B5发电机轴承损坏分析2013年4月9日

风机检修技术报告

风电场名称：中节能风力发电（新疆）有限公司对应的检修工作单编号：

日期作业人员

风机编号负责人员

风机检修技术报告（由工作负责人填写，内容包括：故障现象，故障部位损伤程度，原因分析与探查确定，处理措施，避免类似问题发生的防范措施、本次检修作业中遇到的问题及相关建议等。本栏不够可加附页）：

B5发电机轴承损坏分析

一、事件描述

2012年10月18日检修三班在做半年定检时发现，B5发电机在空转和运行时有较大振动和噪音，我厂检修人员通过用千分表测量发电机转子径向跳动，测量值为0.04mm，正常范围在0.05mm内。于是在打发电机油脂时多加注了400g油脂，清理接地碳刷附近油脂，清洗接地碳刷刷套，待观察。2013年2月25日检修人员上B5风力机调整刹车器间隙发现发电机旋转时振动很大，2月27日，上风机检查，发现发电机接地碳刷磨损严重，接地碳刷支架处油脂较多，测量发现转子轴接地不良，清理油脂并更换发电机接地碳刷。并对发电机做振动监测和测量发电机后轴承径向跳动，振动监测仪显示为告警信息，由于振动频率太大千分表已经无法固定牢固，未测出发电机转子径向跳动。3月4日-11日更换发电机前后轴承后，振动和噪音消除。

二、滚动轴承结构及型号

滚动轴承是由内圈、外圈、滚动体、保持架组成。

内圈：内圈装在轴颈上，与轴一起转动。

外圈：外圈装在机座或零件的轴承孔内。多数情况下，外圈不转动。

滚动体：当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。

保持架：保持架使滚动体均匀分布在滚道上，并减少滚动体之间的碰撞和磨损。

2 轴承型号

B6风机发电机使用的轴承是SKF 6330M/C3型轴承，这是一款单列深沟球轴承。其中6─深沟球轴承，3─中系列、正常宽度，内径：d=150mm，外径：D=320mm，厚度：B=65mm；M-表示机削铜保持架；C3—表示大于标准游隙的内部径向游隙；套圈及滚动体通常使用高碳铬轴承钢。

3深沟球轴承特点

深沟球轴承是最具代表性的滚动轴承，用途广泛。适用于高转速

甚至极高转速的运行，而且非常耐用，无需经常维护。该类轴承摩擦系数小，为0.001-0.005，极限转速高，结构简单，制造成本低，易达到较高制造精度。

三、故障原因及分析

1 异常现象描述

1.B5发电机在空转和正常运行时有较大的异响，并伴随较大的振动。

2.启机运行，发现接地碳刷有拉弧现象。

3.停机后通过使用万用表测量发电机转子轴，发现发电机接地环上有13V交流电，接地碳刷支架处油脂较多，刷套内有油泥。检查接地碳刷，发现其磨损严重而且碳刷接触面不光滑，局部有熔融和凹凸的现象。

4.在更换完后轴承后，将其拆卸发现其外圈有锈蚀，滚道内有蚀沟，呈搓衣板状。

5.测量B5发电机后轴承游隙在0.25mm，而C3的标准游隙在min0.046mm —max0.091mm。B5后轴承的游隙超过了标准游隙。

2 故障分析

造成B5轴承损坏的原因有以下几种可能：

1电蚀损伤

2润滑不良

3锈蚀

2.1电蚀损伤

轴电压的产生极其危害：发电机在运行时，由于定转子磁场的不

平衡，所以在转轴上会产生一定的感应电压，称为轴电压。根据《电力设备预防性试验规程- DL/T 596—1996》第19条例对轴电压的要求，轴电压应小于10V,如果轴电压高于10V，发电机接地碳刷导电不良不能将电压顺利引入大地，长久运行会使轴颈与轴承内圈、轴承座与轴承外圈、轴承滾道与滾珠放电或产生强烈的电弧灼伤，严重时会导致轴承烧毁，最终使电机不能正常运转。

电蚀现象的产生：电蚀现象的产生是指电流在循环流过轴承滚道和滚动体的接触部分流动时，通过薄薄的润滑油膜发出火花，其滚道出现局部的熔融和凹凸现象称为电蚀现象。电蚀现象主要会对轴承产生高温，融化轴承表面及滚动体微小区域，运行过程中会对轴承内圈、外圈滚道内产生凹凸的现象。轴承在运转时导致滚动体与滚道之间产生异常磨损，导致轴承内部游隙变大，所以才造成轴承运转时的振动和噪音现象。

图1.轴承外圈滚道上存在呈“搓衣板”状沟蚀

图2.接地碳刷表面凹凸现象

图3.碳刷表面

将B5发电机轴承拆卸后发现轴承外圈有锈蚀、外圈滚道内有“搓衣板”式的凹槽，之前在风机上用万用表测量接地环发现接地环、发电机滑环滑轨，有13V的交流电，将接地碳刷取出后再次测量发现有22V交流电，清理接地碳刷附近油脂和接地碳刷刷套，并查看两个接地碳刷时发现其磨损严重，未与接地环有良好接触，将接地碳刷取出后发现接触表面粗糙不光滑，并且局部有熔融和凹凸现象。更换新的接

地碳刷并重新打磨接地滑槽后测量，电压消除。由此可以看出，如果接地碳刷接地不良，不能将这些电压引入大地，长期运行就会导致电压击穿油膜而烧损轴承。

2.2润滑不良

润滑油脂的作用：

润滑油是用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。

B5风力机使用克虏伯润滑脂，油品型号：BEM41-132，成分：半合成基础油和特殊锂皂稠化剂，脂品颜色：黄色。

通过对B5发电机前后轴承润滑脂的进行采样分析，从油检报告中得出如下结论：

1润滑状态：该脂理化指标基本正常。（理化指标的定义：理化指标是指产品的物理性质、物理性能、化学成分、化学性能等技术指标）2磨损状态：该油脂中含有少量及个别铜合金异常磨损颗粒，表明该系统有关部件可能存在异常磨损。

造成润滑效果下降的原因主要是在维护风机时没有使用排废油杆将废油及时排出，导致油脂长年累月积累在甩油环内，使得油脂越积越多，对滑环室造成严重污染。如果未及时清理，溢出的废油脂堆积在接地环和接地碳刷刷框内，导致接地碳刷未与接地滑槽良好的接触使其导电性能下降，促使电压击穿油膜产生放电，烧损轴承。

2.3锈蚀

锈蚀的定义：未涂装过的钢材表面原始程度按氧化皮覆盖程度和锈蚀