干貨 | 電動(dòng)機(jī)軸承為何會(huì)燒壞？預(yù)防軸承損壞的保護(hù)措施有哪些？

來源 | 中華軸承網(wǎng)

所謂的電動(dòng)機(jī)軸承燒壞了，就是指發(fā)動(dòng)機(jī)軸承在運(yùn)行過程中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢（即軸電壓），進(jìn)而產(chǎn)生軸電流導(dǎo)致電腐蝕現(xiàn)象，對(duì)軸承造成了損壞。下面中華軸承網(wǎng)（簡稱：華軸網(wǎng)）給大家舉例的是電動(dòng)機(jī)內(nèi)圈滾道出現(xiàn)搓板狀凹痕，具有電蝕現(xiàn)象（如圖1所示），并進(jìn)一步分享電動(dòng)機(jī)軸壓產(chǎn)生原因和，電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生原因，以及預(yù)防軸承損壞的保護(hù)措施有哪些？

1、電動(dòng)機(jī)軸壓產(chǎn)生原因

三相交流電動(dòng)機(jī)軸電壓通常是由于電機(jī)磁路不平衡產(chǎn)生的，主要包括以下幾種情況：

(1）在電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)過程中，電動(dòng)機(jī)的定子鐵心磁鋼片疊裝工藝不良導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子沿鐵心圓周方向的磁阻不均勻，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸交鏈的磁通，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。

(2）在電動(dòng)機(jī)使用過程中，由于使用環(huán)境及電動(dòng)機(jī)本身制造(剛性)問題，造成電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子空氣間隙發(fā)生變化，導(dǎo)致磁阻改變，產(chǎn)生不均勻漏磁通，與轉(zhuǎn)軸感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢。

(3）靜電感應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生軸電壓。如果電動(dòng)機(jī)周圍存在大量高電壓設(shè)備，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸可能產(chǎn)生感應(yīng)電壓。或者在與電動(dòng)機(jī)配合使用的各種信號(hào)裝置帶電情況下，如果裝置絕緣薄弱且與轉(zhuǎn)軸發(fā)生接觸，都會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生軸電壓。

2、電動(dòng)機(jī)軸電流產(chǎn)生原因

雖然電動(dòng)機(jī)軸電壓很低，只有0.5~2 V，但會(huì)在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸、機(jī)座以及殼體之間形成電壓通路，由于電流回路阻抗很小，因此會(huì)產(chǎn)生很大的軸電流P。

正常情況下，轉(zhuǎn)軸與軸承間存在潤滑油膜，可起到絕緣作用。對(duì)于較低的軸電壓，油膜能起到絕緣保護(hù)的作用，不會(huì)產(chǎn)生軸電流。但當(dāng)軸電壓增大到一定數(shù)值，尤其是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于軸承內(nèi)的潤滑油膜還未穩(wěn)定建立，軸電壓將擊穿油膜放電而形成帶電回路。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸承油膜擊穿時(shí)，隨著軸承溫度的升高，軸承擊穿點(diǎn)數(shù)量增加，軸承的等效電阻會(huì)減小，軸電流將軸承和轉(zhuǎn)軸的金屬接觸點(diǎn)導(dǎo)通，由于接觸點(diǎn)很小，電流密度很大，瞬間產(chǎn)生高溫，使軸承局部燒榕。被燒熔的軸承合金在碾壓力作用下飛佚，于是在軸承內(nèi)表面產(chǎn)生小坑。通常由于轉(zhuǎn)軸硬度及機(jī)械強(qiáng)度比軸承合金高，因此表現(xiàn)為軸承內(nèi)圈滾道出現(xiàn)搓板樣的凹痕。

