電動機(jī)軸承燒損及防止措施

新疆紅雁池第二發(fā)電有限責(zé)任企業(yè)運(yùn)行部五值金健

【摘要】：文章簡介了采用滾動軸承口勺大中型電動機(jī)軸電流產(chǎn)生的原因

及其對電動機(jī)軸瓦導(dǎo)致H勺損害，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)簡介了軸電流燒傷軸瓦的特

性及處理措施。

【關(guān)鍵詞］軸承燒損；電動機(jī)；分析；軸電流；措施

序言

某電廠一臺新電機(jī)為沈陽電機(jī)股份有限企業(yè)生產(chǎn)，型號為YKK500-4,

額定容量為800kW,額定電壓6kV,額定轉(zhuǎn)速1490r/min,額定電流94A,

F級絕緣，其電機(jī)軸承為滾動軸承，安裝在某爐的二次風(fēng)機(jī)上。自2023年8

月24日初次投運(yùn)后，電機(jī)驅(qū)動端軸承溫度出現(xiàn)異常，至9月1日，溫度抵達(dá)

86℃,電機(jī)6個測溫點(diǎn)報(bào)警，同步驅(qū)動端振動增大，用遠(yuǎn)紅外測溫裝置測

量電機(jī)本體溫度為60℃,國產(chǎn)黃油潤滑脂大量以液體形式流出。因特殊原

因，當(dāng)時該爐不能停運(yùn)，故只能采用緊急措施，用軸流風(fēng)機(jī)對電機(jī)通風(fēng)降溫,

電機(jī)驅(qū)動端軸承溫度有所下降。

1、檢修及試運(yùn)狀況

2023年9月9日，停爐后對電機(jī)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子驅(qū)動端NU228E、

6228E2套軸承嚴(yán)重過熱、變黑，軸承及軸承盒內(nèi)已無潤滑油脂，軸承盒內(nèi)

套磨山（）.5mm左右的溝槽，軸承盒外蓋止口磨掉1mm左右，軸承盒內(nèi)分

布著大量黑色鐵末；同步，軸承內(nèi)套軌道存在大量麻坑，電機(jī)本體內(nèi)外存有

大量溢出的黃油，非驅(qū)動端NU228E軸承內(nèi)套軌道上磨出多道劃痕。電機(jī)軸

承小蓋及軸承盒磨損嚴(yán)重。

由于電機(jī)有振動現(xiàn)象，軸承小蓋及軸承盒磨損也非常嚴(yán)重，當(dāng)時檢修人

員認(rèn)為是轉(zhuǎn)子軸承機(jī)械配合不好。檢修中更換了轉(zhuǎn)子驅(qū)動端NU228E、6228E

2套軸承，非驅(qū)動端NU228軸承；更換了與細(xì)承配套出J耐高溫潤滑脂，重新

制作了軸承盒并加裝新內(nèi)套。檢查電機(jī)通風(fēng)道未發(fā)現(xiàn)問題。

檢修完畢，電機(jī)通電運(yùn)行30min后，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端軸承溫度已達(dá)86℃,

決定立即停運(yùn)。解體后發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)套軌道有大量麻點(diǎn)，已不能使用。

2、電機(jī)軸承燒損原因分析

從2次損壞的軸承內(nèi)套看，其軌道上都存在大量麻點(diǎn)。仔細(xì)觀測，發(fā)現(xiàn)

這些麻點(diǎn)都是由放電產(chǎn)生。引起放電的原因是電機(jī)轉(zhuǎn)子存在較大軸電壓，在

此電壓下電機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重R勺軸電流，電流通過轉(zhuǎn)子和軸承時發(fā)生放電現(xiàn)象，使

