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技術(shù)文獻

高壓防爆電機滾動軸承的使用與維護2015-09-10: 滾動軸承或滾動軸承裝置是高壓防爆電機的關(guān)鍵部件
，是電機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支撐點
。滾動軸承的損壞是造成高壓防爆電機不能正常使用的重要原因。據(jù)我公司售后服務(wù)反饋的高壓防爆電機故障分析統(tǒng)計
，60％以上的故障是防爆電機滾動軸承的損壞
，主要有：電機抱軸、軸承溫度高
、軸承壽命短
、更換頻繁、軸承響聲異常
、保持架磨損
、軸承電蝕
、振動大等。
造成高壓防爆電機滾動軸承不能正常使用的主要原因有：軸承設(shè)計選型不合適
；軸承裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理
；運輸使用過程中的維護保養(yǎng)不當。因此
，結(jié)合我們在日常工作中的經(jīng)驗體會
，談?wù)劃L動軸承使用選型的依據(jù)、軸承裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計的特點以及高壓防爆電機滾動軸承在使用中應(yīng)注意的事項
，以減少滾動軸承的損壞
，提高高壓防爆電機使用的可靠性。
1 選型
要做好高壓防爆電機滾動軸承的選型
，首先要了解防爆電機現(xiàn)場使用工況
，主要包括電機所驅(qū)動的負載（泵、風機
、壓縮機等）
、工作制、是否頻繁啟動
、載荷是否波動等
；其次在充分分析現(xiàn)場工況的基礎(chǔ)上，選定滾動軸承的類型
，并確定前后軸承的配置
；最后根據(jù)軸承壽命計算確定選用滾動軸承的大小。
在高壓防爆電機中使用的滾動軸承主要有：深溝球軸承
、角接觸球軸承
、四點接觸球軸承、圓柱滾子軸承
，各種軸承的使用特點和性能參數(shù)可參考軸承制造商的選型樣本。
高壓防爆電機中常用的軸承配置有：三軸承結(jié)構(gòu)和兩軸承結(jié)構(gòu)
，兩軸承結(jié)構(gòu)中有“一球一柱”和“兩球”配置
；三軸承結(jié)構(gòu)中前軸承為柱軸承+球軸承或柱軸承+四點接觸球軸承，后軸承為柱軸承
。
滾動軸承的壽命計算可依據(jù)標準ISO 281—1990的計算公式：
L10h=（106/60N）X（C/P）F （1）
式中L10h——基本額定壽命（90％可靠性）
，h
C——基本額定動負荷，kN
P——當量動負荷
，kN
N——轉(zhuǎn)速
，r/min
F——壽命公式中的指數(shù)，球軸承為3
；滾子軸承為10/3
高壓防爆電機滾動軸承的計算壽命一般不低于4000h
。但并不是計算壽命越大越好
，因為計算壽命取值過大，導(dǎo)致軸承選型太大
，滿足不了滾動軸承的最小負荷要求
，在運行中形成滾動體的有害滑動，導(dǎo)致軸承過早的損壞
。因此
，滾動軸承的計算壽命控制在適當?shù)姆秶纯伞L動軸承選型中應(yīng)注意的滾動軸承的工作轉(zhuǎn)速
，軸承制造商的選型樣本中均提供了不同型號規(guī)格的軸承允許使用的工作轉(zhuǎn)速
。超過軸承允許使用的工作轉(zhuǎn)速，會導(dǎo)致滾動軸承壽命的急劇降低
。為了使軸承良好的運行
，選擇滾動軸承的徑向游隙十分重要。一般的準則
，球軸承的工作游隙應(yīng)為零
，或者有輕微的預(yù)緊。在實際應(yīng)用中
，建議選用大游隙的C3組
，選用大游隙的滾動軸承，雖然軸承噪聲大一些
，但有利于降低滾動軸承的運行溫度
，提高軸承的使用壽命。
2 設(shè)計特點
防爆電機滾動軸承裝置主要由滾動軸承
、軸承內(nèi)蓋
、軸承外蓋、甩油環(huán)
、注油裝置及排油裝置
、軸承座、測溫元件等構(gòu)成
。防爆電機的類型不同
，軸承裝置的結(jié)構(gòu)形式相差很大，增安型與正壓通風型的與普通電機結(jié)構(gòu)相差不大
，只要達到IP44以上防護等級即可
。隔爆型電機的滾動軸承裝置形成電機內(nèi)外的主要隔爆面，軸承內(nèi)蓋與電機軸配合的旋轉(zhuǎn)密封部位是主要的隔爆面
，有關(guān)的尺寸要求應(yīng)符合CB 3836．2—2000爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分：隔爆型“d”
。由于隔爆型電機的隔爆間隙均比較小，容易與軸相擦
，導(dǎo)致電機抱軸
，因此與普通電機相比
，隔爆型電機零件的加工精度高，尺寸公差控制嚴
，軸承裝置的注油管道要順暢無阻滯
，排油結(jié)構(gòu)應(yīng) 確保排油通暢，也可設(shè)計成開啟式
3 工作溫度
通常
，軸承的溫度隨著運轉(zhuǎn)的開始而慢慢上升
，1－2h后達到穩(wěn)定的工作狀態(tài)。如果軸承發(fā)生故障
，則軸承溫度會急劇上升
，出現(xiàn)異常高溫，這時必須停止運轉(zhuǎn)
，采取必要的防范措施
。滾動軸承的工作溫度不得超過95℃，報警溫度為 90℃
，停機溫度為95℃
，軸承的工作溫度不應(yīng)超過相關(guān)防爆標準所規(guī)定的極限溫度。通常每個軸承設(shè)有測溫元件（Pt100）
，將其引線引入測溫接線盒內(nèi)
，提供遠傳溫度信號或進行溫度顯示，軸承測溫點的位置距離軸承外圈不超過10mm
。

