摘要：在發(fā)電廠及大型企業(yè)的生產(chǎn)過程中，電動機是主要的動力源，一旦發(fā)生故障，對整個生產(chǎn)所帶來的損失是相當(dāng)大的，尤其是大、中型高壓電動機，可嚴重影響到整個生產(chǎn)過程。根據(jù)我們對電機故障的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，軸承損壞或因為軸承損壞而造成的電機故障，占了電機全部故障的70%以上，為此我們對電機軸承故障發(fā)生較多的電動機進行了分析并進行改造，解決了電動機軸承的發(fā)熱、漏油、壽命低以及運行中突發(fā)性損壞的問題，大大減少了檢修費用，為安全運行提供了可靠保證。

    軸承頻繁損壞的主要問題：

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

    1、端蓋式滑動軸承：此類電動機普遍存在轉(zhuǎn)子的軸向串動大、軸瓦發(fā)熱和漏油的現(xiàn)象。因為漏油而造成對電機繞組的腐蝕，使電機內(nèi)部油灰過多電機溫度過高。另外，滑動軸承比滾動軸承的檢修也復(fù)雜很多。

    2、電動機的一般結(jié)構(gòu)：我國所生產(chǎn)的箱式電動機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)裝有一個距軸承間隙很小的擋油盤。這樣即不利于軸承的散熱和潤滑脂的循環(huán)，又增加檢修工作的難度和費用，并且在擋油盤內(nèi)孔與軸的配合松動后，產(chǎn)生異音或從軸上脫出，造成嚴重的故障。

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

    4、軸承的類型：我國大部分電機負側(cè)的軸承為"圓柱形滾子軸承"，空側(cè)為"向心推力球軸承"，在電機的運行中，轉(zhuǎn)子長度的變化由負側(cè)調(diào)整。此時如果電機與機械的聯(lián)軸器為"彈性聯(lián)軸器"時，對電機和機械均無大的影響，而如果是"剛性聯(lián)軸器"則發(fā)生電機或機械的振動，甚至造成軸承的損壞。

    5、軸承的承載與允許轉(zhuǎn)速：我國電機的軸承，一般負側(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算值，但軸承的允許轉(zhuǎn)速則與電機的實際轉(zhuǎn)速相差很少甚至不夠，所以這也是軸承發(fā)熱、損壞頻繁的一個重要原因。

    6、軸承附件的設(shè)計：目前我國電機的軸承附件大多是：軸承套和內(nèi)、外油蓋式的結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是簡單，缺點是密封差?；覊m進入到軸承內(nèi)部，加速軸承的磨損而損壞，并且大部分的軸承結(jié)構(gòu)因為油室過小和擋油盤的存在而造成軸承發(fā)熱嚴重。

    部分進口電動機的設(shè)計優(yōu)點：

    我們分析了進口的同類高壓電機，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)計方面的優(yōu)點：

    1、負側(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"。分析認為：這樣可保證轉(zhuǎn)子在冷、熱長度變化時，其軸向的位移在空側(cè)，確保電機與機械連接處的定位。

    2、軸承的承載與允許轉(zhuǎn)速：經(jīng)計算，在完全保證電機運行功率需要的情況下，所選軸承的允許轉(zhuǎn)速大大超過了電機的實際轉(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，保證了軸承運行中的穩(wěn)定，并延長使用壽命。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一步降低，并且軸承油室的空間設(shè)計較大，這樣就可降低軸承在運行中的溫度，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)計良好。較粗的放油管安裝于較大的油室下部，操作一個小螺栓即可方便地抽出內(nèi)管進行廢油的清理。

    電機軸承改造方法：

    我們在對軸承故障較多的電機改造前，首先對軸承的選用進行計算，發(fā)現(xiàn)存在選用方面的問題，即進行重新設(shè)計。其改造原則是根據(jù)電機的實際結(jié)構(gòu)尺寸，盡量采用進口電機的結(jié)構(gòu)型式進行。具體設(shè)計、改造項目基本如下：