軸承內(nèi)套產(chǎn)生麻點(diǎn)。麻點(diǎn)又使軸承與轉(zhuǎn)子間的摩擦阻力加大，軸承溫度迅速

上升。在電機(jī)初次投運(yùn)后，曾出現(xiàn)軸承溫度異常現(xiàn)象，此溫度異常與軸電流

引起出J麻點(diǎn)有關(guān)，溫度升高導(dǎo)致了軸承盒與軸承外套配合出現(xiàn)問題，引起軸

承與軸承外套相對運(yùn)動并磨損軸承盒外蓋和內(nèi)套；同步也使得軸承溫度繼續(xù)

升高，黃油受熱熔化溢出。由于磨損嚴(yán)重，電機(jī)驅(qū)動端軸承出現(xiàn)位移，導(dǎo)致

轉(zhuǎn)子驅(qū)動端與非驅(qū)動端不同樣心，軸承徑向受力不均，致使軸承滾柱與內(nèi)套

磨出劃痕。在第一次檢修時，由于軸承小蓋及軸承盒磨損非常嚴(yán)重，電機(jī)振

動明顯，機(jī)械劃傷日勺痕跡掩蓋了大部分放電麻點(diǎn)，再加上軸電流在電機(jī)軸承

上引起的燒損事故較少，從而使檢修人員忽視了軸電流的存在。

由于滾動軸承維護(hù)以便、運(yùn)行可靠，因此在中小型電機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。

但伴隨滾動軸承制造技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代中型、大型電機(jī)在制造時也多采用滾

動軸承。實(shí)際上，采用此種軸承W、J大、中型電機(jī)，只要有軸電流存在，滾動

軸承R勺使用壽命就極其短暫。有的運(yùn)行1—2月，有的運(yùn)行幾d甚至幾h便山

現(xiàn)軸承溫度高、振動或噪音。因此，必須高度重視此類新投入運(yùn)行的大、中

型電機(jī)的軸電流。

3、產(chǎn)生軸電流H勺原因

導(dǎo)致產(chǎn)生軸電流的原因之一是制造廠在制造電機(jī)時，由于制造的定子、

轉(zhuǎn)子沿鐵芯圓周方向H勺磁阻不均，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸交鏈日勺磁通，從而感應(yīng)出電動

勢。由于軸電流或軸電壓不易測出，當(dāng)發(fā)生滾動軸承燒損事故時，一時找不

到原因。但當(dāng)用帶有絕緣圈口勺特制軸承套更換原軸承套后，便會測出軸電壓,

才能發(fā)現(xiàn)到電機(jī)有軸電流產(chǎn)生。

軸電流產(chǎn)生的原因有：由于磁路磁場不平衡，有與轉(zhuǎn)軸相交鏈的旋轉(zhuǎn)磁

通存在；當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生接地故障，有接地電流產(chǎn)生時；轉(zhuǎn)軸上有剩余磁通,

起單極發(fā)電機(jī)作用；鐵芯材料方向性引起磁路口勺磁阻不均；由靜電引起，但

一般靜電電流較小，作用不會太大；設(shè)計(jì)時選擇扇形片數(shù)與極對數(shù)關(guān)系不對

電

假設(shè)電機(jī)的極對數(shù)為P，定子鐵芯接縫數(shù)為n,則分?jǐn)?shù)n/p約分后為n‘

/p'，當(dāng)n，為偶數(shù)時，不會產(chǎn)生軸電流；當(dāng)d為奇數(shù)時，會產(chǎn)生頻率為

fn'的軸電流。這里的f為電機(jī)電源頻率。例如電源頻率為50Hz、4極電動

機(jī)，它的定子沖片接縫數(shù)為6,則n/p=6/2=3/l。n'=3是奇數(shù)，故該電機(jī)

