大型直流电动机滑动轴承故障原因分析与检修

于勇

[摘    要]轴承是电动机运转的重要部件，需要对其定期规范地进行维护与保养，否则非常容易出现故障，从而导致电机故障，造成不必要的经济损失。因此，在此背景下，分析了大型直流电动机滑动轴承出现故障的原因，并阐述了检修大型直流电动机滑动轴承故障的过程。在电动机使用过程中，如碰撞声或机械噪音等异常声音表明发动机存在机械故障，应停止并维修。经验丰富的维修人员可根据电动机发热程度判断电动机故障的大小。机械故障检查的范围包括：润滑和轴承更换;润滑和更换齿轮;对磁钢进行修补，并将其黏牢;修理并更换定子和铁芯;更换涂层和最终涂层;增加接头以减少轴向移动等。

[关键词]直流电动机;滑动轴承故障;故障检修

[中图分类号]TM33;TP273 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2022）02–00–03

Cause Analysis and Maintenance of Sliding Bearing Fault of Large DC Motor

Yu Yong

[Abstract]Bearing is an important part of motor operation. It needs regular and standardized maintenance， otherwise it is very prone to failure， resulting in motor failure and necessary economic losses. Therefore， under this background， this paper analyzes the causes of sliding bearing failure of large DC motor， and expounds the process of troubleshooting sliding bearing failure of large DC motor. During the use of the engine， abnormal sounds such as collision sound or mechanical noise indicate that the engine has mechanical faults and should be stopped for maintenance. Experienced maintenance personnel can judge the size of engine faults according to the degree of engine heating. The scope of mechanical fault inspection includes： lubrication and bearing replacement; Lubricate and replace gears; Repair the magnetic steel and stick it firmly; Repair and replace the stator and iron core; Replace coating and final coating; Add joints to reduce axial movement， etc.

[Keywords]DC motor; sliding bearing failure; troubleshooting

在大型直流电动机运行的过程中，造成电机故障的原因有很多，通常情况下是由电气和机械两方面的原因。而在机械方面出现故障时，部分原因都是因为轴承出现了故障。轴承是电动机重要的组成零件，在电动机运行的过程中，轴承非常容易受到磨损，同时轴承也附在着电动机最重的部分。研究发现，因轴承损坏导致电机出现故障的原因占70%～80%，因此，应防止轴承损坏以降低电动机出现故障几率。

1 滑动轴承的构造

滑动轴承一共有两个重要的组成部分：轴瓦和轴承座。根据滑动轴承承受载荷的方向可以把滑动轴承分为两大类，其中一个类型就是向心滑动轴承，常用向心滑动轴承的结构形式有剖分式和整体式两种。剖分式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦及连接螺栓等组成。轴承的剖分面应与载荷方向近于垂直，多数轴承剖分面是水平的，也有斜的。轴承盖与轴承座的剖分面常作成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。它的轴瓦磨损后的轴承间隙可用减少剖分面处的金属垫片或刮配轴瓦金属的办法来调整。剖分式滑动轴承装拆方便，轴瓦与轴的间隙可以调整，应用较广泛。整体式滑动轴承是一种常见的整体式向心滑动轴承，用螺栓与机架连接。轴承座孔内压入用减摩材料制成的轴瓦，在轴承座顶部装有油杯，轴套上有进油孔，内表面开轴向油沟以分配润滑油润滑。

2 大型直流电动机滑动轴承出现故障的原因

2.1 滑动轴承的动压润滑机理

动压润滑是靠运动副相互运动产生的压力头来润滑的。一般的讲，油温越高油就越稀，所形成的油膜越薄，油温越低油就越黏，摩擦阻力也就越大，形成的油膜也比较厚。动压润滑是借助润滑油一定的黏度，压力和轴径在一定转速下形成的，同时，轴瓦间隙还必须使润滑油具有楔形，这时在轴径转动下，润滑油就曾楔的宽阔部分挤入狭窄部分，根据液体动力摩擦理论，当存在先行缝隙时由于由黏滞性而附带着旋转轴径的油质点，带入到了相邻的质点油就能挤入缝隙而产生压力，这就在一定程度上保证了摩擦面间具有一定的厚度润滑油，提高了轴承的润滑度。

2.2 滑动轴承的工作原理

滑動轴承是一种基于油膜润滑理论的轴承。轴承必须有完整的油源系统，以持续向轴承供应合格的润滑油。从轴承结构来看，轴直径和轴承衬套之间形成楔形间隙。当转子轴的直径达到一定速度时，由于油的黏度和附着力，轴的直径将油带入楔形间隙，形成楔形油隙。由于润滑油的不可压缩性，楔形油隙中的油压随着楔形通道的变窄而增加，同时油压产生的挤压力也增加。随着转速的增加，机油压力不断增加。当油压超过轴直径上的负载时，轴直径将升高，提升轴直径将增加楔块间隙并降低油压。

