喬美 中廣核新能源投資（深圳）有限公司江蘇分公司

一、引言

電機設(shè)備作為機械驅(qū)動設(shè)備，其軸承是電機的主要部件，對于風(fēng)力發(fā)電機機組中涉及到電機，其功能對設(shè)備安全運行起著舉足輕重的作用，在電機運行時，一旦其軸承發(fā)生缺陷或故障，將造成整套設(shè)備不能正常運行，嚴(yán)重影響設(shè)備工作，對于風(fēng)力發(fā)電機機組電機發(fā)生故障，造成的影響就更大，直接導(dǎo)致風(fēng)機停機，在預(yù)防和減少風(fēng)力發(fā)電機機組電機軸承故障的發(fā)生，對于機組的安全穩(wěn)定運行非常重要，并且將故障診斷出減少故障率，提高設(shè)備可運行時間。

二、合格軸承的鑒別

外包裝是否明晰、鋼印字是否清晰、是否有雜響、表面是否有渾濁的油跡、倒角是否均勻。

三、軸承故障

引起軸承的損壞的原因是多方面的，是綜合幾方面作用引起的，特別運行條件和環(huán)境比較惡劣造成惡性循環(huán)，嚴(yán)重時燒損軸承，在故障發(fā)生后，一般不容易原因出自哪方面，給我們診斷帶來一定的極大困難，現(xiàn)從如下幾個方面分析軸承故障發(fā)生的原因。

1 軸承非正常磨損

1.1 軸承本身存在的缺陷、瑕疵，引起運行中軸承的不良潤滑，導(dǎo)致軸承的過熱，連續(xù)長期過熱，最終引起軸承潤滑不良、材質(zhì)的過渡疲勞，硬度極大下降。軸承內(nèi)圈嚴(yán)重位移，滾動體長時間失圓，運行中生熱，導(dǎo)致軸承內(nèi)部熔接一起。所以在電機運行過程時，發(fā)現(xiàn)軸承嚴(yán)重發(fā)熱時，要遠(yuǎn)程遙控停車，如果繼續(xù)任其運行后果是軸承將卡塞，電機電流增大，電機過熱燒壞。

1.2 電機軸承的油脂十分重要，適量的加油保證電機軸承潤滑良好。軸承內(nèi)油量加注過多，會導(dǎo)致軸承滾珠打滑，由滾動摩擦變成滑動摩擦，損壞滾珠，軸承油脂加注過多，軸承體內(nèi)自由空間小，引起軸承的運行過程溫度會上升，軸承過熱，減少使用期限。

1.3 電機軸承的超期使用，超出了軸承使用壽命使材質(zhì)的過度疲勞，同時在激烈的沖擊作用力下使材質(zhì)老化變形，滾子、滾道面最終剝離，最后造成軸承潤滑不良和加大振動。

2 安裝的影響

2.1 做好安裝前軸承的檢查工作。首先要型號正確。

2.2 安裝專用工具選擇。選擇合適工具，避免在安裝時作業(yè)人員選擇工具不符給軸承安裝中產(chǎn)生損傷。

2.3 游隙不匹配，容易引起軸承故障，游隙小軸承內(nèi)部摩擦過熱；間隙過大，滾子的振動加大，都會引起故障。

2.4 間隙配合不符，軸承過盈量超出范圍，引起軸承內(nèi)圈張應(yīng)力過大使軸承崩裂，過盈量太小，引起軸承內(nèi)圈松弛。

2.5 未按工藝執(zhí)行，組裝軸承時用銅錘敲打軸承，結(jié)果是保持架嚴(yán)重變形，軸承安裝中內(nèi)外圈未適當(dāng)進(jìn)入預(yù)定軸側(cè)，軸承內(nèi)圈與外圈卡死。

3 選擇的影響

3.1 選型對于電機很重要。如果在軸承選型過程中選擇錯誤，在電機安裝完畢并投運，軸承出現(xiàn)了過熱現(xiàn)象，經(jīng)檢查在排除了其他原因后，軸承未正確選型。我曾經(jīng)在華潤公司工作過，6 千伏高壓電動機發(fā)生多次軸承的損壞，特別是驅(qū)動端側(cè)軸承，損壞程度更是超出想象。軸承驅(qū)動端是雙軸承，由滾動軸承和滾珠軸承組成，軸承型號不在此列舉。原因分析是軸承選型存在問題導(dǎo)致軸承損壞。最后與廠家溝通以及內(nèi)部研究是選擇合適軸承，并對其他電機進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)類試其他電機也存在此問題，后經(jīng)更換避免其他電機故障發(fā)生。電機軸承經(jīng)換型后已運行了1 年以上，未發(fā)生電機軸承故障現(xiàn)象。

3.2 軸承的保持架選擇也很重要。對于重型沖擊性、負(fù)荷大，推介選用保持架為鋼性的。對于振動大、溫差大的，可選用保持架為銅性的。

四、運行條件

1 控制軸承溫度。對直接影響到風(fēng)力發(fā)電機組安全運行的重要電機，適當(dāng)調(diào)整軸承溫度定值，防止軸承溫度超限，溫度在出現(xiàn)異常升高時，能夠確保有充足時間做出反應(yīng)，防止軸承過熱燒損。

2 工藝要求要提高，嚴(yán)格執(zhí)行電機檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，提高作業(yè)人員檢修質(zhì)量，每一個工藝流程做到工藝求精。

