摘要：在發(fā)電廠及大型企業(yè)的生產(chǎn)過程中，電動(dòng)機(jī)是主要的動(dòng)力源，一旦發(fā)生故障，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)所帶來的損失是相當(dāng)大的，尤其是大、中型高壓電動(dòng)機(jī)，可嚴(yán)重影響到整個(gè)生產(chǎn)過程。根據(jù)我們對(duì)電機(jī)故障的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，軸承損壞或因?yàn)檩S承損壞而造成的電機(jī)故障，占了電機(jī)全部故障的70%以上，為此我們對(duì)電機(jī)軸承故障發(fā)生較多的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了分析并進(jìn)行改造，解決了電動(dòng)機(jī)軸承的發(fā)熱、漏油、壽命低以及運(yùn)行中突發(fā)性損壞的問題，大大減少了檢修費(fèi)用，為安全運(yùn)行提供了可靠保證。

    軸承頻繁損壞的主要問題：

    目前我國的大型高壓電機(jī)，大部分是采用的分離式滑動(dòng)軸承，軸承的故障一般較少，其軸瓦漏油的問題對(duì)電機(jī)的影響也不大。而部分大型高壓電機(jī)和中型電機(jī)的結(jié)構(gòu)是"端蓋式滑動(dòng)軸承"和"端蓋式滾動(dòng)軸承"，這部分電機(jī)的軸承則存在著很多問題：

    1、端蓋式滑動(dòng)軸承：此類電動(dòng)機(jī)普遍存在轉(zhuǎn)子的軸向串動(dòng)大、軸瓦發(fā)熱和漏油的現(xiàn)象。因?yàn)槁┯投斐蓪?duì)電機(jī)繞組的腐蝕，使電機(jī)內(nèi)部油灰過多電機(jī)溫度過高。另外，滑動(dòng)軸承比滾動(dòng)軸承的檢修也復(fù)雜很多。

    2、電動(dòng)機(jī)的一般結(jié)構(gòu)：我國所生產(chǎn)的箱式電動(dòng)機(jī)有一部分軸承故障發(fā)生較多，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)其主要的問題是：在軸承的外側(cè)裝有一個(gè)距軸承間隙很小的擋油盤。這樣即不利于軸承的散熱和潤(rùn)滑脂的循環(huán)，又增加檢修工作的難度和費(fèi)用，并且在擋油盤內(nèi)孔與軸的配合松動(dòng)后，產(chǎn)生異音或從軸上脫出，造成嚴(yán)重的故障。

    3、雙軸承式電機(jī)：部分箱式高壓電動(dòng)機(jī)，負(fù)荷側(cè)采用了雙軸承的結(jié)構(gòu)。這類電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)給檢修工作帶來了較大的難度，在電機(jī)的檢修時(shí)，軸承無法清洗、檢查而必須進(jìn)行更換，造成檢修費(fèi)用的增加。另外此種結(jié)構(gòu)的電機(jī)，軸承運(yùn)行中的溫度都比較高，使用壽命偏低。

    4、軸承的類型：我國大部分電機(jī)負(fù)側(cè)的軸承為"圓柱形滾子軸承"，空側(cè)為"向心推力球軸承"，在電機(jī)的運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的變化由負(fù)側(cè)調(diào)整。此時(shí)如果電機(jī)與機(jī)械的聯(lián)軸器為"彈性聯(lián)軸器"時(shí)，對(duì)電機(jī)和機(jī)械均無大的影響，而如果是"剛性聯(lián)軸器"則發(fā)生電機(jī)或機(jī)械的振動(dòng)，甚至造成軸承的損壞。

    5、軸承的承載與允許轉(zhuǎn)速：我國電機(jī)的軸承，一般負(fù)側(cè)大多是選用"中型滾子軸承"。該軸承的承載能力是大大超過了計(jì)算值，但軸承的允許轉(zhuǎn)速則與電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速相差很少甚至不夠，所以這也是軸承發(fā)熱、損壞頻繁的一個(gè)重要原因。

    6、軸承附件的設(shè)計(jì)：目前我國電機(jī)的軸承附件大多是：軸承套和內(nèi)、外油蓋式的結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是密封差?；覊m進(jìn)入到軸承內(nèi)部，加速軸承的磨損而損壞，并且大部分的軸承結(jié)構(gòu)因?yàn)橛褪疫^小和擋油盤的存在而造成軸承發(fā)熱嚴(yán)重。

    部分進(jìn)口電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)：

    我們分析了進(jìn)口的同類高壓電機(jī)，發(fā)現(xiàn)大部分軸承的連續(xù)使用壽命能在5年以上。經(jīng)過幾次的檢修后，我們找出了其設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)：

