索道直流电动机轴承电腐蚀原因分析及处理

刘保水 徐 颖

泰安市泰山索道运营中心 泰安 271000

某索道采用的是可控硅整流直流电动机驱动的方式，主电动机额定功率为601 kW直流电动机，传动系统为直流主电动机、刹车盘、联轴器、减速器、传动轴、驱动轮。直流主电动机参数：电动机型号DMI315N、功率601 kW、转速1 371 r/min、轴承型号6030M/C4。

1 电腐蚀故障案例分析

该电动机在运行中驱动端侧出现轻微异响，经听诊疑为轴承噪声，对轴承油脂进行油脂化验和铁谱分析，现场检测后判断轴承出现磨损问题，存在轴承损坏、卡死等失效风险，为此将该电动机更换并进行解体维修保养。拆检后发现驱动侧轴承部分润滑脂发黑变质，轴承外圈弹道上有6个大小一致、分布均等的坑。内圈弹道上有2个小坑，1个滚珠上有坑，后侧轴承良好，判断为电腐蚀故障。电腐蚀是由机械啮合面间放射出的电弧或电火花在作用表面形成的许多边缘光滑小弧坑，有时表面出现大面积灼伤且呈现回火色。轴承电腐蚀有起霜、放电痕迹、疤痕、电焊4种类型。起霜表现为表面磨砂，当用显微镜观察时，可看到表面布有小凹坑；放电痕迹表现为表面划痕；疤痕表现为表面产生较大凹坑；电焊则表现为轴承部件间由于通过较大电流而发生类似焊接的腐蚀现象。本例轴承故障电腐蚀为疤痕。

2 电腐蚀产生的原因

电动机运行时，轴承内外圈之间或转轴与轴承间产生的电位差叫轴电压。电动机中产生轴电压的原因有：磁路不对称、高次谐波、静电感应、外部电源的介入等等。

1）电动机制造时不可能保证其磁路的绝对对称，在运行中，大轴、轴承、机座所构成的回路交链的磁通发生交替变化。在大轴上会产生交变电势，电动机因某种原因被磁化后，各部件或多或少都存在剩磁，由剩磁在转子和轴承部件中感应产生轴电压。

2）可控硅调速中大功率晶闸管产生的高频谐波成分增多，这些谐波分量在转轴、定子绕组和电缆等部分产生电磁感应，电动机内分布电容的电压耦合作用构成系统共模回路，此共模电压以高频振荡并与转子容性耦合，产生转轴对地的脉冲电压。

3）电动机在运行过程中，负载方面的流体与旋转体运行摩擦而在旋转体上产生静电荷，电荷逐渐积累产生轴电压。

4）电动机的接线或其他接线有漏电。若轴承两端通过电动机机座、壳体等构成回路，则轴电压形成了轴电流，通过轴承的薄弱点放电，从而导致轴承受损。

3 电腐蚀的防范措施

轴电流的存在对电动机有严重的危害性，会对轴承造成损伤。如果电腐蚀没有被及时发现，则会发生轴承损坏、卡死等更严重的事故，造成较大的经济损失。针对这次主电动机拆检工作和对电腐蚀故障的分析，做如下防范措施：

1）经检查原电动机放电碳刷刷握小、铜壁薄且易变形，放电碳刷可通过电流小，其刷辫的弹簧弹力不足时极易与轴接触不良，无法起到保护作用。将放电碳刷改为能通过大电流的大碳刷，刷握的铜壁厚且带弹簧架，可保持较大的弹力将碳刷压紧，与轴紧密接触。并将放电碳刷的检查项目列入定期检查项目，保证碳刷在刷握中动作灵活，发电机大轴可靠接地。

2）定期对轴承润滑油进行化验，对其进行铁谱分析，便于及时发现轴承的隐患。同时如发生放电现象，润滑油也会发黑变质，对油脂分析可及时检验排查，轴承润滑油的检验项目也是技术监控的重点项目。

3）如果电动机运行工况差，会有大量的碳粉聚集在转子绕组内，导致绝缘下降，若其发生放电，重则烧毁电动机，轻则也会产生轴电压、电缆绝缘击穿等故障。现已将清扫碳粉的维护保养项目列入定期维保项目，保证电动机有良好的运行工况。

4）检查主电动机及内部所有接线，规范接线，发现绝缘表皮有破损的则加装绝缘套管。

4 结语

综上所述，轴电压产生的原因较多，由轴电压形成的轴电流对设备的危害严重。索道的主电动机是维持正常运行的关键设备，如果发生故障会造成较大的经济损失和严重的社会影响。因此，需重视这一故障，本着预防为主，安全第一的原则，做好电动机的维保和检查工作，将故障扼杀在萌芽状态，确保设备的安全运行。