防爆电机的抱轴故障分析及维修[1]

防爆电机的抱轴故障分析及维修内容提要：本文简单分析了防爆电机“抱轴”故障的各种情况，提出了解决的方法。

随着石油、化工行业的不断发展，国内石油深加工产品不断开发，我公司炼油生产装置不断增加，炼油已达1600万吨/年加工能力。

然而，所需配套电机的种类、规格、数量猛增，致使防爆电机（隔爆型、增安型）的数量越来越多。

由于防爆电机大量的增多，电机“抱轴”故障也有所增多，电机“抱轴”是电机维修中较为常见的问题之一。

本文根据维修中的点滴体会从电机结构、电机装配、轴承质量和使用维护等方面提出自己粗浅的看法。

1、隔爆型电机的轴贯通结构中型隔爆型电机轴贯通部分较普通电机复杂。

为满足防爆性能要求而设置的曲路环、迷宫环，有较长的隔爆接合面、且隔爆间隙小（防爆间隙W≤0.3），不利于散热。

从维修过的JB0630电机，由于该结构轴承套、内盖、曲路环、迷宫环及相应配合要求有较高的垂直度、平行度和同心度等形位精度要求，而现行的部分零部件加工、检测手段等不完全能达到设计要求，使在电机装配和运行中，因隔爆间隙小，不利散热的因素，使其电机温度升高，同时受轴热膨胀的影响，对轴承、内盖、曲路环、迷宫环的影响等，导致隔爆间隙更小，同时因误差影响而不能很好地自动调整间隙而摩擦发热，直至轴承烧坏、粘结而造成“抱轴”。

防爆电机由于设置曲路环、迷宫环等结构不但零部件加工要求精度高，而且装配工艺要求也较高，电机在检修过程中，要进行对每个零部件的检测，使零部件既要达到公差要求，也要满足防爆性能要求。

提高电机装配质量，从而减少电机“抱轴”故障率。

我们仍在常二装置P001A电机检修时，对零部件未进行检测，其次，因装配经验不足，在电机装配试机时，就出现电机轴承故障，幸而及时发现，轴档未受损伤。

之后，常二装置有6台高压电机（JB630），电机检修时，加强对每个零部件的检测，检测中发现部分电机的轴套、曲路环、内小盖的内外圆有不同程度的变形，有的呈椭圆形。

为此，对这些零部件重新进行精加工处理，提高了零部件精度，问题得到了解决，电机检修后，电机运行情况良好。

2、较大的转子重量中型隔爆电机为改善电机内部的通风散热条件，常采用在转轴两端设置两个内风扇，同时为满足风压、风量的要求，而使内风扇的轴向尺寸较长。

另外，在定子线圈两侧端部也留有较大长度的空间，以形成电机内部较通畅的循环风路，由于结构上的原因而增大了轴承间距。

防爆电机有较复杂的轴承结构（轴承套、曲路环、迷宫环等）。

其次，转轴两端设有两个直径较大的平衡环，这样就相应增加轴的直径和长度，增加了转轴的重量。

一台JB0630-2，450KW电机，转轴长度达2100 mm，重量超过1200kg，今年更新改造的重整机501/1新氢压缩机YAKS900-18 1250KW电机，转轴长度达4000 mm，重量超过7500kg，使轴承静负荷的增加。

在石化行业中，为保证装置生产安全、可靠，往往机泵均设置二台，一台在运行，另一台作为备用。

而备用电机有时长期间不运转，由于转轴自身重负荷的影响，导轴伸端变形弯曲，使电机在运转中振动增大，影响轴承使用寿命，在维修中，转轴上车床百分表校验时，常发现转轴轴伸端有0.02~0.03mm的弯曲度，有时弯曲度更大。

这是由于较大的转轴重量所致。

因此，备用电机不能长期备而不用，应经常切换运行才好。

其次，对备用电机应经常进行盘车，改变转轴角度（转动角度以180度为佳），这是防止转轴变形弯曲的有效措施。

3、轴承内、外径的公差配合精度轴承内径与轴档配合及轴承外径与轴承套内径的配合，如果配合过盈略大，则可能造成由于热膨胀长住轴承套，吃掉轴承游间而研伤轴承，引起发热，直至轴承烧坏，发生“抱轴”故障。