就有軸電流產(chǎn)生。軸電流頻率為fn'=50HzX3=150Hzo

雖然電機(jī)因多種原因產(chǎn)生W、J軸電壓很低，只有0.5?2V左右，但因電流

回路阻抗很小，因此將有很大軸電流產(chǎn)生，對電機(jī)滾動軸承危害很大。

4、軸電流燒傷滾動軸承日勺特性

有時軸電流作用在電機(jī)軸承上引起軸承燒損的事故不會引起人們的注

意。在發(fā)生軸承燒損事故時，往往只注意從機(jī)械配合方面考慮。更換新軸承

后，由于電機(jī)的軸電流并沒有消除，又引起軸承燒損事故，導(dǎo)致不必要的損

失。

使用滾動軸承的大、中型電機(jī)，一旦發(fā)生軸承損壞事故，在檢修中要尤

其注意檢查軸承表面痕跡。但凡軸電流引起的燒傷，在拆出軸承檢查時會發(fā)

現(xiàn)軸承內(nèi)外圈跑道上有像搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對滾動軸承破

壞出J共同特性。同步其表面還伴有麻點(diǎn)、傷痕，有出J甚至尚有裂紋出現(xiàn)。同

步，電機(jī)軸承溫度上升很快，并伴有潤滑油脂流出。

導(dǎo)致搓板樣的燒痕是由于滾柱或滾珠在軸承圈H勺跑道上滾動和輾壓跑道

時，在輾壓接觸地方，接觸電阻很小，并將潤滑脂擠向兩側(cè)，當(dāng)滾動體將要

離開原位置時，產(chǎn)生小間隙，這時會有放電現(xiàn)象產(chǎn)生，類似于電火花作用和

影響，將跑道表面燒成線條狀痕跡。線條日勺個數(shù)與軸電流頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速和

軸承內(nèi)狀況有關(guān)。當(dāng)后來口勺滾動體繼續(xù)向前轉(zhuǎn)動時，因輾壓使燒痕壓平、壓

光，因此跑道表面會出現(xiàn)光亮。

5、改善措施

當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)軸電流后，必須采用措施將其消除。簡樸KJ措施是將電機(jī)一

端(一般在驅(qū)動端)口勺滾動軸承與其端蓋絕緣，為此要加絕緣墊圈，并對軸

承的固定螺栓進(jìn)行絕緣，以隔斷軸電流出J通路。詳細(xì)措施如下：

用車床將原軸承套外徑車深6?8mm,并在軸承套上滾花。軸承套凸緣

部分車薄2mm。然后用無緯玻璃絲帶或“H-4”膠浸玻璃絲帶包軸承套的外

圓，做出的外徑尺寸比原外徑尺寸大2?3mm。將其放在13()±5℃烘爐內(nèi)

烘24h,再用車床將軸承外套及其上形成的玻璃鋼車至原軸承套尺寸；用2

mm的環(huán)氧玻璃布板制成墊圈，其內(nèi)圓等于軸承套外徑，外圓比軸承套最大

外圓大2mm,將其套在軸承套口勺凸緣上；同步將固定軸承套的螺桿加上絕緣

套和絕緣墊圈。最終，將軸承安裝在電機(jī)上，就把軸電流與電機(jī)端蓋日勺回路

完全隔斷了。

假如不用“H—4”膠涂敷,也可采用6101環(huán)氧樹脂100份、二酊脂15份、

乙二胺6?8份、石英粉5()份口勺配方配制環(huán)氧膠。將環(huán)氧膠和玻璃絲帶一層

一層涂抹在軸承外套上，起到絕緣作用，注意留出車床加工余量，等其固化

后再車成所需配合的尺寸。

6、改善后運(yùn)行狀況

該電廠電機(jī)驅(qū)動端軸承經(jīng)絕緣處理后先空載試運(yùn)行了1h。解體檢查一切

正常，隨即帶負(fù)載運(yùn)行，4h、10h后分別測量軸承溫度均在40℃左右。

由于電機(jī)的軸電壓數(shù)值相對較小，在測量軸電壓時應(yīng)采用高內(nèi)阻電壓表,

如真空管、晶體管電壓表或數(shù)字式萬用表。在本次測量中采用數(shù)字式萬用表

測量負(fù)載運(yùn)行中的軸電壓，測得1.65Vo需要注意，雖然該電壓相對較小,

但因其回路電阻