    1、負(fù)側(cè)選用較大的"深溝球軸承"，空側(cè)選用較小的"圓柱滾子軸承"。分析認(rèn)為：這樣可保證轉(zhuǎn)子在冷、熱長(zhǎng)度變化時(shí)，其軸向的位移在空側(cè)，確保電機(jī)與機(jī)械連接處的定位。

    2、軸承的承載與允許轉(zhuǎn)速：經(jīng)計(jì)算，在完全保證電機(jī)運(yùn)行功率需要的情況下，所選軸承的允許轉(zhuǎn)速大大超過了電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，所以能使軸承的使用壽命大大增加。

    3、軸承附件結(jié)構(gòu)：軸承套采用"球墨鑄鐵"材料，保證了軸承運(yùn)行中的穩(wěn)定，并延長(zhǎng)使用壽命。在內(nèi)、外軸承蓋的外側(cè)裝有鋁合金"梯形槽密封"裝置，這樣可確保軸承內(nèi)部的清潔。

    4、軸承的定位結(jié)構(gòu)是：采用開槽式定位螺母加19齒鎖墊的結(jié)構(gòu)。此裝置不但起到了軸承良好的定位作用，而且可使軸承的溫度進(jìn)一步降低，并且軸承油室的空間設(shè)計(jì)較大，這樣就可降低軸承在運(yùn)行中的溫度，使軸承的使用壽命大大增加。

    5、良好的軸承加、排油裝置：加油裝置基本與我們的結(jié)構(gòu)相差不大，放油裝置設(shè)計(jì)良好。較粗的放油管安裝于較大的油室下部，操作一個(gè)小螺栓即可方便地抽出內(nèi)管進(jìn)行廢油的清理。

    電機(jī)軸承改造方法：

    我們?cè)趯?duì)軸承故障較多的電機(jī)改造前，首先對(duì)軸承的選用進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)存在選用方面的問題，即進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。其改造原則是根據(jù)電機(jī)的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸，盡量采用進(jìn)口電機(jī)的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行。具體設(shè)計(jì)、改造項(xiàng)目基本如下：

    1、 負(fù)側(cè)雙軸承結(jié)構(gòu)盡量改為單軸承結(jié)構(gòu)；

    2、 根據(jù)與被拖動(dòng)機(jī)械的連接方式，盡量設(shè)計(jì)負(fù)側(cè)為"深溝球軸承"，以負(fù)側(cè)定位；

    3、 經(jīng)計(jì)算，在保證電機(jī)使用功率的情況下，盡量選用允許轉(zhuǎn)速大大超過電機(jī)轉(zhuǎn)速的軸承；

    4、 根據(jù)要改造電機(jī)的實(shí)際軸向尺寸，盡量將軸承外側(cè)的油室加大；

    5、 根據(jù)要改造電機(jī)的實(shí)際軸向尺寸，盡量將內(nèi)、外軸承蓋外側(cè)加裝鋁合金梯形槽密封；

    6、 軸承的固定方式，采用細(xì)絲、4槽螺母和19齒鎖墊結(jié)構(gòu)；

    7、 軸承套采用"球墨鑄鐵"材料，內(nèi)、外軸承蓋采用灰鑄鐵材料；

    8、 軸承的加、排油裝置完全按照進(jìn)口電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制做。

    電機(jī)軸承改造典例：多年來，我們對(duì)黃臺(tái)電廠所有軸承異常的高壓電機(jī)全部進(jìn)行了改造，大大保證了機(jī)組的安全運(yùn)行。近幾年又相繼為"萊城電廠""濟(jì)寧電廠""河曲電廠""威縣電廠"等多發(fā)生軸承故障的電機(jī)進(jìn)行了改造，取得了良好的效果。但是因?yàn)槠湓O(shè)備的不同，所以每個(gè)電機(jī)的具體改造方桉即不同，簡(jiǎn)單介紹如下：

    1、萊城電廠30萬千瓦機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)電機(jī)。該電機(jī)為湘潭電機(jī)廠生產(chǎn)的YKK560-4型、1250KW高壓電動(dòng)機(jī)。該電機(jī)多次發(fā)生軸承的損壞故障，尤其是負(fù)側(cè)的外軸承和空側(cè)軸承，最短的損壞周期達(dá)幾天。軸承的結(jié)構(gòu)是，負(fù)荷側(cè)為雙軸承，外側(cè)為#N332柱型軸承，內(nèi)側(cè)為#6232球型軸承，空載側(cè)為#N332柱型軸承。據(jù)我們分析認(rèn)為，該電機(jī)主要是軸承的選用問題，軸承的允許轉(zhuǎn)速不夠是造成空載側(cè)軸承和負(fù)荷側(cè)外軸承損壞的一個(gè)根本原因。對(duì)此我們將該電機(jī)負(fù)側(cè)改為#6236球型單軸承結(jié)構(gòu)，空側(cè)改為#NU232輕型滾柱軸承。經(jīng)計(jì)算軸承的承載能力完全可達(dá)到電機(jī)的要求，改后的軸承允許轉(zhuǎn)速則提高了300轉(zhuǎn)/分，其它部分則完全按照進(jìn)口電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。目前對(duì)所有機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)電機(jī)全部進(jìn)行了改造，其改造最早的已運(yùn)行了5年，效果良好。