2.3 滑动轴承发热的原因

2.3.1 润滑油有问题，引起轴承过热

滑动轴承的润滑油决定了级的功率和转速，是电机的重要组成部分之一。由于市面上的润滑油种类较多，选择润滑油时，如果不能选择适合的润滑油，就会导致动轴承发热。而轴承室内的润滑油太脏，轴承室内润滑油过少，会导致轴承运转过程中所需的油量不够，然后会出现发热的状况，导致电机故障。因此，要根据电机的型号、参数选择适合的润滑油保证滚动轴承正常的运行。

2.3.2 油环损坏引起轴承过热

在大型直流电动机运行的过程中，滑动轴承发挥着至关重要的作用，它可以在运行时让转轴与轴瓦之间的油均匀分布。但是随着大型直流电机的不断运行会加大对油环的使用，油环在长期的摩擦磨损之下，会出现转动缓慢的问题，甚至有时还会出现不转的状况，这样就会使转轴与轴瓦之间的油量极大减少，而油量减少摩擦力就增大了，会让正在运行过程中的轴承变得越来越热。

在面对这种情况时，应该首先打开轴承座盖对油环进行检查，检修工人要及时地对油环进行更换。

2.3.3 冷却不良引起轴承发热

在滑动轴承经年累月的运行当中，轴承的外壳上会挂有一层厚厚的油污，这层油污会严重影响轴承的散热情况，导致轴承中的冷却水水温过热。因此，滑动轴承运行的过程当中，应该时刻保持轴承外壳的清洁。及冷却水管道的通畅，要定期的除垢，确保轴承散热性良好。

2.3.4 循环系统故障引起轴承发热

在滑动轴承运行的过程当中，通常利用压力有去循环、润滑滚动的轴承，但有时会因为油管道堵塞或者油泵出现故障，导致压力油缺油，断油引起轴承发热。因此，在动轴承运行的过程当中，为了确保轴承的正常运行、保证电机不出故障，应该及时的疏通油管道，尤其是在夏季，循环冷却水的温度一定不可以太高，如果水温过高，就会增加轴承发热的可能性。

3 滑动轴承常见的故障

3.1 轴瓦端面磨损

在大型直流电动机运行的过程中，有时电机系统会出现不稳定的状态，在转轴超大范围移动时，轴移动会受到比较强的阻碍，然后会加速对轴瓦的摩擦，导致轴瓦的端面磨损，从而影响滑动轴承的正常运行。

3.2 合金工作面磨损

在大型直流电动机运行的过程中，滚动轴承也在不断运行，滚动轴承在运行的过程中难免会出现问题，在出现问题后工人进行检修时，会比较匆忙，导致一些零件在检修过后只能勉强使用，但是质量仍然不过关。比如，在轴瓦进行检修过后，如果检修的质量不过关，就会导致合金的工作面出现严重磨损的状况，合金工作面呈现出高低不平的状态，这严重影响了滑动轴承的正常运行。

3.3 工作面裂纹

在滑动轴承运行的过程中，如果合金在浇筑焊接工作面时，合金有夹层或者合金的整体性不好，就会导致轴瓦工作面的质量欠佳。而在滑动轴承运行的过程中，当轴瓦工作面承受到比较大的能量，就会与轴瓦工作面产生较大的摩擦，在轴瓦工作面摩擦的过程中，会出现轴瓦工作面高温的状况，这样就会增加轴瓦工作面出现裂纹的可能性。

3.4 轴瓦变形

在滑动轴承运行的过程当中，轴瓦变形是比较常见的问题，造成轴瓦变形的原因也有许多种。本文列举最常见的两种的瓦轴变形的原因。①即使在滑动轴承检修的过程中，一些检修人员为了节省时间，提高工作效率，减少人工处理。在瓦轴的合金会有一部分超出瓦轴基体的表面，因此，需要检修人员进行人工的手动处理，而操作人员并没有对其进行处理，这就导致轴瓦的表面出现高低不平的状况，而瓦与瓦盖之间配合的又过于紧密，轴瓦高出平面的部分与瓦盖之间相互挤压，瓦盖通常情况下也比较坚硬，轴瓦在瓦盖的长期挤压下会出现变形的状况。②使瓦盖变形的原因就是，在滑动轴承检修的过程中，检修工人大多数采用气焊的方式把轴瓦的合金融化掉，然后再焊接新的合金。这样的方法十分的简单，但是在操作的过程中对操作的技术要求十分严格，要求技术工人要准确掌握好火焰的温度与技术，但是大多数检修工人都过于操之过急，在操作的过程中无法准确把握好火焰的温度与位置，这就会导致在操作的过程中轴瓦变形。