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

    2、 根據(jù)與被拖動機械的連接方式，盡量設(shè)計負側(cè)為"深溝球軸承"，以負側(cè)定位；

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

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

    5、 根據(jù)要改造電機的實際軸向尺寸，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口電機的結(jié)構(gòu)設(shè)計制做。

    電機軸承改造典例：多年來，我們對黃臺電廠所有軸承異常的高壓電機全部進行了改造，大大保證了機組的安全運行。近幾年又相繼為"萊城電廠""濟寧電廠""河曲電廠""威縣電廠"等多發(fā)生軸承故障的電機進行了改造，取得了良好的效果。但是因為其設(shè)備的不同，所以每個電機的具體改造方桉即不同，簡單介紹如下：

    1、萊城電廠30萬千瓦機組的一次風(fēng)機電機。該電機為湘潭電機廠生產(chǎn)的YKK560-4型、1250KW高壓電動機。該電機多次發(fā)生軸承的損壞故障，尤其是負側(cè)的外軸承和空側(cè)軸承，最短的損壞周期達幾天。軸承的結(jié)構(gòu)是，負荷側(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)我們分析認為，該電機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)軸承和負荷側(cè)外軸承損壞的一個根本原因。對此我們將該電機負側(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)計算軸承的承載能力完全可達到電機的要求，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口電機的結(jié)構(gòu)進行改造。目前對所有機組的一次風(fēng)機電機全部進行了改造，其改造最早的已運行了5年，效果良好。

    2、河曲電廠60萬千瓦機組磨煤機電機。該電機為上海電機廠生產(chǎn)的YTM630-6型、功率1120KW。該電機運行中其主要存在的問題是"軸承發(fā)熱"，尤其是負荷側(cè)軸承，溫度可高達80度以上。據(jù)我們分析認為：該電機軸承附件的結(jié)構(gòu)不合理是導(dǎo)致"軸承發(fā)熱"的主要原因：該電機軸承油室過小和軸承外側(cè)安裝的擋油盤是造成運行中軸承發(fā)熱的主要問題。該電機的出風(fēng)是在負側(cè)，而負側(cè)的滾柱軸承摩擦系數(shù)又大于空側(cè)的球形軸承，所以造成負側(cè)的軸承溫度偏高。對此我們將兩側(cè)軸承進行了換位改造，負側(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口電機的結(jié)構(gòu)進行了改造。目前，改造后的電機運行正常，負側(cè)的軸承溫度比負側(cè)端蓋的溫度低5℃以上，達到了良好的效果。

    3、濟寧電廠30萬千瓦機組的一次風(fēng)機電機。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電機基本相同，所以我們采用了與河曲電廠基本相同的改造方桉。因為其轉(zhuǎn)速及軸承的不同，所以其改造的具體項目也不同。負側(cè)軸承由原來的#NU332改為#6332，空側(cè)軸承由原來的#6330改為#NU230。改造后達到了良好的運行狀況。

    4、河北威縣電廠給水泵電機。該電機為長沙電機廠生產(chǎn)，YKK4504-2型，功率800KW，軸承結(jié)構(gòu)是：負側(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。該電機運行中軸承溫度高達90℃以上，一般運行兩個月軸承即損壞。據(jù)我們分析認為：一是#NU221型軸承的允許轉(zhuǎn)速已接近電機的實際轉(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。對此我們對軸承的承載能力經(jīng)計算后，將負側(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口電機的結(jié)構(gòu)進行了改造。該電機按以上方桉改造后，軸承的運行溫度降至40℃以下，徹底解決了軸承發(fā)熱和頻繁損壞的問題。

    總結(jié)：

    我們通過對改造后電機運行的統(tǒng)計，其連續(xù)運行周期基本都達到了機組的一個檢修周期，大大減少了因電機的損壞所造成機組的臨時停機，解決了大、中型電動機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，高壓電機幾乎都存在著此類問題。所以，我們今后將進一步探討、努力，將先進而成熟的電機軸承改造技術(shù)更廣泛地應(yīng)用到實際的工作中去，為電力及其他事業(yè)的發(fā)展作出更大的貢獻。