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电动机轴承产生故障原因分析

时间:2013/3/14 16:39:45

  由于电动原来采用NU型深沟柱轴承,允许电动机轴向窜动。轴承内圈两侧有挡边,外圈无挡边,因此允许轴相对轴承双向位移,可以承受轴热膨胀引起的伸长。同时轴承的间隙相对深沟球轴承来说偏大,但轴承的受力为线形,比深沟球轴承的点受力好。

 

  1.电动机轴承声音异常

  一台给水泵高压(6kV)电动机YKK400-2,功率450kW,转速2975r/min。轴伸端用深沟柱NU3E222型轴承,非负荷端用深沟球6222型轴承。运行中轴伸端声音尖锐刺耳,不像是电磁噪声,也不像轴承缺油干磨的声音,噪声持续约2min,然后间歇2min。用测振仪(VA-80A)测出轴承的振动幅值为0.021mm,声响异常时,测得振动速度值为53.6m/s,有时甚至达到97m/s,远远超过标准值28m/s,且电流波动较大。

  由于轴伸端采用间隙配合,无法调整轴承的轴向定位尺寸。在检修过程中发现内油盖有不均匀的磨损痕迹,轴承有两个深沟柱损伤。测量轴承、端盖和内外挡油小盖的定位尺寸,并经过计算,轴承的允许间隙为0.7mm,当电动机的轴承温度达到100℃,轴承的膨胀值约0.9mm,不能满足电动机正常运行要求。多次更换深沟柱轴承后,电动机噪声不仅没有消失,而且异响周期变为4min。

  2.故障分析与处理

  根据轴承的特点分析:由于电动机原来采用NU型深沟柱轴承,允许五金电动机轴向窜动。轴承内圈两侧有挡边,外圈无挡边,因此允许轴相对轴承双向位移,可以承受轴热膨胀引起的伸长。同时轴承的间隙相对深沟球轴承来说偏大,但轴承的受力为线形,比深沟球轴承的点受力好。轴承运动轨迹不是一个圆形而是一个椭圆,这是由干深沟柱(或深沟球)和滚道之间存在间隙,运行时受力的不同,使得运动轨迹成椭圆形。轴承的受力主要是在下部,对于深沟柱轴承其受力点为一条直线,高速运转中,由于轴承的间隙,受力点改变,受力运动轨迹变成抛物曲线形。

  给水泵电动机运行时主要受轴向力作用,且拖动的负载平稳,深沟柱轴承允许的径向窜动必要性减弱,因此将前轴承更换为深沟球轴承,轴承的间隙仍为C3,约0.04mm,可以满足运行要求。同时考虑轴承的膨胀,在挡油环小盖处加一块厚度约0.8mm垫片,克服来自于给水泵和轴承温度升高引起的窜动。

  轴承滚动体及滚道的微观表曲是粗糙不平的,运动中会发生一定的冲击,但这种冲击产生的脉冲是高频的,因而使用测振仪测量电动机运行的高频干扰的参数值比标准的大。深沟柱轴承与滚道的接触较多,产生的高频冲击就大,而深沟球轴承与滚道的接触是点,产生的高频冲击相对较小,因而本例的电动机可以使用深沟球轴承代替深沟柱轴承,解决设备出现的异响。

  将深沟柱轴承更换为深沟球轴承后,轴承异响消失。运行一段时间噪声没有再出现,测电动机的振动幅值为0.013mm,加速度值为2.8m/s2,带负荷性能稳定,电流也没有较大波动。

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