3.5 动压滑动轴承的常见问题

动压滑动轴承是滑动轴承的众多类型之一，在它运行的过程中也难免会出现一些问题。比如，在它运行的过程中常会受到外部环境、电力系统、自身质量等因素的影响，出现一些小故障。

4 检修滑动轴承常见故障的过程

4.1 检修轴瓦变形的过程

在检修滑动轴承的过程中，当轴瓦出现问题时，应该及时更换新的轴瓦，不能在检修过后进行二次的重复使用，这样会影响滑动轴承的正常运行，从而影响大型直流电动机的工作效率，会给生产工作带来一定的麻煩。

4.2 对轴瓦端面磨损进行检修的过程

在轴承的端面出现磨损时，没有其他状况同时发生的情况下，处理方法是十分简单的。①在处理的过程中可以用合金材料对受损的端面进行焊接与修补。②再把修补好的合金拿到车床上进行加工与改造，在加工的过程中要注意找到与损坏的端面合适的尺寸，在尺寸不合适时，可以利用刮刀工具进行刮削，指导刮刀尺寸合适为止。③进行正确合理的安装，恢复滑动轴承的正常运行。

4.3 注意滑动轴承的拆装方法

无论是哪一种轴承在运行一段时间后，都会出现一些或大或小的问题，需要技术工人进行维修与更换。在维修过的过程中就需要对轴承进行拆卸，在拆卸时也需要讲究一定的方式方法，如果技术工人在拆装的过程中步按照标准的方式方法，会对轴承内部零件产生一定的损害，带来不必要的麻烦。本文以滑动轴承为例子，分析滑动轴承的拆装方法。在技术工人对滑动轴承拆装的过程中要坚持安全第一的原则，在拆装的过程中给自己准备好防护毯，以保证在拆卸轴承过程中的安全。然后选择合适的使用工具，在对滑动轴承的装配图与零件图进行简单的了解，拆卸的过程中按照“由外而内，自上而下，先部分在零件的原则”，而安装方法与这个原则恰恰相反。在清洗拆下的零件以后，还要尽快地为零件涂上防锈油，对于比较精密的零件要避免触碰到表面，零件比较多时，还要按照部门对零件进行系统的分类，并做好标记，妥善的放置。除此之外，在用机械法冲击零件时，还要垫好软衬垫，或者利用软材料做的锤子进行敲击和棒打，以免损害零件的表面。

4.4 动压滑动轴承常见故障的检修方法

在检修过程中，由于它容易出现故障的零件比较多，所以在检修时首先要找到问题的所在，根据不同的问题进行有针对性的检修。在确定问题故障时，可以采用排除法的方式，比如排除是不是因为电力系统不稳定出现的故障，排除是否是因为受到了外部环境的影响所以产生了故障，在这两点都排除后，检修人员可以检查是不是滑动轴承本身存在的质量问题。这样有针对性的检修方案，可以帮助检修工人对症下药，快速地找到、解决轴承存在的故障，有利于帮助检修技术工人提高工作效率，促进轴承的正常有序运行。

4.5 工作面裂纹的检修过程

在轴瓦运行中产生裂纹状况时，工人进行检修时只能通过重新浇筑合金的方式进行焊接合金，只有这样才可以解决工作面出现裂纹的故障，恢复滑动轴承的正常运行。但是在检修的过程中需要格外注意，要在浇筑合金之前，充分观察上下瓦的状况，当上下瓦的中分面缝隙过大时，不可以采用上述的方法进行检修，那样会导致瓦基体变形，在这种情况下，检修工人可以通过更换轴瓦来解决轴瓦工作面出现裂痕的问题。

4.6 合金部分工作面受损的检修过程

在检修合金部分工作面受损的过程中，若合金工作面的受损情况比较严重，受损的面积比较大，就必须重新更换合金的工作面，保证合金工作面的质量，确保滑动轴承的正常有序运行，如果合金的工作面受损情况比较轻，受损的面积也比较小，在检修过程中可以利用刮刀对合金的工作面受损的部分进行刮削，在刮削之前要选择经验比较丰富的工人进行刮削，确保检修工作的质量，同时，在刮削后，还要对其进行专业系统的检查，保证合金工作面符合标准。

5 结束语

滑动轴承能否正常运行是大型直流电动机正常运行的关键。只有找到大型直流电动机滑动轴承出现故障的原因，加强对大型直流电动机滑动轴承质量的巡检，正确维护保养电机轴承，才能够确保电动机高效、安全的工作，有利于提高工作效率，提升工作质量，避免造成不必要的经济损失。

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