3、處理措施

（1）加固電動(dòng)機(jī)定子機(jī)殼與地基

通過對(duì)電動(dòng)機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)，由于電動(dòng)機(jī)本體強(qiáng)度不足，定子鐵心與外殼固定牢固性差，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了振動(dòng)及噪聲。由于電動(dòng)機(jī)外殼普遍采用薄鋼板焊接，因此當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯振動(dòng)。振動(dòng)波使得電動(dòng)機(jī)定子機(jī)殼發(fā)生顫抖，同時(shí)伴隨有較大的噪聲。為解決振動(dòng)和噪聲問題，對(duì)電動(dòng)機(jī)機(jī)殼進(jìn)行了加固，以改變機(jī)殼的固有頻率。在加固過程中，考慮到原電動(dòng)機(jī)定子鐵心和機(jī)殼的可拆卸性，將加固筋板制作成可拆卸結(jié)構(gòu)，不僅有利于安裝定子鐵心，而且方便進(jìn)行更換。

同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的地基進(jìn)行重新加固，強(qiáng)化其剛性，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性。通過以上措施，可消除因電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子磁路持續(xù)變化導(dǎo)致的磁阻不平衡而產(chǎn)生感應(yīng)電流造成的不利影響。改造前，后電動(dòng)機(jī)定子結(jié)構(gòu)分別如圖2、圖3所示。

（2）電動(dòng)機(jī)端蓋改造

原電動(dòng)機(jī)軸承套和端蓋為一體化設(shè)計(jì)，非傳動(dòng)端未設(shè)計(jì)絕緣，因此電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中若產(chǎn)生軸電壓，則會(huì)形成通路進(jìn)而產(chǎn)生軸電流損傷軸承。針對(duì)該情況，對(duì)非傳動(dòng)端端蓋進(jìn)行了改造，將原軸承套更換為絕緣性能良好的由絕緣環(huán)氧樹脂層包裹的新軸承套。該絕緣層能夠徹底截?cái)噍S電流回路，消除軸電流對(duì)軸承的影響。改造前、后端蓋結(jié)構(gòu)剖面如圖4、5所示。

（3）增效措施

為完全消除軸電壓，也可以在電動(dòng)機(jī)軸伸端與端蓋之間安裝碳刷，通過碳刷連接端蓋與轉(zhuǎn)軸，消除軸上的感應(yīng)電勢及軸承電位差"。

4、預(yù)防軸承損壞的保護(hù)措施

對(duì)現(xiàn)場電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸對(duì)地電壓進(jìn)行測試，若出現(xiàn)軸電壓，則按以下方案進(jìn)行處理。

(1）考慮降低軸電位。在軸端安裝接地碳刷，保障其可靠接地，并與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，保止轉(zhuǎn)細(xì)電位為零電位，以消除軸電流。

(2）切斷軸電流回路。在非傳動(dòng)端軸承座和軸承支架處增加絕緣隔離，防止產(chǎn)生軸電流。

(3）檢查電動(dòng)機(jī)附件導(dǎo)線絕緣破損程度。利用檢修機(jī)會(huì)檢查并加強(qiáng)導(dǎo)線或墊片絕緣，避免電動(dòng)機(jī)附件導(dǎo)線絕緣破損造成軸電流的產(chǎn)生。

(4）經(jīng)常檢查軸承座的絕緣強(qiáng)度。對(duì)于已采取軸承支座與軸承絕緣隔離措施的電動(dòng)機(jī)來說，應(yīng)定期用500 V兆歐表測量軸承座的絕緣強(qiáng)度，不得低于0.5 MQ。若測試數(shù)值超標(biāo)，則應(yīng)重新處理絕緣隔離，直至測試合格。

(5）隨時(shí)掌握軸承溫升狀況，保持潤滑油絕緣介質(zhì)純度。經(jīng)常檢查電動(dòng)機(jī)軸承溫度及軸承潤滑油油質(zhì)品質(zhì)，根據(jù)負(fù)載、環(huán)境溫度等情況及時(shí)分析軸承溫升狀況，查明溫升原因并及時(shí)處理。對(duì)于軸瓦式電動(dòng)機(jī)，如發(fā)現(xiàn)潤滑油中含水，必須進(jìn)行過濾處理，否則油膜的絕緣強(qiáng)度將不能滿足要求，容易被低電壓擊穿。