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干貨 | 電動機軸承為何會燒壞?預(yù)防軸承損壞的保護措施有哪些?

2021-01-24 | pdf | 212.45KB | 次下載 | 2積分

資料介紹

來源 | 中華軸承網(wǎng)

所謂的電動機軸承燒壞了,就是指發(fā)動機軸承在運行過程中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢(即軸電壓),進而產(chǎn)生軸電流導(dǎo)致電腐蝕現(xiàn)象,對軸承造成了損壞。下面中華軸承網(wǎng)(簡稱:華軸網(wǎng))給大家舉例的是電動機內(nèi)圈滾道出現(xiàn)搓板狀凹痕,具有電蝕現(xiàn)象(如圖1所示),并進一步分享電動機軸壓產(chǎn)生原因和,電動機軸電流產(chǎn)生原因,以及預(yù)防軸承損壞的保護措施有哪些?

1、電動機軸壓產(chǎn)生原因

三相交流電動機軸電壓通常是由于電機磁路不平衡產(chǎn)生的,主要包括以下幾種情況:

(1)在電動機生產(chǎn)過程中,電動機的定子鐵心磁鋼片疊裝工藝不良導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子沿鐵心圓周方向的磁阻不均勻,產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸交鏈的磁通,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。

(2)在電動機使用過程中,由于使用環(huán)境及電動機本身制造(剛性)問題,造成電動機定、轉(zhuǎn)子空氣間隙發(fā)生變化,導(dǎo)致磁阻改變,產(chǎn)生不均勻漏磁通,與轉(zhuǎn)軸感應(yīng)產(chǎn)生電動勢。

(3)靜電感應(yīng)也會導(dǎo)致電動機產(chǎn)生軸電壓。如果電動機周圍存在大量高電壓設(shè)備,電動機轉(zhuǎn)軸可能產(chǎn)生感應(yīng)電壓。或者在與電動機配合使用的各種信號裝置帶電情況下,如果裝置絕緣薄弱且與轉(zhuǎn)軸發(fā)生接觸,都會使電動機轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生軸電壓。

2、電動機軸電流產(chǎn)生原因

雖然電動機軸電壓很低,只有0.5~2 V,但會在電動機轉(zhuǎn)軸、機座以及殼體之間形成電壓通路,由于電流回路阻抗很小,因此會產(chǎn)生很大的軸電流P。

正常情況下,轉(zhuǎn)軸與軸承間存在潤滑油膜,可起到絕緣作用。對于較低的軸電壓,油膜能起到絕緣保護的作用,不會產(chǎn)生軸電流。但當軸電壓增大到一定數(shù)值,尤其是在電動機啟動時,由于軸承內(nèi)的潤滑油膜還未穩(wěn)定建立,軸電壓將擊穿油膜放電而形成帶電回路。

當電動機軸承油膜擊穿時,隨著軸承溫度的升高,軸承擊穿點數(shù)量增加,軸承的等效電阻會減小,軸電流將軸承和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點導(dǎo)通,由于接觸點很小,電流密度很大,瞬間產(chǎn)生高溫,使軸承局部燒榕。被燒熔的軸承合金在碾壓力作用下飛佚,于是在軸承內(nèi)表面產(chǎn)生小坑。通常由于轉(zhuǎn)軸硬度及機械強度比軸承合金高,因此表現(xiàn)為軸承內(nèi)圈滾道出現(xiàn)搓板樣的凹痕。

3、處理措施

(1)加固電動機定子機殼與地基

通過對電動機解體檢查發(fā)現(xiàn),由于電動機本體強度不足,定子鐵心與外殼固定牢固性差,導(dǎo)致電動機出現(xiàn)了振動及噪聲。由于電動機外殼普遍采用薄鋼板焊接,因此當電動機負載較大時會產(chǎn)生明顯振動。振動波使得電動機定子機殼發(fā)生顫抖,同時伴隨有較大的噪聲。為解決振動和噪聲問題,對電動機機殼進行了加固,以改變機殼的固有頻率。在加固過程中,考慮到原電動機定子鐵心和機殼的可拆卸性,將加固筋板制作成可拆卸結(jié)構(gòu),不僅有利于安裝定子鐵心,而且方便進行更換。

同時,對電動機的地基進行重新加固,強化其剛性,提高電動機運行穩(wěn)定性。通過以上措施,可消除因電動機定、轉(zhuǎn)子磁路持續(xù)變化導(dǎo)致的磁阻不平衡而產(chǎn)生感應(yīng)電流造成的不利影響。改造前,后電動機定子結(jié)構(gòu)分別如圖2、圖3所示。

(2)電動機端蓋改造

原電動機軸承套和端蓋為一體化設(shè)計,非傳動端未設(shè)計絕緣,因此電動機在運行中若產(chǎn)生軸電壓,則會形成通路進而產(chǎn)生軸電流損傷軸承。針對該情況,對非傳動端端蓋進行了改造,將原軸承套更換為絕緣性能良好的由絕緣環(huán)氧樹脂層包裹的新軸承套。該絕緣層能夠徹底截斷軸電流回路,消除軸電流對軸承的影響。改造前、后端蓋結(jié)構(gòu)剖面如圖4、5所示。

(3)增效措施

為完全消除軸電壓,也可以在電動機軸伸端與端蓋之間安裝碳刷,通過碳刷連接端蓋與轉(zhuǎn)軸,消除軸上的感應(yīng)電勢及軸承電位差"。

4、預(yù)防軸承損壞的保護措施

對現(xiàn)場電動機轉(zhuǎn)軸對地電壓進行測試,若出現(xiàn)軸電壓,則按以下方案進行處理。

(1)考慮降低軸電位。在軸端安裝接地碳刷,保障其可靠接地,并與轉(zhuǎn)軸可靠接觸,保止轉(zhuǎn)細電位為零電位,以消除軸電流。

(2)切斷軸電流回路。在非傳動端軸承座和軸承支架處增加絕緣隔離,防止產(chǎn)生軸電流。

(3)檢查電動機附件導(dǎo)線絕緣破損程度。利用檢修機會檢查并加強導(dǎo)線或墊片絕緣,避免電動機附件導(dǎo)線絕緣破損造成軸電流的產(chǎn)生。

(4)經(jīng)常檢查軸承座的絕緣強度。對于已采取軸承支座與軸承絕緣隔離措施的電動機來說,應(yīng)定期用500 V兆歐表測量軸承座的絕緣強度,不得低于0.5 MQ。若測試數(shù)值超標,則應(yīng)重新處理絕緣隔離,直至測試合格。

(5)隨時掌握軸承溫升狀況,保持潤滑油絕緣介質(zhì)純度。經(jīng)常檢查電動機軸承溫度及軸承潤滑油油質(zhì)品質(zhì),根據(jù)負載、環(huán)境溫度等情況及時分析軸承溫升狀況,查明溫升原因并及時處理。對于軸瓦式電動機,如發(fā)現(xiàn)潤滑油中含水,必須進行過濾處理,否則油膜的絕緣強度將不能滿足要求,容易被低電壓擊穿。

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