  船机故障心莫慌，遇事不决船机帮
导读 电机轴承过热是一种常见故障，重复率很高，其原因涉及电机的设计、工艺、机械加工、装配、运输和拖动设备的联接等环节，而过热现象往往在电机装配完成并进入试验阶段或到船上服役期间才显现出来。 低压大功率立式船用三相异步电动机的体积大，拆装困难。 故障发生在出厂试验阶段，公司的设计、工艺、试 验及装配人员都可迅速到位，吊车、翻转机、机械加工和各种专用工具等设备齐全，能较顺利地解决问题。 而安装后，如此大的电机一般装在船体的最底舱，故空间特别狭小，在船服役期间出现过热或轴承损坏，维修人员少又难以施展，甚至不得不割舱更换电动机。 因此，通过系统分析和攻关措施，提高了电机的一次装配合格率，确保电机按时交付客户，并能正常运行不发生轴承故障。 
一、结构 1、整机结构 低压大功率立式船用三相异步电动机的防护等级为IP44或IP23，380V/50Hz或440V/60Hz，500kW~1000kW，整机重5 500kg~7500kg，安装型式为V1。 2、轴承结构 轴伸端与非轴伸端轴承结构见图1。  图1 低压大功率立式船用三相异步电动机整机装配图 二、故障原因 装配好的电机，经吊车和翻转机将其轴伸端朝下立起进行出厂检查。 1、光洁度和防护能力   2、 轴承的轴向配合间隙 从图1可知：立式电机轴伸端承受着转子的自重，故采用推力球轴承，其非轴伸端采用深沟球轴承，以保持转子同轴。 因此，电机采用轴伸端固定，非轴伸端自由的装配方式。 当非轴伸端的轴承内盖和外盖的止口与轴承外圈的轴向配合间隙较小无法满足转子的热涨量时，轴承就容易发热或“抱死”。 3、轴承的径向配合公差 为了避 免轴承外 套在轴承室内“跑圈”或“涮套”，通常将轴承室的内径公差为H6，轴承档的外径公差为k6。 为减少废次品，机加工时常人为地将公差H6加工到下差，K6加工到上差。 这样，装配后的轴承的径向配合较紧，轴承容易发热或“抱死”。 4、轴承的散热 （1）轴承外盖采用灰铸铁件，端盖采用钢板或锻钢件，没有散热筋。 （2）法兰端盖与预留的风口较小，不利于前轴承的散热。 5、轴线不同轴 （1）由于轴承套的存在，通常轴承先装入轴承套后再装入端盖中。多一道径向尺寸链，对保证同轴度显然不如直接装入端盖中好。 （2）机座、端盖和轴承套的热处理不到位。 （3）装配过程中，轴承的“别劲”极易引起电机过热，却又相当难查找出原因。 6、轴向窜动 曾做实验，先测轴伸露出轴承外盖的长，然后以外力使转子向轴伸方向窜动0.4mm左右，轴承的温度会迅速升高8℃~10℃。 原因电机的推力轴承轴向间隙和径向间隙都较大，转子轴向窜动而“下沉”后，轴承的滚动体与原轨道的间隙变小而发热。 如电机采用水平方式运输，转子相对法兰面的径向跳动将严重超差，因此只能采用轴伸端朝下的直立运输。 如果转子没有采取轴向锁紧防护，经过长途运输，转子轴向窜动可达0.3mm~0.5mm。 7、润滑脂 这是电机行业中一个重要问题，好的润滑脂可起到事半功倍的效果，加注方法与用量也会影响轴承发热。 8、轴电流 变频或大中型电机会出现轴电流、轴电压问题。 9、拖动设备的联接 如果基础精度不高必将影响电机轴线精度。 为此，对拖动设备的端面跳动在1.0mm~1.5mm间为合格，而对电机法兰的端面跳动，则要求≤0.12mm；对拖动设备与电机轴的相对跳动精度达0.4mm~0.6mm为合格，而对电机的轴跳精度，则要求≤0.1mm。
三、处理 1、提高光洁度和防护能力   （2）在轴承内、外盖的防护槽内，仔细地填入浸 油毛毡条。 2、调整轴向配合间隙 将非轴伸端的轴承内、外盖的止口，分别车短1.5mm~2mm，增大转子的轴向间隙，可避免转子热涨后被“吊起来”。 3、改善轴承的径向配合 加工时，先粗车轴承室，再滚压精加工至尺寸。 轴承室的内径公差适当加大并加工到上差，可有效避免轴承热涨“抱死”。 4、改善轴承的散热 （1）在上、下轴承外盖和端盖的外侧增加散热筋。 （2）在保证前法兰端盖强度下，尽量将风口留得大一些。 （3）将内风扇移到轴伸端。 （4）增大平衡盘的外径，使其起到挡风板的作用，便于冷却风经机壳的风道和气隙逸散到非轴伸端，由外风扇的冷风带走热量。 5、少用或取消轴承套 少用或取消轴承套以减少径向配合尺寸链。 （1）端盖采用整体结构。 （2）端盖较大时，可先粗车，车出轴承套和端盖的配合尺寸，然后与钢板焊接或连接牢固后，再整体加工。 （3）当轴承有绝缘要求时，可先处理轴承套的绝缘，然后与端盖联接牢固，再精加工轴承室。 6、热处理 （1）严格执行热处理工艺规程以消除零部件的焊接应力或铸造应力。 （2）工件粗车前后应分别进行一次振动时效处理。 （3）用硬度计检测退火处理前后的焊口硬度与钢板硬度。当各部位的硬度相对均匀时，表明热处理效果良好。 （4）通过热处理前后的精车精度，比较分析椭圆度、锥度等变形量以确定热处理质量。 7、避免轴承“别劲” （1）强化职工培训，操作者不仅要有过硬的装配技术，还要有精装细作出精品的素养。 （2）尽量采用轴承端盖压装机，将端盖、轴承一次装配到位。 （3）对边均匀地拧紧端盖和轴承内、外盖的装配螺栓，避免工件产生单边拉力。 （4）装配完成后，用铝锤或铜棒振动敲击电机的前后轴伸以消除装配产生的应力，并及时“盘车”查看电机的转动情况。 8、润滑脂 （1）润滑脂的成本只占电机总成本的0.05%，选用较好的润滑脂，可延长轴承的运行时间，减少轴承的故障。 （2）使用注油机加注润滑脂，确保润滑脂的清洁，又便于控制润滑脂的用量。 （3）润滑脂用量一般填满轴承空间的2/3，轴承内盖、轴承外盖空间的1/2。 9、消除轴向窜动 设计专门的轴伸锁紧防护装置，以锁紧转子与端盖的相对位置，可有效杜绝运输过程中转子轴向窜动。 10、轴电流的预防 防止轴电流的措施有加接地碳刷，使转轴接地；使用绝缘轴承；使用对称电缆；增加补偿变压器；加绝缘板。 11、拖动设备的联接 与配套方进行技术沟通，明确双方的技术要求；提高电机的装配精度，并要求拖动设备的端面跳动不大于0.2mm；调整电机与拖动设备联接的相对精度，相对轴跳不大于0.1mm。 通过以上各项措施的实现，提高了电机的质量，保证了它的安全可靠运行。 本文原创作者系： 德州恒力电机有限责任公司 巩方彬 张立心 END |
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