防爆電動機(jī)是在易燃易爆場所使用的一種電機(jī)，運(yùn)行時不產(chǎn)生火花。石化行業(yè)日趨發(fā)展使煉油裝置大型化、運(yùn)行連續(xù)化，要求系統(tǒng)運(yùn)行實現(xiàn)長周期、免維修或少維修，因此，防爆電動機(jī)就成為上述要求的關(guān)鍵設(shè)備。但是隨著大型煉油裝置類型的不斷增加，所需配套電動機(jī)的種類和規(guī)格的猛增，致使大型防爆電機(jī)（隔爆型、增安型和無火花型）的數(shù)量也越來越多。大型電動機(jī)運(yùn)作時，由于其所傳遞的功率較大，在傳遞力矩的過程中，受到較大的機(jī)械沖擊力，并且在電動機(jī)與裝置連接的各零部件加工精度和安裝工藝未能達(dá)到設(shè)計要求時，往往會造成電機(jī)上各部件的機(jī)械疲勞損傷，尤其是當(dāng)軸承等零部件發(fā)生損壞時，電動機(jī)出現(xiàn)跑套和抱軸等機(jī)械故障，將導(dǎo)致電動機(jī)損壞。本文針對實際煉油裝置大型電動機(jī)運(yùn)行時出現(xiàn)的跑套和和抱軸故障現(xiàn)象，對此進(jìn)行原因分析并提出處理方法。

　　1　跑套故障

　　1.1端蓋跑套

　　電動機(jī)滾動軸承主要由四部分組成，分別是內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架，一般情況下內(nèi)圈與傳動軸的軸承檔配合，隨電機(jī)工作一起轉(zhuǎn)動；外圈則安裝端蓋、箱體等其他支撐物上。端蓋跑套是由于軸承外圈與端蓋軸承室的配合過松，因而在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，外圈在端蓋中發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)動，長時間運(yùn)行會在端蓋的配合面上磨出一道溝槽，嚴(yán)重時電機(jī)就要發(fā)生振動。

　　某型號電動機(jī)的與軸承配合的端蓋軸承室內(nèi)徑為200mm，加工公差范圍為（-0.014～+0.030mm），若端蓋軸承室內(nèi)徑加工尺寸為200+0.027mm時，電動機(jī)出現(xiàn)跑套現(xiàn)象，即軸承外圈在軸承室中將隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動而緩慢轉(zhuǎn)動。

　　1.2原因分析

　　配合精度差、結(jié)構(gòu)不合理將會影響電動機(jī)長周期運(yùn)行的可靠性。軸承與軸承室的配合為“動配合”，配合間隙一般要求在+0.015～+0.020mm之間，形狀公差不要求存在士0.005ram的橢圓度和錐度，粗糙度為0.8或1.6。即使在常溫下軸承外徑與軸承室之間留有0.020mm的間隙配合，當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行溫度超過80℃以后，軸承外徑的膨脹率要超過軸承室的膨脹率，由原來的動配合變成幾微米的過盈配合，也不會發(fā)生跑套現(xiàn)象。

　　實際電動機(jī)設(shè)備中當(dāng)端蓋軸承室內(nèi)徑加工尺寸為200+0.027mm時，動配合間隙過大，并且檢測所得軸承室的橢圓度、錐度在0.020mm以上，加之粗糙度精度不高，故導(dǎo)致軸承外圈在軸承室中隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動而緩慢轉(zhuǎn)動，長時間軸承室被磨出溝槽，發(fā)生跑套現(xiàn)象。

　　1.3處理措施

　　1）保證滿足端蓋機(jī)加工精度高、形位公差小、粗糙度精度高等設(shè)計要求；

　　2）保證端蓋軸承室與軸承裝配時的同心度要求、端蓋與機(jī)座配合端面的形位公差要求及配合精度要求；

　　3）鑲套法處理。如果磨損溝槽深度在0.2mm以上，先將磨損處車平，將鑲嵌的鋼套車好，軸承室與鋼套的配合為過盈配合，配合公差為0.03-0.05mm左右，然后將鑲套打入，再精車鋼套，使內(nèi)孔符合軸承室尺寸。

　　2　抱軸故障

　　2.1抱軸

　　抱軸是指軸承、軸、軸承蓋、防爆曲路等轉(zhuǎn)動部件與不轉(zhuǎn)動部件相互摩擦，產(chǎn)生高溫、惡性循環(huán)而相互粘連在一起，使轉(zhuǎn)子軸不能轉(zhuǎn)動。由于防爆結(jié)構(gòu)的軸承室、內(nèi)蓋、曲路環(huán)、迷宮環(huán)及相應(yīng)的配合要求有較高的垂直度、平行度和同心度等形位公差的要求，在實際的零部件加工、檢測手段等不完全能達(dá)到設(shè)計要求，使在電機(jī)裝配和運(yùn)行中，因隔爆間隙小，不利于散熱使其電機(jī)溫度升高，軸受熱膨脹，致使隔爆間隙更小，長期的摩擦發(fā)熱直至軸承燒壞、粘結(jié)而造成抱軸故障。

　　某煉油裝置三相異步電動機(jī)型號為YAA400S1-2-W；功率：200kW；電壓：6000V；在切換裝置的過程中發(fā)現(xiàn)電動機(jī)后端雜音較大，電動機(jī)非軸伸端溫度急速上升，有冒煙現(xiàn)象，操作人員緊急停車。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)電動機(jī)非軸伸端軸承架沒有散架，但無法轉(zhuǎn)動，軸承與軸承室發(fā)生粘連；非軸伸端內(nèi)小蓋、鋼套、內(nèi)防爆軸承蓋發(fā)生粘連，抱死在軸上。

