对电动机机械故障的分类及问题分析

对电动机机械故障的分类及问题分析

在电动机机械故障中,95%左右的故障较为好处理,属于一般配件处理,还有近3%的故障没有能力解决,主要由于这类故障发生频率极低,处理故障所储备的设备资金较大、人员培训较为困难,采取送外修理。还有2%的故障,例如:电动机抱轴,处理起来费工费时,对装置平稳运行产生极大威胁,下面对电动机机械故障进行分析。

标签：机械故障；电气故障；电动机

1、电动机机械故障分类

1.1端盖跑套端盖跑套是指轴承外圈与轴承配合过松,在电机旋转时,轴承外圈在端盖中发生缓慢转动,久而久之,在端盖上配合面上磨出沟槽。发生跑套时,电机振动较大。

1.2抱轴抱轴是指轴承、轴、轴承盖等转动部件与不转动部件互相摩擦,产生高温,恶性循环而相互粘连在一起,使转子轴不能转动的称谓。这是电动机最为严重的故障,凡发生此类故障的,会引起更为严重的设备事故,一般会产生如下后果。

1)后果一:线圈大电流冲击。电动机在抱轴故障发生过程中,转速从同步转速3000r/min经过几分钟后降为零,电机线圈通过很大的电流,使线圈绝缘受到破坏,在以后的安全运行中埋下隐患。

2)后果二:扫膛。电动机发生抱轴,但轴承内圈与轴颈在短时间内没有完全粘死,转子继续高速运行,导致轴颈磨损严重,高温下轴承润滑脂蒸干,轴承磨损、散架,转子塌陷,与定子发生严重摩擦,这就是我们所说的扫膛。发生此类故障,电动机除了机壳,其余均损坏,设备报废。

3)后果三:转子轴破坏。一般经过抱轴的电动机,轴都会发生不同程度的弯曲。抱轴时温度一般能够达到300~400℃,轴颈会发生退火,原金相组织遭到破坏。

1.3部件损坏

1)轴承损坏:常见轴承故障是长期运行后有杂音。轴承是外购件,只要我们能在进货和选型上注意,这方面故障会大大降低。

2)其它部件损坏:常见的部件损坏还有端盖“搭子”断裂,风扇破损等。

2、故障统计

电机跑外套故障频次最高,但只要在巡检中及时发现,此类故障发生后检修的费用是最低的。相反,电机抱轴、扫膛故障发生频次非常低,但只要出现一次,引起

的后果是非常严重的,不止是设备报废,还会引起装置停工而产生的严重后果。其次,电机转子跑内套的故障频次和检修费用也较高。显而易见,如果能够尽量避免电机转子跑内套、抱轴、扫膛故障的发生,那么,检修费用和对装置的不良影响也会降低。根据统计数据,我们发现目前电气维修车间将要解决以下问题:电动机抱轴、扫膛、跑内套的原因何在?如何杜绝此类事故发生?轴颈公差尺寸为多少较为合理?

3、问题分析

3.1电动机抱轴、扫膛、跑内套的原因分析一般来说,电动机不论是跑内套、跑外套、抱轴均是由于轴承润滑不良或其它故障造成轴承滚珠与内圈发生摩擦,这个摩擦作用到轴颈上,就会使轴颈与轴承内圈或外圈发生相对运动,在整个过程中伴有发热,发热会造成故障情况恶化。跑内套故障中有40%是属于这种现象,大约有10台/年,这个数据占到年运行电机的0. 5%。当电动机存在这种故障时,电动机轴承有异常声音上并伴有发热和振动,故障现象较为明显,只要认真执行现有巡检制度,加大小修量,是可以尽早发现和避免的此类故障。

(1)设计标准问题:电动机轴颈与轴承内圈原设计规范为基孔制的第三种过度配合,新代号为H7/K6,这个公差范围太宽,例如:Φ80的轴,它的公差尺寸为Φ80+0. 003mm~Φ80+0. 025mm。尤其是下限值太低,使得电动机在运行时随着温度的升高轴承内套对轴的紧度降低,从而导致轴在轴承内圈中松动或产生相对运动。

(2)检修标准问题:电动机轴颈与轴承内圈检修标准同样为基孔制的第三种过度配合。公差范围太宽,以至于检修中对轴颈与轴承内圈公差没有一个严格的质量标准。在电动机的检修中,工作人员能够严格按照检修规程的检修工艺进行工作,当拆下轴承后,如果发现轴颈有变色或磨损时,检修负责人汇报车间后,派机加工工作人员到现场核对尺寸。并不是对每台检修电动机核对尺寸,容易遗漏轻故障设备。对于进行过机加工设备的配合尺寸没有正规记录。

(3)轴承选择:为了保证轴承内部充分润滑,所以应选用C3、C4系列游隙较大轴承。

(4)电动机结构:一般中、小电动机结构均较为简单,只要检修时严格按照检修工艺进行工作即可。对于90年代末,采取西门子设计技术生产的大型电动机体积较以前变小,轴承均采用轴伸端6×××、NU×××两套、非轴伸端采用一套NU×××轴承,并且均由轴承室进行装配。检修困难,尤其是电机轴伸端,两套轴承同时套入轴承室,再装配到电机转子轴颈,这样,除了两套NU×××轴承内圈可以热装,而6×××只能冷装,冷装势必会对轴颈有或多或少的损伤。轴承室厚重,安装时必须连同端盖同时套在电机转子轴的轴颈,装配困难。并且,无法直接加润滑油,尤其轴伸端处于内侧的NU×××轴承,只有在电机试车时使用油枪强迫加油,这样无法保证NU×××的充分润滑。

(5)电动机的配合尺寸:通过对电动机检修经验,将轴颈与轴承内圈原设计规范为基孔制的第三种过度配合(代号为H7/K6) ,尤其是下限值太低。根据轴径大

小,适当将上、下限值范围缩小,尤其是下限值。

（6）通过以上分析,对电动机机械故障中最为严重跑内套、抱轴、扫膛做一故障发展进行分析。新上的电动机只要做到及时检查、清洗,抓好日常班组巡检、车间周检、公司抽检,重点、关键设备车间状态检测、公司重点监测,一定会在设备故障发生到警戒线之前发现的。另外,有了单台设备检修规程,一定会避免发生设备重大事故。

结语

电动机的故障可分为电气故障和机械故障2类,产生2类故障的根源和故障的性质不同,处理方法也不尽相同。但2类故障的表现形式具有交叉性。电气故障可能表现为振动异常,反过来,机械故障可能表现为定子电流异常,这也丰富了分析电机故障的手段。当发生断条故障,气隙偏心故障,轴承故障和机械不平衡故障时,电机振动和定子电流都会产生异常。针对电动机电气故障和机械故障,最典型的处理技术是振动频谱分析技术和电流频谱分析技术。

【参考文献】

[1] 李传顺, 郑成才. 浅谈如何处理综采电气事故[J]. 科技资讯, 2005,(22)

[2] 李祖师. 浅谈机械故障诊断与排除[J]. 科技情报开发与经济, 2002,(01)