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    三相異步電動機軸承溫度分析

    對三相異步電動機出現的軸承溫度高的現象,從軸承選型、配合、裝配、運行狀況等方面找出引起軸承溫度高的各種因素及解決軸承溫度高的有效措施。 

    軸承過熱故障現象及解決辦法。 

    1、軸承受到擠壓 

    滾珠或滾子在滾道中能輕松自如地旋轉,是因為它們和軸承內外套間有游隙存在。若軸承套內或外圈受到擠壓,這游隙就要變小。因為軸承游隙的數值很小,所以對游隙的變化很敏感。游隙變小了,軸承滾動體與套圈產生較大的接觸應力,則會增加軸承摩擦發熱。防止擠壓的對策有如下三條:(1)軸承外圈與軸承套的配合多采用H7,在實際加工中要盡量按上差,因為軸承與軸采用過盈配合,軸承臺公差為k6或m5,當k6,m5出現上差而所選軸承徑向游隙較小、內圈公差也較小時,則徑向配合相對較緊,裝配后其徑向游隙將受到一定的影響。熱態運行時,內圈的較大膨脹,有可能導致負游隙。微量的負游隙有利于軸承正常運行,但較大負游隙對軸承運行很不利,溫度較高,通過外圈的膨脹而減小負游隙的程度。另外軸承運行時,軸承外圈與軸承套必然也出現過盈,而使滾動體受擠壓,招致軸承因發熱過早地損壞。

    為避免軸承外套在軸承室中周向滑動,可使端蓋(或軸承套)與軸承內、外蓋止口深度在軸向的累計公差為“+”,且累計在內、外蓋的平面接合面處,以保證內、外蓋夾緊軸承外套(在軸承內外蓋的設計時,止口長度的公差等級可用H11而不是h11)。對于隔爆型電機,此間不要大于0.2mm。數控或數顯機床均可以保證此公差,

    在三相異步電動機的軸承游隙選用上,根據生產經驗,在低壓電機中,2P電機一般都選用C3組游隙,4P電機可以選用C3組游隙或標準游隙,6P及以上則都用標準游隙即可。在高壓電機中,2P及4P電機一般都選用C3組游隙,6P及8P電機選用CM游隙,10P及以上電機選用C0游隙。當然此游隙的選擇都是只針對電機的標準設計而言,如果客戶有特殊要求那就另當別論了。

     

    2、零部件加工精度不夠及電動機裝配不當導致軸承發熱

    在機械加工過程中造成軸承發熱的有兩點:

    (1)電動機機座兩端止口不同心,造成兩端蓋或軸承套與機座安裝后兩端蓋或軸承套的中心線不重合,影響軸承內外圈不平行和兩端軸承不同心而引起額外磨損發熱。

    (2)端蓋或軸承套加工偏心,造成兩端的端蓋或軸承套不同心引起軸承發熱,F特別要指出的是軸承套這個零件,從保證同軸度來說,能不用最好不用。因為有它時,軸承先裝入軸承套,軸承套再裝入端蓋中,多一道徑向配合的尺寸鏈誤差,對于保證同軸度來說,顯然不如將軸承直接裝入端蓋中好。以上兩點要求機械操作人員在加工零件的時候要嚴格按照加工工藝保證同軸度。

    電動機裝配不當導致軸承發熱的也有兩點:

    (1)端蓋與機座裝配不當,如止口清理油漆不干凈,端蓋螺栓受力不均,使端蓋裝偏等,使軸承發熱。

    (2)軸承蓋特別是軸承內蓋安裝時螺栓受力不均,使軸承蓋與轉軸相擦而使軸承發熱。為了保證裝配質量,首先要在裝配前徹底擦拭配合面的油污,旋螺栓要對稱旋緊,使每個螺栓受力均勻,轉子轉動靈活,否則要新調整螺栓再旋緊。另外裝配軸承時最好用熱套法,因為用榔頭通過銅套筒敲擊軸承的內或外圈(有的裝配工甚至用榔頭直接敲擊軸承)都會使軸承受力不均勻而損壞軸承。而加熱方法應在焙箱或感應鐵心式軸承加熱器上加熱,不可以用油煮加熱,因為煮油時,會把機油滲入到軸承內部與潤滑脂混合,使潤滑脂變質。加熱時溫度控制在100以內,因為潤滑脂不許超過100,否則會流出,另外軸承在高溫下,(比如超過200),軸承鋼中殘余奧氏體向馬氏體轉變,將導致軸承內外圈的圓周長度增長而引起振動發熱,另外如此高的溫度相當于為軸承進行了退火處理而使軸承硬度降低。

     

    軸承的潤滑脂

    首先軸承潤滑脂牌號要選用正確,一般情況下,低壓三相異步電動機用ZL-3號鋰基脂的較多,高壓三相異步電動機用BHP高溫耐壓2號鋰基脂較為合適。軸承裝配涂潤滑脂時,一定要把潤滑脂用有槍擠嵌進軸承的滾道內,而且潤滑脂量一定要擠滿,因為擠進去的潤滑脂正是軸承工作時生成油膜的來源,有的裝配工在給軸承涂潤滑脂時軸承兩邊涂的很多,而滾道內卻忽視不擠進去,裝配好電機一試驗,發現電機軸承有空響聲并伴發發熱癥狀。其原因就是潤滑脂沒擠進軸承滾道而使軸承干磨。其次是加油脂量的多少,試驗反映,油量過多或少皆不合適。太多會導致軸承發熱,太少則軸承響,起不到潤滑作用,同樣要發熱,所以只能適量而已。一般規定油脂量2P時為軸承室的1/2,4P及以上時為2/3.再次潤滑脂一定要保持清潔干凈,不得變質或混入雜質。有一臺YJL450-12 380V IMV2安裝電機,在對圓柱滾子軸承涂潤滑脂的時候不小心混進了一顆很小很小的沙粒,等電機試驗時發現電機軸承振動并發熱,拆檢時發現軸承內圈上每隔一滾子圓周周期就有一明顯凹槽痕跡,原軸承只能報廢而更換一個新軸承,就因為裝配時不小心混進一顆小沙粒而損失幾百元,這和飛行中的飛機被一只小鳥撞上發動機的葉輪而墜毀同樣悲愴。

     

    機械負載的影響

    (1)機械負載與電動機聯軸器聯結不下,未做好定中心工作。一般剛性聯軸器允許的徑向偏差為0.03-0.05mm,允許的軸向偏差為0.02-0.04mm,聯軸器直徑大者取較大的允許偏差值。而采用彈性聯軸器時,當聯軸器直徑小于200mm時,允許的徑向、軸向偏差為0.05mm;直徑大于200mm時,允許的徑向、軸向偏差按下式計算:

           

             公式

     

     (2)皮帶輪張力過大而在徑向拉軸承,使軸承發熱。某上海制漆企業向我們訂購了一批低壓隔爆型三相異步電動機,靠皮帶輪帶動制漆設備,運轉中發現絕大部分電機軸承有噪聲及發熱,而皮帶輪因為種種原因不能調節松緊,迫于無奈,我們只能選用軸承室公差為下差的法蘭端蓋換上,結果上述現象全部消失,電機至今運行正常。此說明問題的出現可用各種不同的角度去思考和解決。

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