其他引风机电机上，取得了较好的效果。

表3 各种组合下的电机运行周期

此次技术改进，降低了故障频次，节约了检修费用，减小了检修人员的劳动强度，产生了良好的经济效益，为今后处理类似问题积累了经验。

1 杨志春．引风机电机线圈温度高分析[J]．电力安全技术，2012，14(2)：60-61．