摘要：發(fā)電機軸承溫度過(guò)高，類(lèi)似于“發(fā)燒”的不正常情況，是轉動(dòng)設備常見(jiàn)且危害較大的故障，如原因不明，處理不當，往往會(huì )事倍功半，將減少軸承的使用壽命，增加檢修費用，甚至會(huì )造成軸承燒壞。因此，迅速判斷故障產(chǎn)生的原因，采取得當的措施解決，才是設備連續安全運行的保障。

 

發(fā)電機負載運行時(shí)，從盡量發(fā)揮它的作用出發(fā)，所帶負載即輸出功率越大越好（若不考慮機械強度）。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機內耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線(xiàn)。絕緣材料耐溫有個(gè)限度，在這個(gè)限度內，絕緣材料的物理、化學(xué)、機械、電氣等各方面性能都很穩定，其工作壽命一般約為 20 年。超過(guò)這個(gè)限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至會(huì )燒毀。這個(gè)溫度限度，稱(chēng)為絕緣材料的允許溫度。絕緣材料的允許溫度，就是電機的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機的壽命。 

 

一、發(fā)電機軸承溫度高的原因

 

1、檢查更換不及時(shí)，軸承損壞。

2、潤滑脂牌號不對或過(guò)多、過(guò)少。一般應用 3 號鋰基脂或 3 號復合鈣基脂、 ZL3 ( SY1412-75 )或復合鈣基脂。將軸承及蓋清洗干凈后，加油脂達凈容積的 1/2 左右。

3、滑動(dòng)軸承潤滑油不夠或有雜質(zhì)，或油環(huán)卡住，應修復。

4、軸承與端蓋配合過(guò)松(走外或過(guò)緊)。過(guò)松時(shí)將軸頸噴涂金屬;過(guò)緊時(shí)重新加工。

5、軸承與端蓋配合過(guò)松(走外圓)或過(guò)緊。過(guò)松時(shí)端蓋鑲套;過(guò)緊時(shí)重新加工。

6、發(fā)電機兩側端蓋或軸承蓋沒(méi)裝配好。重新裝平。

7、傳動(dòng)帶過(guò)緊或過(guò)松，聯(lián)軸器不對中，振動(dòng)大，應進(jìn)行調整。

8、軸承選型不當。

9、軸承質(zhì)量問(wèn)題。

 

二、發(fā)電機軸承溫度高故障處理方法

 

1、軸承磨損

軸承如發(fā)現嚴重的疲勞剝落、氧化銹蝕、磨損的凹坑、裂紋，或有過(guò)大噪音無(wú)法調整時(shí)，若更換不及時(shí)，則會(huì )造成軸承出現發(fā)熱、異聲、振動(dòng)等情況，從而影響正常的生產(chǎn)。另外，軸承拆卸不當、設備地腳螺栓松動(dòng)造成的振動(dòng)，也會(huì )導致軸承滾道和滾動(dòng)體產(chǎn)生壓痕，軸承內、外座圈的開(kāi)裂。軸承運行過(guò)程中，應按規定周期進(jìn)行檢查。

 

2、軸承游隙的影響

按設計要求，軸承與軸采用過(guò)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(shí)，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(tài)運行時(shí)，內圈的較大膨脹（如圖1所示），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，此時(shí)軸承外圈須放松，通過(guò)外圈的膨脹減小負游隙的程度。

圖1 溫度對軸承游隙的影響

 

3、徑向配合的影響

徑向配合包括軸承內圈與軸的配合及軸承外圈與軸承套的配合。實(shí)踐證明，當采用標準組或較小徑向游隙組軸承時(shí)，軸承內外圈必須采用一松一緊的配合方式，軸承外圈與軸承套的配合多采用H7，徑向多有間隙，軸向可移動(dòng)，配合較松，當軸承臺取k6且按下差控制，甚至超出下差范圍時(shí)，則不盡合理。當軸承內圈表現為上差時(shí)，很可能會(huì )出現軸承溫度高及軸向竄動(dòng)的現象。實(shí)踐證明，用過(guò)少的過(guò)盈量將軸承安裝在軸上，內圈承受載荷旋轉，內圈與軸之間產(chǎn)生有害的滑動(dòng)，滑動(dòng)一旦產(chǎn)生，配合面顯著(zhù)磨損，損傷軸或軸承屢見(jiàn)不鮮，從而引起發(fā)熱、振動(dòng)、竄動(dòng)，所以當外圈配合為H7時(shí)，根據軸承徑向游隙及內外圈公差出現的幾率，軸承臺以取k6中差或m5中下差為宜，這樣多數情況下，軸承與軸保持了適當的過(guò)盈量，其徑向游隙也沒(méi)受到太大的影響。

 