　　2.2原因分析

　　圖1中鋼套、內(nèi)小蓋、內(nèi)防爆軸承蓋、軸承室、軸承擋油環(huán)、軸等零部件構(gòu)成防爆曲路。鑲套處理后的軸承室與軸承外圈的配合過盈略大，電動機(jī)運(yùn)行時由于熱膨脹，吃掉軸承間隙，造成軸承磨損，引起發(fā)熱，直至軸承外圈和軸承室粘結(jié)。

　　如圖1所示鋼套、內(nèi)小蓋以及內(nèi)防爆軸承蓋三者之間形成較長的防爆曲路，并且防爆間隙很小。經(jīng)過鑲套處理后的軸承室鑲套環(huán)高出配合端面，造成安裝時軸承室和內(nèi)防爆端蓋的連接螺栓預(yù)緊力不對稱，產(chǎn)生歪斜，導(dǎo)致鋼套、內(nèi)小蓋、內(nèi)防爆軸承蓋相互摩擦，電機(jī)在高速運(yùn)行中溫度加劇上升，引起鋼套、內(nèi)小蓋和內(nèi)防爆軸承蓋燒壞、粘結(jié)而造成抱軸故障。

　　2.3處理措施

　　2.3.1軸承內(nèi)、外徑公差的配合精度

　　軸承內(nèi)徑與軸檔配合及軸承外徑與軸承室內(nèi)徑的配合過盈略大，由于熱膨脹致使配合間隙減小而研傷軸承，引起發(fā)熱，直至軸承損傷壞，發(fā)生抱軸。為此，對軸承室內(nèi)徑和軸承檔外徑的加工尺寸應(yīng)盡量控制在公差范圍的中間公差，根據(jù)相關(guān)資料得到，軸承室內(nèi)徑和軸承檔外徑的加工尺寸的公差見表1，2。

　　2.3.2軸承的選用要求

　　防爆電機(jī)的軸承應(yīng)選用電機(jī)專用軸承，其精度、徑向游隙的選擇將直接影響其使用壽命，對于中大型電機(jī)用軸承徑向游隙應(yīng)大一點，為軸承的熱膨脹留一定的裕度。

　　1）對于工廠用電機(jī)軸承，選用普通級C3或C4游隙組別，同步速較高的尤應(yīng)如此；

　　2）對于要求較高的場合，應(yīng)選用精度等級較高的C3或C4游隙組別，對無此精度要求等級的大游隙組別軸承，則可依據(jù)長周期運(yùn)行或低噪聲運(yùn)行的條件進(jìn)行選擇。

　　2.3.3軸承本身質(zhì)量要求

　　在軸承制造、裝配、運(yùn)輸過程中，可能會因多種因素造成軸承滾道剝離、卡傷、破損、壓痕、異常磨損、燒結(jié)、電蝕、銹腐蝕等；裝配過程中用力不均，也可能會引起保持架發(fā)生變形，增加它與滾動體之間的摩擦，甚至使某些滾動體卡死不能滾動，或造成保持架與內(nèi)外圈發(fā)生摩擦等。解決此類問題的辦法是嚴(yán)格遵守軸承使用、保養(yǎng)要求，遵守工藝操作要求。

　　2.3.4軸承潤滑要求

　　潤滑油脂的作用是在滾動體與滾道之間產(chǎn)生潤滑油膜，以減小滾動摩擦系數(shù)，進(jìn)而減小摩擦損耗及軸承發(fā)熱，并可防止生銹、腐蝕等。

　　對軸承潤滑失效（包括潤滑油脂選用不當(dāng)，潤滑油脂內(nèi)有雜質(zhì)及嚴(yán)重老化）所引起的抱軸，應(yīng)注意潤滑油脂的選擇和加入量，以及潤滑油脂的使用和保養(yǎng)。

　　1）不同的軸承類型、結(jié)構(gòu)選用不同的潤滑油脂種類，告訴軸承選用基礎(chǔ)油粘度高、稠度大潤滑油脂；高負(fù)荷時，選擇極壓潤滑脂；軸承中等負(fù)荷，則選擇耐磨潤滑脂；軸承保持架含銅等有色金屬，避免用含硫、磷添加劑的潤滑脂；

　　2）普通軸承油脂注入量為內(nèi)腔全部空間的1/2-3/4，在易污染環(huán)境、低速或中速，要求全部填滿。

　　3　總結(jié)

　　造成電機(jī)跑套故障和抱軸故障的原因是多方面的，解決跑套和抱軸問題，需從電動機(jī)結(jié)構(gòu)、工藝方面、加工手段及使用維護(hù)等方面人手解決。

　　1）保證滿足端蓋機(jī)加工精度高、形位公差小和粗糙度精度高；滿足端蓋軸承室與軸承裝配時的同心度、端蓋與機(jī)座配合端面的形位公差及配合精度等要求，可防止出現(xiàn)跑套現(xiàn)象；

　　2）軸承室內(nèi)徑和軸承檔外徑的加工尺寸應(yīng)盡量控制在合理的公差范圍之內(nèi)；按工況選用防爆電機(jī)用軸承，確保軸承本身的質(zhì)量要求；電動機(jī)運(yùn)行時保持軸承的良好潤滑。