龐 忠, 顏志文, 肖 雷, 張 琪, 倪浩翔

(聯(lián)泓新材料科技股份有限公司，山東 滕州 277527)

0 引 言

良好的潤(rùn)滑是保證電動(dòng)機(jī)軸承正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，它對(duì)提高軸承的承載能力和使用壽命有著重要作用。對(duì)軸承潤(rùn)滑的主要目的是在運(yùn)動(dòng)表面形成油膜以避免滾道、滾動(dòng)體、保持架之間直接接觸，減少摩擦阻力，降低磨損和擦傷，減小摩擦發(fā)熱[1]。油膜的形成增大了接觸面積，減少了接觸應(yīng)力，這時(shí)軸承磨損較小，幾乎可以忽略不計(jì)。當(dāng)潤(rùn)滑劑在使用中受到溫度、空氣、金屬催化、機(jī)械剪切等環(huán)境和作業(yè)因素的影響，基礎(chǔ)油成分氧化降解和添加劑失效，會(huì)形成對(duì)軸承有害的物質(zhì)，影響油膜的形成，導(dǎo)致接觸表面之間的應(yīng)力變大，從而加大軸承磨損，導(dǎo)致軸承運(yùn)行溫度升高[1]。如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，會(huì)導(dǎo)致軸承抱軸事故發(fā)生。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)軸承抱軸故障，輕則退出運(yùn)行，重則導(dǎo)致生產(chǎn)系統(tǒng)或整個(gè)裝備無(wú)法正常工作，進(jìn)而可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

為避免因軸承潤(rùn)滑問(wèn)題導(dǎo)致的停機(jī)，提出一種用于電動(dòng)機(jī)軸承的在線置換潤(rùn)滑油脂技術(shù)，對(duì)電動(dòng)機(jī)日常維護(hù)保養(yǎng)和應(yīng)急處理具有較好的作用。

1 現(xiàn)場(chǎng)處理典型案例

1.1 案例一：電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承發(fā)熱應(yīng)急處理

某公司電氣運(yùn)行人員巡檢發(fā)現(xiàn)EVA裝置X-900A 1 750 hp(約1 300 kW)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中驅(qū)動(dòng)端軸承溫度升至81 ℃，且還有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。

詢問(wèn)電動(dòng)機(jī)維護(hù)人員，確認(rèn)未對(duì)電動(dòng)機(jī)加油。

查看該電動(dòng)機(jī)加油記錄，顯示維護(hù)人員是按電動(dòng)機(jī)廠家規(guī)定按時(shí)、按量加注的潤(rùn)滑脂。

原因分析如下。

如果電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中加入潤(rùn)滑脂，軸承室內(nèi)由于填入較多潤(rùn)滑脂，空間較小，摩擦發(fā)熱較大導(dǎo)致軸承溫度升高。

維護(hù)人員確認(rèn)電動(dòng)機(jī)未加潤(rùn)滑脂。電動(dòng)機(jī)軸承溫度異常升高，測(cè)量電動(dòng)機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)合格，軸承聲音也無(wú)異常。在排除加注潤(rùn)滑脂過(guò)多導(dǎo)致軸承發(fā)熱的可能后，考慮是潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑性能降低導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸承溫度異常升高。

正常情況下，電機(jī)加注潤(rùn)滑脂后軸承發(fā)熱時(shí)需往外排油。現(xiàn)確認(rèn)電動(dòng)機(jī)沒有加注潤(rùn)滑脂，因此電動(dòng)機(jī)停車往外排油的做法不可行。

嘗試給電動(dòng)機(jī)在線加注潤(rùn)滑脂，發(fā)現(xiàn)排出的潤(rùn)滑脂顏色變黑，說(shuō)明判斷正確，很可能是電動(dòng)機(jī)軸承潤(rùn)滑脂失效導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸承發(fā)熱。

電機(jī)維修人員繼續(xù)給X-900A電動(dòng)機(jī)加注潤(rùn)滑脂。加注過(guò)程中驅(qū)動(dòng)端軸承溫度上升，電機(jī)維修人員利用電動(dòng)機(jī)附近的氮?dú)?凈化風(fēng))管線對(duì)驅(qū)動(dòng)端軸承進(jìn)行物理降溫，將電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承溫度控制在70 ℃以下。待電動(dòng)機(jī)排油孔排出潤(rùn)滑脂顏色與所加入潤(rùn)滑脂的顏色基本相同后，停止加注潤(rùn)滑脂。

電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行一定時(shí)間后，軸承溫度開始逐漸下降。逐漸關(guān)小氮?dú)?凈化風(fēng))管線閥門，直至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承脫離外部冷卻氣源后，軸承溫度穩(wěn)定在60 ℃左右。該電動(dòng)機(jī)軸承繼續(xù)運(yùn)行2年未出現(xiàn)問(wèn)題。

總結(jié)該案例，在線置換軸承潤(rùn)滑脂可以改善潤(rùn)滑環(huán)境，解決軸承異常發(fā)熱的問(wèn)題，對(duì)已損傷的軸承有一定修復(fù)功能。

1.2 案例二：電動(dòng)機(jī)滑動(dòng)軸承發(fā)熱處理

某公司空分裝置的3 000 kW 0714-C-1601增壓機(jī)電動(dòng)機(jī)選用滑動(dòng)軸承，使用多寶46#汽輪機(jī)潤(rùn)滑油強(qiáng)制潤(rùn)滑。該電動(dòng)機(jī)檢修半年后，軸承運(yùn)行溫度上升至82 ℃，隨著環(huán)境溫度升高，還有上升趨勢(shì)。