4、軸向竄動(dòng)的影響

大量實(shí)踐說(shuō)明，若發(fā)電機轉子軸向竄動(dòng)量大（如圖2用百分表檢測），勢必加劇軸承的磨損，發(fā)熱是不可避免的，軸承更換自然要多。軸向竄動(dòng)是多方面因素造成的，與轉子軸向受力、定位球軸承選型、徑向配合性質(zhì)及軸向裝配間隙有直接關(guān)系，以前中型高壓發(fā)電機軸向竄動(dòng)較普遍，通過(guò)采取措施得到了很大程度的改善，軸向竄動(dòng)引起軸承發(fā)熱與損壞的現象也大大減少了。

圖2 使用百分表監測軸向竄動(dòng)

5、密封圈的影響

有些中型高壓發(fā)電機軸承結構采用了軸向密封圈，通過(guò)密封圈與軸承外蓋的彈性擠壓接觸，從而提高軸承結構的防護性能，但因目前密封圈的裝配尚無(wú)專(zhuān)門(mén)的裝配工具，軸向裝配位置實(shí)際上多由手工感覺(jué)控制，即便到限定位置，由于密封圈不合適、硬度大、彈性小、尺寸超差，摩擦接觸面無(wú)油，密封圈與軸承外蓋(或擋水環(huán))摩擦生熱從而導致軸承溫度高。

 

6、軸承潤滑的影響

軸承潤滑是軸承安全持久運行必不可少的，但潤滑脂量的多少是有一定限度的。軸承裝配后，須在軸承兩側及內部涂抹潤滑脂，試驗反映，油量過(guò)多或過(guò)少皆不合適。太多會(huì )導致軸承發(fā)熱，太少則軸承響，起不到潤滑作用，同樣要發(fā)熱，所以只能適量而已。一般規定油量2P時(shí)為軸承室的1/2，4p及以上為2/3，但實(shí)際上可操作性差，現場(chǎng)大多是根據具體情況與經(jīng)驗而定，有時(shí)要經(jīng)過(guò)多次反復。同時(shí)潤滑油要保持干凈，不得變質(zhì)或混入雜質(zhì)。

 

7、軸承裝配質(zhì)量的影響

在軸承裝配過(guò)程中，應嚴格按照裝配工藝規程操作，冷打、沖擊、磕碰、軸承滾道混入雜質(zhì)、外表面沾滿(mǎn)油污、不到位、軸的撓曲過(guò)大，定位不好、軸與軸承套的精度差，均影響到軸承裝配質(zhì)量，從而影響軸承的使用。聯(lián)軸器找正工藝差不符合要求，轉子存在動(dòng)、靜不平衡，基礎剛性差、地腳虛，旋轉失速和喘振。有些轉子在運行過(guò)程中由于受到介質(zhì)的腐蝕或固體雜質(zhì)的磨損，或者是軸出現彎曲，就會(huì )導致產(chǎn)生不平衡的離心力，從而使軸承發(fā)熱、振動(dòng)，滾道嚴重磨損，直至破壞。

 

8、選用軸承時(shí)

應注意該軸承的極限轉速、負載能力，不能超轉速、超負荷使用，那樣只會(huì )縮短軸承的使用壽命，得不償失。

 

9、軸承質(zhì)量的影響

軸承質(zhì)量好壞常影響到發(fā)電機正常運行，滾動(dòng)軸承零件以點(diǎn)接觸或線(xiàn)接觸的形式，在高的交變接觸應力下長(cháng)期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定于軸承，劣質(zhì)軸承多表現出振動(dòng)大、噪聲大、溫度高、壽命短的特點(diǎn)。軸承進(jìn)廠(chǎng)須進(jìn)行嚴格檢驗，以采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口軸承為宜，可提高發(fā)電機整體質(zhì)量水平（參考圖3結構圖）。

 

圖3 發(fā)電機結構圖

 

三、發(fā)電機軸承降溫措施

 

當軸承溫度高時(shí)，應先從以下幾個(gè)方面解決問(wèn)題。

 

1、加油量不當，潤滑油脂過(guò)多或過(guò)少時(shí)

應當按照工作的要求定期給軸承箱加油。軸承加油后有時(shí)也會(huì )出現溫度高的情況，主要是加油過(guò)多。這時(shí)現象為溫度持續不斷上升，到達某點(diǎn)后(一般在比正常運行溫度高10℃~15℃左右)就會(huì )維持不變，然后會(huì )逐漸下降。

 

2、所加油脂不符合要求或被污染時(shí)

● 潤滑油脂選用不合適，不易形成均勻的潤滑油膜，無(wú)法減少軸承內部摩擦及磨損，潤滑不足，軸承溫度升高。

● 當不同型號的油脂混合時(shí)，可能會(huì )發(fā)生化學(xué)反應，造成油脂變質(zhì)、結塊，降低潤滑效果。

● 油脂受污染也會(huì )使軸承溫度升高，加油脂過(guò)程中落入灰塵，造成油脂污染，導致軸承箱內部油脂劣化破壞軸承潤滑，溫度升高。

因此應選用合適的油脂，檢修中對軸承箱及軸承進(jìn)行清洗，加油管路進(jìn)行檢查疏通，不同型號的油脂不許混用；若更換其它型號的油脂時(shí)，應先將原來(lái)油脂清理干凈；運行維護中定期加油脂，油脂應妥善保管做防潮防塵措施。