潤滑方式及潤滑劑
軸承潤滑的目的是要在構(gòu)成軸承的滾道輪
、滾動體及保持架相互接觸的部分形成一層油膜，以防止各面直接接觸
，具有減少摩擦及磨損
、延長疲勞壽命、排出摩擦熱
、防止異物侵入
、防止生銹與腐蝕的作用。
潤滑的方式有兩種
，即脂潤滑和油潤滑
。高壓防爆電機滾動軸承的潤滑方式絕大部分為脂潤滑，但有少數(shù)稀油潤滑
，高壓防爆電機的潤滑方式通常標注在電機的注油牌上，應(yīng)注意按注油牌的內(nèi)容加注潤滑脂或潤滑油
。
對于稀油潤滑的滾動軸承
，經(jīng)常使用的潤滑油為：汽輪機油L—TSA460但粘度為ISO VG46的其他品種的潤滑油也可使用，使用時應(yīng)經(jīng)常注意油標的油位顯示
，如果油位低于油標的中心線
，應(yīng)立即補充潤滑油
。
關(guān)于潤滑脂的選用，我們提供如下建議：
（1）各種潤滑脂主要由基礎(chǔ)油
、增稠劑
、添加劑組成，同一個種類的潤滑脂
，牌號不同性能相差很大
，因此，原則上牌號不同的潤滑脂不能混合使用
，以避免潤滑脂性能的降低
。
（2）選用潤滑脂時，應(yīng)考慮軸承的工作溫度
、工作速度
、軸承的種類與大小、負荷狀況
、外部環(huán)境
，詳情請咨詢潤滑脂的供應(yīng)商或電機制造商。
5 維護與保養(yǎng)
儲存期超過半年或停機超過2個月后再次使用的防爆電機
，應(yīng)檢查軸承裝置的狀況
。如有嚴重污染、無油
、油干
、零件銹蝕等狀況時，需將防爆電機的軸承裝置進行解體
，徹底清洗軸承及與軸承相關(guān)的部件（注油管
、軸承內(nèi)蓋、軸承外蓋
、擋油環(huán)
、排油盒等），然后重新加注潤滑脂
。加注時
，滾動軸承內(nèi)部應(yīng)加滿潤滑脂，軸承內(nèi) 蓋與軸承外蓋所形成的空腔的填脂量為整個空腔的1/3－1/2
。
潤滑脂經(jīng)過一段時間使用以后
，特性會變差，潤滑功能會降低
，因此要適時補充潤滑脂
。潤滑脂補充的時間間隔與補充數(shù)量打在防爆電機的注油牌上，應(yīng)按照注油牌數(shù)據(jù)及時補充潤滑脂
，才能保證滾動軸承的可靠運行
。
注油牌上的加油周期及數(shù)量適用于軸承70℃及以下工作狀態(tài)
，但當軸承溫度超過70℃時，軸承溫度每上升15℃
，潤滑脂的補充間隔時間減少一半
。
在設(shè)備定期檢修時，為了防爆電機在下一檢修周期內(nèi)的可靠運行
，應(yīng)拆檢軸承裝置
，必要時更換軸承。
6 安裝與拆檢的注意事項
在軸承的拆裝中應(yīng)注意以下內(nèi)容：
（1）在拆裝的過程中應(yīng)注意保護電機的隔爆面
，避免磕碰及劃傷
，防爆電機滾動軸承裝置的檢修應(yīng)符合標準GB 3836．13－1997爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第13部分：爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備的檢修的相關(guān)要求。
（2）保持軸承及周圍清潔
，使灰塵不至于侵入軸承
。
（3）小心謹慎地使用軸承，在使用中給予軸承強烈的沖擊
，會產(chǎn)生傷痕與壓痕
，成為事故的原因。所以
，應(yīng)使用恰當?shù)牟僮鞴ぞ摺?nbsp;
（4）要注意軸承的銹蝕
，手上的汗會成為軸承生銹的原因。
（5）如果拆下的軸承要重新使用或安裝軸承時
，拆裝軸承的作用力要作用在滾動軸承的內(nèi)圈上
，絕對不能作用在軸承的其他部位。
（6）熱裝滾動軸承時
，在加熱的任何點
，溫度均不能高于120℃，避免造成滾動軸承的變形和再次退火
。
（7）安裝滾動軸承時
，確保標示軸承型號的一邊朝外，軸承的型號均打在軸承內(nèi)圈或外圈的端面
。
（8）清洗滾動軸承時
，應(yīng)分兩次清洗。粗洗時
，用刷子或無絨布蘸清漬油或汽油清洗
，清洗時不應(yīng)轉(zhuǎn)動軸承；清洗時
，將軸承放人干凈的油池內(nèi)
，邊轉(zhuǎn)動軸承邊清洗。
運轉(zhuǎn)檢查與故障處理
運轉(zhuǎn)中的檢查項目有軸承滾動聲、振動
、溫度、潤滑狀態(tài)等
，如有異常狀態(tài)
，按表1處理。
表1
異常運轉(zhuǎn)狀態(tài)及其原因和對策