为此，对轴档加工公差尺寸尽量控制在中间公差。

根据资料可得，轴的轴承档直径，使用滚动轴承时，其选择公差为“K6”，见表一。

表一轴承档公差选择表如果轴档加工尺寸过小，则会发生轴承跑内圈现象，引起发热，粘结轴档同样会造成“抱轴”故障。

因此，检修时应严格把住轴档公差尺寸。

轴档尺寸过小，就要刷镀处理。

如2003年3月，重整机502/2 加氢循环压缩机KR5429B-EA04 350kw电机检修中发现后轴档公差尺寸偏小φ95-0.01，为此，对轴档进行了热喷镀处理。

然后上磨床精加工，尺寸控制在φ95+0.015，保证轴承的实际配合精度，电机检修后一直趋于良好的运行状态。

轴承与轴承室配合，其轴承套内径选择公差见表二。

在加工中应尽量控制在中间公差的上偏差区间内，呈间隙配合，以保证电机在额定运行中其轴贯通部分发热时，为热膨胀留有一定裕度。

但是轴承套加工尺寸不宜过大，否则会发生跑套现象，轴承更容易发热，为此在检修中，应严格把住轴承内、外径实际配合精度，以保证轴承装配后达到有限自由的稳定运行状态。

表二轴承套内径公差选择表防爆电机采用轴承应选用电机专用轴承，即带“zz”或“C3”标志的轴承。

电机用轴承除轴承牌号外，其精度、径向游隙的选择将直接影响其使用寿命，对于中大型电机用轴承径向游隙大一点为宜，一般游隙选在0.08~0.10mm左右，稍大的径向游隙为轴承的热膨胀预留一定裕度。

常一装置P111/1、2及重一装置ｐ601/1、2、3三台热载体泵高压电机，电机选用JB0630型，电机为早期产品。

由于电机容量大，转子轴径相应增大，选用320轴承，轴承越大，极限转速越低。

从资料查得：此轴承极限转速为2800r.p.m，电机的实际转速已超越了它的极限转速。

显然，轴承的可靠性大为降低。

对于轴承的质量问题，无论是材质、热处理、加工、装配、检验等工艺要求难以保证，导致轴承质量问题时有发生。

今年，催化大修改造时，P312/1、2电机更新YB355S2－4W200KW电机检修时，轴承型号为NSK 6320C3二台电机各发现有一只轴承弹道较松，已超越了规定范围，经与厂方确认，确实系轴承质量问题，给予更换了二只轴承，从而避免了电机轴承故障的发生。

轴承质量的好坏，将直接影响电机运转的关键及轴承使用寿命。

为此电机在维修中，轴承的质量问题要严格把关，做到不合格的轴承不装配。

5、轴承的装配滚动轴承的装配，主要有两个关键问题，一是轴承的清洗方法，二是轴承的安装方法。

多年来的维修经验证明，轴承的清洗和安装方法对电机产生噪声和振动的影响很大，正确的清洗和安装方法可以降低电机的振动和轴承噪声。

而不正确的清洗和安装方法，使电机产生振动、噪声，甚至轴承受到损坏，降低轴承使用寿命。

因此轴承的清洗及安装必须注意以下几个方面：1）轴承的清洗轴承的清洗，先洗去轴承上的防锈剂，一般轴承防锈剂大多采用油剂防锈剂，用煤油就可以清洗干净，清洗时要认真细致地检查轴承内、外圈，滚珠及滚道上是否有痕迹锈蚀、麻点等存在，检查轴承间隙情况，并一手拿住轴承内圈，，另一手转动轴承外圈，转动平稳灵活自如，声响正常，没有振动和轴向摇晃，检查正常后才能使用。