 

3、冷卻不足時(shí)

檢查管路是否堵塞，進(jìn)油溫度及回水溫度是否超標。若冷卻器選用不合適，冷卻效果差，無(wú)法滿(mǎn)足使用要求時(shí)，應及時(shí)進(jìn)行更換或并列安裝新冷卻器。軸流式引風(fēng)機還應檢查中芯筒的保溫和密封性。

 

4、以上方面都不存在問(wèn)題時(shí)，檢查聯(lián)軸器

聯(lián)軸器的找正要符合工藝標準。在軸流式引風(fēng)機、液力耦合器等找正時(shí)還應考慮運行中設備受熱膨脹的問(wèn)題。引風(fēng)機葉輪側因受熱膨脹，軸承箱升高；液力耦合器運行中溫度升高軸承箱膨脹，軸承升高，因此找正時(shí)發(fā)電機要高一些，預留量的大小要依據設備的特性和運行中的溫度參數而定。

 

四、發(fā)電機軸承的檢查方法

 

1、軸承質(zhì)量

● 檢查潤滑油脂是否有變質(zhì)、結塊、雜質(zhì)等不良情況，這是判斷軸承損壞原因的重要依據。

● 檢查軸承有無(wú)咬壞和磨損；

● 檢查軸承內外圈、滾動(dòng)體、保持架其表面的光潔度以及有無(wú)裂痕、銹蝕、脫皮、凹坑、過(guò)熱變色等缺陷，測量軸承游隙是否超標；

● 檢查軸套有無(wú)磨損、坑點(diǎn)、脫皮；

若有以上情應更換新軸承（圖4）。

圖4 新軸承

2、軸承的配合

● 軸承安裝時(shí)軸承內徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要（如圖5），當配合過(guò)松時(shí)，配合面會(huì )產(chǎn)生相對滑動(dòng)稱(chēng)做蠕變。

● 蠕變一旦產(chǎn)生會(huì )磨損配合面，損傷軸或外殼，而且磨損粉末會(huì )侵入軸承內部，造成發(fā)熱、振動(dòng)和破壞。

● 過(guò)盈過(guò)大時(shí)，會(huì )導致外圈外徑變小或內圈內徑變大，減小軸承內部游隙。

為選擇適合用途的軸承，要考慮軸承負荷的性質(zhì)、大小、溫度條件、內圈外圈的旋轉狀各種條件因素。

圖5 軸承與其他部件的配合

3、軸承間隙的調整

軸承間隙過(guò)小時(shí)，由于油脂在間隙內剪力摩擦損失過(guò)大，也會(huì )引起軸承發(fā)熱，同時(shí)，間隙過(guò)小時(shí)，油量會(huì )減小，來(lái)不及帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，會(huì )進(jìn)一步提高軸承的溫升。但是，間隙過(guò)大則會(huì )改變軸承的動(dòng)力特性，引起轉子運轉不穩定。因此需要針對不同的設備和使用條件選擇核實(shí)的軸承間隙。

 

五、軸承溫升的計算方式

 

滾動(dòng)軸承的摩擦是決定軸承發(fā)熱和運行溫度的關(guān)鍵因素。滾動(dòng)軸承的摩擦損失在軸承內部幾乎都轉變?yōu)闊崃?因而致使軸承溫升。摩擦力矩造成的發(fā)熱量可用公式表示：

Q=0.105×10-6M•n

式中：

● Q-發(fā)生熱量    kW

● M-摩擦力矩   N•mm

● n-軸承轉速   rpm

發(fā)熱量與排出熱量平衡，則軸承溫度穩定。一般運轉初期溫度急劇上升，但達到正常狀態(tài)則基本穩定。達到穩定狀態(tài)的時(shí)間，隨軸承的發(fā)生熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤滑油量、周?chē)鷾囟鹊炔煌煌?/span>

 

六、總結

發(fā)電機運行時(shí)，軸承外圈允許溫度不應超過(guò)95℃，如果超過(guò)這個(gè)值就是發(fā)電機軸承溫度過(guò)高，也稱(chēng)發(fā)電機軸承發(fā)熱。發(fā)電機軸承溫度高的原因是什么呢。軸承發(fā)熱是發(fā)電機最常見(jiàn)的故障之一。輕則使潤滑脂稀釋漏出，重則將軸承損壞，給用戶(hù)造成經(jīng)濟損失。以上所述就是康明斯公司為您帶來(lái)的發(fā)電機軸承溫度高的原因及處理方法簡(jiǎn)單介紹。

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