曹允许

（上海市中石化上海石油化工股份有限公司，上海200540）

0 引言

电动机是生产现场主要电力拖动设备，电动机的故障主要分为电气故障和机械故障，如果发生了机械故障，轻则引起电动机气隙不均匀，使电动机运行时产生异声，造成电能损耗，重则造成定转子铁芯相互摩擦，产生高温进而烧毁线圈，引起电气故障。而电动机机械故障主要表现就是轴承失效、损坏。我单位常用的电动机轴承少数为滑动轴承，绝大多数都是滚动轴承，类型有深沟球轴承和短圆柱滚子轴承，本文以滚动轴承故障为例，对电动机轴承的失效原因进行分析，并总结出有利于电动机运行管理的经验，以延长轴承的使用寿命，保证电动机“安稳长满优”运行。

1 游隙选型不当影响轴承寿命

1.1 典型事例

动力车间6kV循环水泵电动机型号为YKK500－6，功率为560 k W，前轴承采用SKF NU328C3钢保持架短圆柱滚子轴承，运行中轴承噪声较大，有明显的嗒嗒声，振动数据正常，采用补充润滑脂的方法可暂时使噪声有所降低，但几个小时后噪声又会重新升高。

1.2 原因分析

（1）轴承的游隙包括径向游隙和轴向游隙，是滚动轴承的重要质量指标，也是轴承应用中的重要参数，工作游隙的大小对轴承的温升、噪声、振动等性能有影响。在实际使用电动机的过程中，游隙选择过小，会造成轴承运行时润滑油膜承载力不足，增大摩擦力矩从而引起轴承发热，减少轴承寿命，甚至会烧毁轴承；如果游隙选择过大，则会使轴承运行时的润滑油膜不稳定，造成电动机振动大、噪声超标进而影响轴承寿命。（2）轴承径向游隙值根据大小可以分为3组，即基本组（普通组）、小游隙组（C2）、大游隙组（C3、C4）。其中，大游隙组适用于内外圈配合过盈量较大、内外圈温度差大、深沟球轴承需要承受较大轴向负荷、需要改善调心性能、需要提高轴承极限转速和减小轴承摩擦力矩等场合，而小游隙组适用于较高的旋转精度、需要严格控制外壳孔的轴向位移以及需要减小振动和噪音的场合。（3）由于我单位许多电动机已经使用了40多年，原始资料缺失，基础资料不全，在日常的电动机管理中对轴承的专业化管理不足，对轴承的结构形式、精度等级、润滑方式等情况记录不明，导致了电动机轴承与实际工作状况不符，缩短了轴承的寿命，使其过早地失效。

1.3 对策

选择径向游隙合适的轴承，将电动机轴承由SKF NU328C3钢保持架短圆柱滚子轴承更换为SKF NU328短圆柱滚子轴承，以减小轴承的径向游隙，使得电动机运行时能够形成稳定的润滑油膜，从而降低噪声。

对现场的电动机进行逐步排查，完善电动机轴承数据，认真分析研究电动机的结构和轴承的工作状况，选择类型合适的轴承。

2 安装配合不当造成轴承失效

2.1 典型事例

丙烯腈装置电动机型号为YB315L1－2，功率为160 k W。2009年9月17日，电动机前轴承严重发热，导致轴承润滑脂在高温下熔化流失，引发电动机轴承轧死，保持架碎裂，进而造成电动机前轴承烧毁。

乙二醇装置洗涤水泵电动机型号为YAKK4002－4W，功率为280 k W，2005年2月泵厂配套，2007年3月投入使用。2012年5月，电动机振动大，其水平振动值为5.2 mm/s，垂直振动值为4.3 mm/s。

2.2 原因分析

（1）拆卸或安装轴承应该按照规范合理的方法进行，应使用加热法来安装轴承。但是现场检修时经常野蛮操作，使用铜棒或铁锤等将轴承硬敲到转轴上面，这样就会造成轴承损坏，甚至会损伤转轴。（2）电动机定、转子不同心，中心配合超差，由于定子与端盖止口的加工误差和检修中的磨损等因素的影响，以及端盖本身的有功误差与磨损，使电动机轴承内外圈不同心，存在倾斜角α，倾斜角超差时会造成滚子或钢球局部受到挤压，轴承工作游隙减小，轴承发热而过早失效。一般单列向心短圆柱滚子轴承的允许倾斜角为α≤2′，单列向心球轴承的为α＝2′～10′，最大倾斜角分别不超过（1/30）°和（1/6）°［1］。

