进口电机轴承异响故障的诊断与处理

1.故障现象 一台给水泵高压( 6kV) 电动机 功率 450kW, 转 速 2975r/min。轴伸端用深沟柱 NU3E222 型轴承, 非负荷端用深 沟球FAG进口 6222 型轴承。运行中轴伸端声音尖锐刺耳, 不像是电磁噪 声, 也不像轴承缺油干磨的声音, 噪声持续约 2min, 然后间歇 2min。用测振仪( VA—80A) 测出轴承的振动幅值为 0.021mm, 声 响异常时, 测得振动速度值为 53.6m/s, 有时甚至达到 97m/s, 远 远超过标准值 28 m/s, 且电流波动较大。

由于轴伸端采用间隙配合, 无法调整轴承的轴向定位尺寸。 在检修过程中发现内油盖有不均匀的磨损痕迹, 轴承有两个深 沟柱损伤。测量轴承、端盖和内外挡油小盖的定位尺寸, 并经过 计算, 轴承的允许间隙为 0.7mm, 当电动机的轴承温度达到 100℃, 轴承的膨胀值约 0.9mm, 不能满足电动机正常运行要求。 多次更换深沟柱轴承后, 电动机噪声不仅没有消失, 而且异响周 期变为 4min。

2.故障分析与处理 根据轴承的特点分析: 由于电动机原来采用 NU3E222德国FAG进口轴承深沟柱型轴承, 允许电动机轴向窜动。轴承内圈两侧有挡边, 外圈无挡边, 因此允许轴相对轴承双向位移, 可以承受轴热膨胀引起的伸长。 同时轴承的间隙相对深沟球轴承来说偏大, 但轴承的受力为线 形, 比深沟球轴承的点受力好。轴承运动轨迹不是一个圆形而是 一个椭圆, 这是由于深沟柱( 或深沟球) 和滚道之间存在间隙, 运 行时受力的不同, 使得运动轨迹成椭圆形。轴承的受力主要是在 下部, 对于深沟柱轴承其受力点为一条直线, 高速运转中, 由于 轴承的间隙, 受力点改变, 受力运动轨迹变成抛物曲线形。

给水泵电动机运行时主要受轴向力作用, 且拖动的负载平 稳, 深沟柱轴承允许的径向窜动必要性减弱, 因此将前轴承更换 为深沟球轴承, 轴承的间隙仍为 C3, 约 0.04mm, 可以满足运行 要求。同时考虑轴承的膨胀, 在挡油环小盖处加一块厚度约 0.8mm 垫片, 克服来自于给水泵和轴承温度升高引起的窜动。

轴承滚动体及滚道的微观表面是粗糙不平的, 运动中会发 生一定的冲击, 但这种冲击产生的脉冲是高频的, 因而使用测振 仪测量电动机运行的高频干扰的参数值比标准的大。深沟柱轴 承与滚道的接触较多, 产生的高频冲击就大, 而深沟球轴承与滚 道的接触是点, 产生的高频冲击相对较小, 因而本例的电动机可 以使用深沟球轴承代替深沟柱轴承, 解决设备出现的异响。 将深沟柱轴承更换为深沟球轴承后, 轴承异响消失。运行一 段时间噪声没有再出现, 测电动机的振动幅值为 0.013mm, 加速 度值为 2.8m/s2, 带负荷性能稳定, 电流也没有较大波动。