余家喜，葛明軒

(青海益和檢修安裝有限公司，青海 西寧 810100)

0 概述

某公司2×135 MW發(fā)電機組配備有4臺1 400 kW引風(fēng)機電機，自建成投運后1年多時間內(nèi)，負(fù)荷側(cè)軸承頻繁出現(xiàn)運行溫度過高損壞的問題。據(jù)統(tǒng)計，截至2013年底累計發(fā)生故障19臺次，其中僅2013年故障就累計達(dá)17臺次，嚴(yán)重影響機組的安全穩(wěn)定運行。

1 故障簡介

該公司配備的4臺引風(fēng)機電機負(fù)荷側(cè)所使用的軸承型號均為23044CC/W33調(diào)心滾子軸承，該軸承一般運行2個多月就會出現(xiàn)運行溫度超過監(jiān)測報警溫度60 ℃且持續(xù)升高的問題，最短運行時間不到5天，最長運行時間4個多月即報出故障。

運行檢修人員為了防止軸承抱死事故的發(fā)生，不得不停運機組，更換軸承。這不僅嚴(yán)重制約機組的安全穩(wěn)定運行，同時也增加了檢修費用，加重了檢修人員的勞動強度。

截至2013-12-31，引風(fēng)機電機故障情況統(tǒng)計如表1所示。

2 原因分析

引風(fēng)機電機負(fù)荷側(cè)和非負(fù)荷側(cè)所使用的軸承型號分別為23044CC/C3/W33和C3038調(diào)心滾子軸承，負(fù)荷側(cè)23044CC/C3/W33軸承結(jié)構(gòu)如圖1所示。電機參數(shù)如表2所示。

圖1 23044軸承結(jié)構(gòu)示意

表2 引風(fēng)機電機參數(shù)

2列滾子由保持架定位并固定于軸承內(nèi)軌道，所有滾柱表面均呈圓弧狀，外軌道內(nèi)部呈凹陷圓弧狀；2列滾柱運行軌跡均勻分布在注油孔兩側(cè)，共同承擔(dān)徑向負(fù)載。軸承正常運行時溫度為35—50 ℃，如果軸承溫度長期在60 ℃以上運行，就可認(rèn)為軸承處于故障狀態(tài)。

對2013年引風(fēng)機電機17次負(fù)荷側(cè)故障軸承解體發(fā)現(xiàn)，所有軸承的2列滾柱運行軌跡均不同程度地存在軸向竄動磨損現(xiàn)象，其中軸承外軌道竄動磨損軌跡尤為明顯。圖2為具有代表性的2組實拍軸承外軌道竄動磨損軌跡。軸承外圈內(nèi)軌道側(cè)油孔位于軸承外圈正中間。軌跡應(yīng)均勻分布在其兩側(cè)。軸向竄動后滾柱運行軌跡不均勻分布在油孔兩側(cè)，右側(cè)滾柱負(fù)載較重，磨損軌跡明顯。

圖2 實拍軸承滾柱外軌道磨損軌跡

根據(jù)該軸承的結(jié)構(gòu)特點分析，電機在正常運行過程中，負(fù)載由2列滾子均勻承擔(dān)，允許軸向竄動最大不超過0．18 mm。當(dāng)運行方式發(fā)生變化，運行人員正常調(diào)整風(fēng)機風(fēng)門時，軸向竄動超過0．18 mm，如圖3所示。負(fù)載集中到右側(cè)滾柱的1—4點，主要由右側(cè)單列滾子承載。1—4點內(nèi)外圈軌道面因潤滑不良出現(xiàn)不同程度磨損，尤其是1，2點處的油膜因承載力過大而變薄甚至消失，運行軌道也發(fā)生改變，從而造成滾動體潤滑不良，磨損軌道面引起發(fā)熱。

通過以上分析可知，造成引風(fēng)機電機負(fù)荷側(cè)軸承頻繁過熱的主要原因為：該調(diào)心滾子軸承抗軸向竄動能力差，軸向竄動過大。

3 處理對策

根據(jù)該公司設(shè)備運行維護要求，單臺引風(fēng)機電機全年故障次數(shù)應(yīng)控制在2次以內(nèi)，即保證軸承運行周期不得少于6個月。根據(jù)以上分析出的原因，利用機組停運或引風(fēng)機電機負(fù)荷側(cè)軸承溫度高需要更換的時機，分別對4臺引風(fēng)機電機從配件選用和裝配工藝2方面進行如下改進。

圖3 軸向竄動后軸承滾柱受力分析示意

3.1 配件改進

(1) 將原電機負(fù)荷側(cè)軸套2 mm的膠木墊圈更換為同規(guī)格的橡皮墊圈，以提高軸向緩沖空間，減小軸向力的影響。

(2) 將2對輪間隙調(diào)整至不小于7 mm，嚴(yán)格控制找正精度，進一步提高整個軸系的軸向及徑向緩沖空間，減小軸向力的影響。

(3) 分別在不同的引風(fēng)機電機上使用FAG和SKF 2個廠商的軸承，添加不同的潤滑脂，對比不同狀況下的軸承使用壽命，確定最佳的組合模式。

(4) 通過對以上3種組合運行方式的跟蹤統(tǒng)計分析(見表3)，將運行周期最長的改進組合方式逐步推廣應(yīng)用到其他引風(fēng)機電機上。

3.2 裝配工藝

由于調(diào)心滾子軸承既大又重，構(gòu)造特殊，因軸承外圈左右搖晃，單人安裝時容易發(fā)生軸承受力不均、裝配不到位的現(xiàn)象。為保證裝配質(zhì)量，在裝配時將軸承加熱至120 ℃后恒溫30 min，達(dá)到均勻受熱、充分膨脹后，由2人抬起、1人控制外圈，共同配合將軸承推至軸檔位置。

4 結(jié)束語

通過1年的摸索實踐，實現(xiàn)了將單臺引風(fēng)機電機負(fù)荷側(cè)軸承運行周期不少于6個月的目標(biāo)。2號爐甲引風(fēng)機電機運行周期達(dá)到了13個月，并且運行溫度比較穩(wěn)定，因此將該電機的軸承與油脂組合模式逐步應(yīng)用到其他引風(fēng)機電機上，取得了較好的效果。

表3 各種組合下的電機運行周期

此次技術(shù)改進，降低了故障頻次，節(jié)約了檢修費用，減小了檢修人員的勞動強度，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益，為今后處理類似問題積累了經(jīng)驗。

1 楊志春．引風(fēng)機電機線圈溫度高分析[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(2)：60-61．