五、診斷檢測

軸承檢測手段通常是溫度測量、噪聲檢測及振動參數(shù)檢測，經(jīng)過數(shù)據(jù)檢測與歷次檢測對比，分析判斷電機是否在正常范圍之內(nèi)，如發(fā)現(xiàn)有檢測數(shù)據(jù)異常，要加大檢測周期，最終判斷電機軸承是否良好。

1 日常監(jiān)控，通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)確定電機軸承是否存在過熱、振動、異響現(xiàn)象。風(fēng)力發(fā)電機組在風(fēng)機上電機端側(cè)加裝測溫、測振裝置，將數(shù)據(jù)傳到主控監(jiān)控室，實時監(jiān)控。

2 專項檢測，在風(fēng)機定檢或維護(hù)時，用檢測儀器對電機進(jìn)行檢測，判斷軸承情況，作劣化趨勢分析，并確定電機軸承的維修時間。

六、軸承的故障識別方法

對運行電機可識別或預(yù)測運轉(zhuǎn)中的軸承有無故障通過判斷溫度變化和噪音大小。

1 溫度高

溫度過高主要原因：潤滑油脂不達(dá)標(biāo)；軸承選型錯誤、電機與機械軸不對中振動過大；電機基礎(chǔ)不平整；軸承本身有缺陷等。

2 噪音異常

電機軸承噪音的原因產(chǎn)生是多方面的，軸承磨損導(dǎo)致軸承噪音異常最直接原因。軸承磨損后果會使軸承與殼體、軸承與軸的配合關(guān)系失效，偏離了正確的軸線位置，特別是在高速旋轉(zhuǎn)時極易產(chǎn)生異響。當(dāng)過度疲勞運轉(zhuǎn)時，軸承表面金屬會剝落，軸承間隙增大也會產(chǎn)生異響。

3 損傷

可根據(jù)滾動軸承拆卸檢查時發(fā)現(xiàn)軸承的損傷情況來判斷軸承的故障。

3.1 金屬表面剝落

軸承內(nèi)、外圈滾道面和滾動體上均承受周期性脈動載荷的作用，進(jìn)而引起周期的接觸應(yīng)力變化。長期接觸應(yīng)力達(dá)到一定程度，軸承會產(chǎn)生金屬表面過度疲勞引起剝落。電機運轉(zhuǎn)精度在軸承滾道的疲勞剝落會降低的，加大電機振動和噪聲發(fā)生。

3.2 燒傷

長期運行電機軸承發(fā)生軸承燒傷，可以從電機軸承滾道、滾動體上有燒傷痕跡。原因通常是潤滑油脂質(zhì)量問題、潤滑油脂長期運行導(dǎo)致油脂變質(zhì)，以及軸承本身缺陷等。

3.3 變形

軸承產(chǎn)生塑性變形是因軸承內(nèi)接觸面上出現(xiàn)不同程度的斑點或凹坑。在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下軸承發(fā)生變形，超出了工作表面的局部應(yīng)力，屈服極限嚴(yán)重超范圍，電機軸承在低速軸上有極大體現(xiàn)。

3.4 保持架損壞

一般原因軸承潤滑不足、滾珠圓度失效、保持架材質(zhì)缺陷等。

3.5 滾道磨損

原因是座圈內(nèi)在裝配時落入異物、潤滑油脂太少或潤滑油脂發(fā)生混油現(xiàn)象等。

七、診斷軸承方法

一般有兩種：1、電機軸承的簡易診斷，2、電機軸承振動值分析。

1 簡易診斷，

1.1 聲音進(jìn)行診斷

通過聲音進(jìn)行識別需要有豐富的經(jīng)驗。用聽音器或聽音棒貼在外殼上可清楚地聽到軸承的聲音，或者與同類風(fēng)機聲音進(jìn)行比較進(jìn)行綜合判斷。

1.2 工作溫度進(jìn)行診斷

該方法屬比較識別法，就是通過連續(xù)記錄溫度數(shù)值。發(fā)生軸承溫度異?；蚬收?，造成軸承溫度異常升高，還會伴隨出現(xiàn)其他異常現(xiàn)象，可能噪音加大。

1.3 潤滑劑的化驗進(jìn)行診斷

通過對潤滑油脂抽取化驗，檢測潤滑油脂各項指標(biāo)是否在合格范圍之內(nèi)，同時對油脂內(nèi)污濁程度更深入分析，如混入異物或金屬粉末來判斷其是否變質(zhì)，滿足電機軸承有效使用。

1.4 振動值分析判斷

振動參數(shù)的大小是通過振動檢測裝置獲取的，通過實際值與標(biāo)準(zhǔn)值對比，來判斷軸承的好壞，當(dāng)軸承工作齒面有磨損現(xiàn)象或出現(xiàn)異常時，工作面在運轉(zhuǎn)過程中在有缺陷處的發(fā)生沖擊脈沖，軸承發(fā)生故障程度越大，同時軸承沖擊響應(yīng)產(chǎn)生幅值就越大，最后隨著軸承故障長期運轉(zhuǎn)導(dǎo)致嚴(yán)重劣化，并且軸承故障劣化程度不斷上升，最終使軸承損壞。

八、總結(jié)

通過加強對電機運行狀態(tài)，利用各項檢測手段，分析參數(shù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)，用在線檢測噪聲、溫度測量、振動檢測，全方位判斷電機運行各項數(shù)據(jù)，綜合分析電機運行時各項數(shù)據(jù)是否滿足電機正常運行要求，對獲取和采集數(shù)據(jù)信息與以往進(jìn)行對比分析其變化趨勢，制定有效處理措施，做到動態(tài)跟蹤，取得了明顯的成果。