清洗时，不允许毛刺、杂物微粒等进入轴承，因为杂物将明显地增大电机的振动和轴承噪声，加速轴承的磨损。

2）轴承的装配装配轴承的场地要清洁，避免附近施工作业场所，以免杂物进入轴承，使轴承发生故障。

装配时，要认真检测与轴承相配合的零部件，如发生轴档、轴承套、端盖等零部件公差配合及表面粗糙度不符合要求时，不允许装配。

轴承安装常采用变压器油加热，感应加热和烘箱加热法等加热法，任一种加热法都可以。

加热温度控制在90~100℃为宜，不得超过110℃。

轴承加热温度控制不好，清洗不干净，零件毛刺清理不净，将严重影响轴承使用寿命。

3）轴承内、外盖的装配由于轴承内、外盖的内孔与轴配合间隙小，若轴承内、外盖螺栓对边没有同步对称拧紧，产生歪斜，导致轴承盖与转轴产生摩擦，使轴承温度加剧上升，引起“抱轴”故障，为此，轴承内、外盖装配前必须检测轴承盖内孔公差配合情况，若配合间隙过小，则把轴承盖上车床车大内孔直径，使公差配合符合要求。

6、轴承的润滑系统防爆电机的轴承室内净容积较小，轴承室下侧设有储油室（储存污油），由于防爆电机散热条件差，轴承运行温度高，在高温运行下使轴承内的润滑脂变稀，使变稀了的润滑脂不断向储存室流入，轴承温度越高，流失越快，使轴承室润滑脂大量减少，若不及时加注润滑脂，将造成轴承在缺油或无油状态下运行。

轴承干磨加快轴承磨损，温度急剧上升，恶性循环，最终导致轴承损坏，造成“抱轴”故障。

不少“抱轴“故障的电机，多数因轴承室内是缺油或无油状态。

因此，在日常巡检中，，要加强检查电机的运行状态，特别对轴承温度较高的，要观察其润滑脂是否有流失现象，发现润滑脂流失，要检查轴承情况，并及时补充润滑脂。

电机制造厂规定电机运行时间到2000~2500小时，应补充润滑脂，使轴承一直保持良好的润滑状态。

为此，设有注油装置的电机，必须定期进行注油，补充润滑脂。

2003年12月15日，一常泵116/2电机（佳木斯450KW），因注油工作不到位，使后轴承严重少油，电机噪音增大，操作工发现及时，运行值班人员立即要求工艺倒泵，从而避免电机抱轴和绕组烧毁事故。

7、电机的安装调整电机的安装调整是一项需要耐心和细致的工作，要使电机轴回转中心线与被传动机械的轴中心线要求一致，即相互联接的两联轴器的轴中心线（轴线）应重合，机组轴线调整的好坏，是直接影响机组能否正常运行的关键，两轴线的同轴度偏差大，会引起机组振动增大，轴承发热，严重时造成轴承的损坏和轴的断裂现象。

对中大型电机的机组的调整，采用刚性联接时，要求两轴中心线在电机静止时的同轴度偏差小于0.03mm。

如烷基化装置原一台丙烷压缩机电机FCKWXX-2 1000KW，日本东芝出品的高压电机，电机安装调整时，两轴中心线的同轴度偏差超过0.10mm，由于偏差过大，使电机后端加剧振动，电机运行仅2~3小时，电机后轴承就发生故障。

电机虽经检修，电机性能明显下降，不能满足生产要求，最终导致电机更新。

8、转轴的修理轴承档是转轴最重要亦容易磨损，轴承一旦故障常容易粘结、造成“抱轴”的部分。

轴档的磨损，将出现转子偏移，严重时造成定、转子气隙不均而产生的单边磁拉力对轴承的影响。

甚至产生定、转子铁芯相擦，造成扫膛而损坏电机，无论是轴档的磨损，或者是发生“抱轴”故障，转轴都必须进行修理。

常见转轴的故障有弯曲、粘结、磨损等。

（1）转轴弯曲的修理转轴修理时，先检查转轴的弯曲变形情况，将转轴置于车床上，用百分表或划针盘测量，根据测量情况分别进行修理。

若轴档弯曲变形不严重，可采用电镀法修理。

电镀时先将转轴上磨床在轴档处磨小0.20~0.50mm，然后在轴档处镀上一层铬。

这样能使镀层达到一定厚度，不容易脱落。

如镀层太薄，会产生镀层脱皮现象，不牢靠。

镀层尺寸要比加工尺寸大0.10mm左右，再上磨床精加工，加工到所需尺寸。

加工面应与轴中心线垂直，保证轴的同轴度符合要求。