2.3 对策

严格控制电动机检修质量，制定详细的检修方案，并规范检修流程，认真执行质量验收。通过对电动机进行动平衡校验、转子同心度校验、机座水平校验以及机座双端止口平面跳动校验，发现乙二醇装置洗涤水泵电动机存在着机座双端止口平面跳动及机座双端止口内圈跳动的问题。

3 润滑不良造成轴承失效

3.1 典型事例

2009年1月2日，1#乙二醇G－920B高压电动机有异声，同时后轴承座处有黑色的润滑脂渗出，对该电动机进行解体检查后发现润滑脂已变质，存在着润滑脂未及时补充的情况。

3.2 原因分析

（1）滚动轴承既有滚动摩擦也有滑动摩擦，滑动摩擦是由于滚动轴承在表面曲线上的偏差和负载下轴承的变形造成的，随着速度和负载的增加，滚动轴承的滑动摩擦会增大，为了减少摩擦，降低温升及噪声，防止轴承被锈蚀，应该选用合适的润滑脂。我单位的电动机均采用通用3#锂基脂。这种统一性虽然对电动机的润滑管理带来了一定的便利，但给部分低转速电动机的轴承也造成了不少损伤，因为3#锂基脂黏度较低，在低转速下无法形成良好的油膜，会引起润滑不良。（2）我单位采用的30 k W以下的隔爆型电动机，基本上都没有加油嘴，无法及时补充、更换润滑脂，运行时间久了润滑脂就会产生不足、变质等问题，从而导致轴承磨损。

3.3 对策

建立完善的电动机润滑管理制度，并健全完善电动机润滑台账，针对每一台电动机都要确定合理的润滑方法，选择型号正确的润滑脂并确定润滑脂的用量及更换周期。

4 电动机安装及对中不当引起轴承故障

4.1 典型事例

乙二醇装置冷冻机电动机YKK4003－2W，功率为400 k W，2013年12月随设备送出检修，检修结束后在现场空载试车时数据良好，但通过联轴器将电动机和设备连接起来运行时，该电动机水平振动数据明显增大，为4.2 mm/s。

2012年4月27日，乙二醇泵房水泵电动机YKK5004－6，功率为800 k W，前轴承振动大，水平方向振动值为4.9 mm/s，垂直方向振动值为3.2 mm/s。经检查发现由于之前电动机更换了钢结构基础，而钢结构基础安装位置出现了偏差，致使电动机的轴伸端底部仍有40 mm悬空，造成了电动机运行时前轴承振动过大。

2014年2月，氰化钠车间粉尘排风机电动机Y315S－4，功率为110 k W，整体振动数据偏大，电机振动最大处水平方向振动值为41.2 m/s，垂直方向振动值为38.5 mm/s，均处于 D区域［2］，振动强度足以使机器损坏。

4.2 原因分析

（1）电动机运行与拖动设备是分不开的，电动机的运行状况与拖动设备的安装也有着密切的关系，电动机的正常运行需要电气、设备甚至工艺等各专业相互配合。（2）电动机联轴器校中心是一项很重要的工作，但实际运行中并没有引起重视，校中心的准确性直接影响到电动机的安全稳定运行。

4.3 对策

（1）加强与设备专业的配合，确保电动机安装正确、对中数据良好。（2）利用装置大中修时停车的机会，通过计算电动机重量、负载等，对电动机的基础进行加固，使其符合电动机正常运行的要求。

5 质量原因引起轴承故障

5.1 典型事例

2009年2月25日，2#乙二醇电动机YKK4003－2W，功率为400 k W，其高压柜内综合保护器保护动作，开关跳闸。对电动机解体检查后发现，电动机非轴伸端轴承严重磨损，轴承内钢圈严重变形。从轴承内钢圈的损坏情况来判断，是轴承本身的质量问题引起了电机故障。

5.2 原因分析

我国轴承钢的质量水平和质量稳定性较国际先进国家存在较大的差距，使得轴承本身存在缺陷，影响了轴承的使用寿命以及可靠性。出现频率最高的缺陷有表面材料裂纹、缩孔、碳化物液析、碳化物网状、内裂等。

5.3 对策

加强轴承采购环节的管理，选用质量达标的轴承，增加轴承的诊断次数，并提高轴承运输过程的安全可靠性。

6 结语

殷鉴未远，覆辙犹存，事故是最好的老师。本文通过总结我单位近几年内发生的几起电动机轴承故障的典型事例，针对发生的原因提出了相应的对策，便于在以后的电动机管理工作中做到有的放矢，提高电动机管理水平，及时消除电动机运行中的缺陷及隐患。

［1］刘泽九.滚动轴承应用手册［M］.机械工业出版社，2006

［2］顾满林.石油化工厂设备检修手册［M］.中国石化出版社，2007