    2、河曲電廠60萬千瓦機(jī)組磨煤機(jī)電機(jī)。該電機(jī)為上海電機(jī)廠生產(chǎn)的YTM630-6型、功率1120KW。該電機(jī)運(yùn)行中其主要存在的問題是"軸承發(fā)熱"，尤其是負(fù)荷側(cè)軸承，溫度可高達(dá)80度以上。據(jù)我們分析認(rèn)為：該電機(jī)軸承附件的結(jié)構(gòu)不合理是導(dǎo)致"軸承發(fā)熱"的主要原因：該電機(jī)軸承油室過小和軸承外側(cè)安裝的擋油盤是造成運(yùn)行中軸承發(fā)熱的主要問題。該電機(jī)的出風(fēng)是在負(fù)側(cè)，而負(fù)側(cè)的滾柱軸承摩擦系數(shù)又大于空側(cè)的球形軸承，所以造成負(fù)側(cè)的軸承溫度偏高。對(duì)此我們將兩側(cè)軸承進(jìn)行了換位改造，負(fù)側(cè)軸承改為#6334型，空側(cè)軸承改為#NU234, 其它部分則完全按照進(jìn)口電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。目前，改造后的電機(jī)運(yùn)行正常，負(fù)側(cè)的軸承溫度比負(fù)側(cè)端蓋的溫度低5℃以上，達(dá)到了良好的效果。

    3、濟(jì)寧電廠30萬千瓦機(jī)組的一次風(fēng)機(jī)電機(jī)。同為上海產(chǎn)，YKK560-4型、功率1250KW，其軸承故障與河曲電廠的磨煤機(jī)電機(jī)基本相同，所以我們采用了與河曲電廠基本相同的改造方桉。因?yàn)槠滢D(zhuǎn)速及軸承的不同，所以其改造的具體項(xiàng)目也不同。負(fù)側(cè)軸承由原來的#NU332改為#6332，空側(cè)軸承由原來的#6330改為#NU230。改造后達(dá)到了良好的運(yùn)行狀況。

    4、河北威縣電廠給水泵電機(jī)。該電機(jī)為長(zhǎng)沙電機(jī)廠生產(chǎn)，YKK4504-2型，功率800KW，軸承結(jié)構(gòu)是：負(fù)側(cè)為雙軸承結(jié)構(gòu)，外軸承為#NU221型滾柱軸承，內(nèi)軸承為#6221型球軸承，空側(cè)軸承為#NU221滾柱型軸承。該電機(jī)運(yùn)行中軸承溫度高達(dá)90℃以上，一般運(yùn)行兩個(gè)月軸承即損壞。據(jù)我們分析認(rèn)為：一是#NU221型軸承的允許轉(zhuǎn)速已接近電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，二是雙軸承的結(jié)構(gòu)緊密，散熱性差，是造成軸承發(fā)熱、損壞的主要原因。對(duì)此我們對(duì)軸承的承載能力經(jīng)計(jì)算后，將負(fù)側(cè)軸承改為#6221型單軸承結(jié)構(gòu)，空側(cè)軸承改為#NU220型，這樣提高了兩側(cè)軸承的允許轉(zhuǎn)速。其它部分則完全按照進(jìn)口電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。該電機(jī)按以上方桉改造后，軸承的運(yùn)行溫度降至40℃以下，徹底解決了軸承發(fā)熱和頻繁損壞的問題。

    總結(jié)：

    我們通過對(duì)改造后電機(jī)運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)，其連續(xù)運(yùn)行周期基本都達(dá)到了機(jī)組的一個(gè)檢修周期，大大減少了因電機(jī)的損壞所造成機(jī)組的臨時(shí)停機(jī)，解決了大、中型電動(dòng)機(jī)軸承頻繁損壞的問題。根據(jù)所了解的信息，在全國很多發(fā)電廠和大型生產(chǎn)企業(yè)中，高壓電機(jī)幾乎都存在著此類問題。所以，我們今后將進(jìn)一步探討、努力，將先進(jìn)而成熟的電機(jī)軸承改造技術(shù)更廣泛地應(yīng)用到實(shí)際的工作中去，為電力及其他事業(yè)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。