動轉(zhuǎn)狀態(tài)
推斷原因
對策

嗓音
強金屬音
異常載荷
配合的修正
，研究軸承游隙
，軸承室凸緣位置的修正

組裝不良
軸、軸承室加工精度
、安裝精度
、安裝方法的改進

潤滑劑不足、不合適
補充潤滑劑
，選擇合適的潤滑劑

旋轉(zhuǎn)件的接觸
改進密封裝置

不規(guī)則音
異物引起滾道面上的壓痕
、生銹、傷痕
更換軸承
，清洗各種零部件
，密封裝置的改善，使用潔凈潤滑劑

布氏壓痕
更換軸承
，使用時注意

滾道面的剝離
更換軸承

不規(guī)則音
游掠過大
注意配合及軸承游隙

異物侵入
更換軸承
，清洗各種零部件，密封裝置的改善

攘珠有傷痕
、剝寓
更換軸承

異常沮升
潤滑劑過多
適當減少潤滑劑
，選擇稍稠些
的潤滑脂

潤滑劑不足、不合適
補充潤滑劑
，選擇合適的潤滑劑

異常載荷
配合的修正
，研究軸承游隙，軸承室凸緣位置的修正

組裝不良
軸
、軸承室加工精度
、安裝精度、安裝方法的改進

配合面蠕變
，密封
裝置摩擦過大
更換軸承
，配合的討論，軸套的修正
，密封形式的改進

振動大
布氏壓痕
更換軸承
，使用時注意

剝離
更換軸承

組裝不良
軸、軸承室加工精度
、安裝精度
、安裝方法的改進

異物侵入
更換軸承，清洗各種零部件，密封裝置的改善

潤滑劑泄漏變色
潤滑劑過多
，異物侵入
，產(chǎn)生磨損粉末侵入等
潤滑劑適量，研究更換潤滑劑
，研究更換軸承
，對軸承室清洗
判斷軸承可否再次使用，要考慮軸承損傷的程度
、機械性能
、重要性、運轉(zhuǎn)條件及檢查周期等
。如有下列缺陷
，軸承不能使用。
（1）內(nèi)外環(huán)
、滾動體
、保持架中有裂紋和出現(xiàn)碎片；
（2）內(nèi)外環(huán)
、滾動體中有剝離的
；
（3）滾道面、擋邊
、滾動體有顯著卡傷
；
（4）保持架的磨損顯著或鉚釘松動；
（5）滾道面
、滾動體有生銹和傷痕
；
（6）滾道面、滾動體有顯著的壓痕和打痕
；
（7）內(nèi)環(huán)內(nèi)徑面或外環(huán)外徑面有蠕變
；
（8）過熱變色厲害。
8 滾動是否異常的判斷
由于滾動軸承是旋轉(zhuǎn)部件
，在運轉(zhuǎn)過程中
，不可避免要發(fā)出各種聲音，在檢查軸承的滾動聲時
，應(yīng)據(jù)滾動聲的大小及音質(zhì)進行辨別
，以區(qū)分正常聲音與異常聲音。但軸承聲響的判斷
，國內(nèi)外尚無定量的標準
，據(jù)我們的經(jīng)驗認為：在整機噪聲合格、振動合格
、軸承溫度合格的前提下
，軸承聲響連續(xù)
、無間歇雜音；運行平穩(wěn)
、無起伏
；聲響均勻無尖叫，這些情況下的軸承響聲并不影響軸承的使用
，是正常的滾動聲
，高壓防爆電機可正常使用。

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