測(cè)量發(fā)現(xiàn)，設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)不超標(biāo)；漆膜傾向指數(shù)分析數(shù)據(jù)6.0(參考值≤15)，同樣未超標(biāo)。

原因分析如下。

增壓機(jī)是單臺(tái)機(jī)組，增壓機(jī)停車將導(dǎo)致整個(gè)空分裝置停車。如果軸承溫度繼續(xù)升高，增壓機(jī)軸承將無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，對(duì)生產(chǎn)影響較大。

電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)和漆膜傾向指數(shù)未超標(biāo)，且設(shè)備檢修時(shí)間較近。無(wú)法停機(jī)檢查軸承。參照案例一的經(jīng)驗(yàn)，嘗試通過(guò)在線置換機(jī)組潤(rùn)滑油排查軸承發(fā)熱的原因。

如果在線置換潤(rùn)滑油后電機(jī)軸承溫度仍繼續(xù)上升，需要擇機(jī)對(duì)增壓機(jī)軸承進(jìn)行檢查維修。

在增壓機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中增加在線濾油裝置。圖1所示為在油箱上安裝濾油管；圖2所示為安裝在線濾油機(jī)。

圖1 在油箱上安裝濾油管

圖2 安裝在線濾油機(jī)

通過(guò)加裝在線濾油裝置實(shí)現(xiàn)增壓機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)在線濾油，提高潤(rùn)滑油質(zhì)量。

增壓機(jī)安裝在線濾油裝置運(yùn)行一段時(shí)間后，漆膜傾向指數(shù)降至0.7，電動(dòng)機(jī)軸承溫度逐漸降至65 ℃左右。2020年6月至今，增壓機(jī)正常運(yùn)行，沒有出現(xiàn)軸承溫度上升現(xiàn)象。

總結(jié)該案例，通過(guò)增壓機(jī)安裝在線濾油裝置解決了電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行溫度因不明原因升高的問(wèn)題，避免因軸承溫度升高導(dǎo)致機(jī)組超溫跳車或被迫停車檢修。該案例再次證明，在線置換潤(rùn)滑油脂能改善軸承潤(rùn)滑質(zhì)量，對(duì)存在問(wèn)題的軸承有一定的修復(fù)功能，避免停機(jī)事故。

1.3 案例三：電動(dòng)機(jī)軸承定期在線置換潤(rùn)滑脂

電動(dòng)機(jī)使用說(shuō)明書或電動(dòng)機(jī)銘牌上要求用戶定時(shí)、定量補(bǔ)充潤(rùn)滑脂。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行20 000～40 000 h或者更長(zhǎng)時(shí)間后，潤(rùn)滑脂會(huì)出現(xiàn)老化、顏色變黑等現(xiàn)象，潤(rùn)滑劑逐漸失效。圖3所示為軸承內(nèi)潤(rùn)滑劑失效；圖4所示為端蓋內(nèi)潤(rùn)滑劑失效。如果軸承內(nèi)失效的潤(rùn)滑劑得不到及時(shí)更換，電動(dòng)機(jī)在潤(rùn)滑劑失效的情況下長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)運(yùn)行，將發(fā)生軸承故障，進(jìn)而將會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)軸或繞組故障。

圖3 軸承內(nèi)潤(rùn)滑劑失效

圖4 端蓋內(nèi)潤(rùn)滑劑失效

電動(dòng)機(jī)檢修的傳統(tǒng)做法是離線清洗滾動(dòng)軸承，測(cè)量滾動(dòng)軸承間隙是否正常，聽軸承聲音是否正常。如果軸承聲音正常、測(cè)量軸承間隙合格，則更換新潤(rùn)滑脂后回裝電動(dòng)機(jī)。部分企業(yè)維修電機(jī)時(shí)直接更換軸承，這不僅會(huì)造成軸承資源的極大浪費(fèi)，還需要較多電動(dòng)機(jī)維修人員，致使維修費(fèi)增加。

連續(xù)工作低壓電機(jī)滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)壽命為40 000～50 000 h[1-3]；部分高壓電機(jī)滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)壽命大于100 000 h。潤(rùn)滑劑失效后并不一定需要更換軸承，如果及時(shí)在線置換電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑脂，軸承可以繼續(xù)正常運(yùn)行，并避免電動(dòng)機(jī)拆、裝過(guò)程中對(duì)軸承造成的損傷。

以一臺(tái)560 kW的電動(dòng)機(jī)檢修為例，對(duì)電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)檢修與電動(dòng)機(jī)在線置換潤(rùn)滑脂技術(shù)用工比較，如表1所示。

表1 電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)檢修與在線置換潤(rùn)滑脂用工比較

電動(dòng)機(jī)在線置換潤(rùn)滑脂，軸承溫度一般不會(huì)超過(guò)70 ℃，可輕松實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸承在線保養(yǎng)。如果個(gè)別電動(dòng)機(jī)加油后軸承溫度過(guò)高，可利用電動(dòng)機(jī)附近的凈化風(fēng)或氮?dú)膺M(jìn)行冷卻降溫，沒有氣源的環(huán)境可以接臨時(shí)冷卻風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫降溫，將軸承溫度控制在70 ℃左右。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，潤(rùn)滑脂會(huì)慢慢甩出軸承室，軸承溫度將逐漸降至50～60 ℃，達(dá)到正常運(yùn)行范圍。該方法節(jié)省人力、物力，延長(zhǎng)軸承使用壽命，具有較大的價(jià)值。

2 技術(shù)方案

2.1 適用范圍

本技術(shù)方案僅適用于安裝在線注油、排油裝置的電動(dòng)機(jī)以及大型滑動(dòng)軸承強(qiáng)制油潤(rùn)滑的電動(dòng)機(jī)。

2.2 潤(rùn)滑油脂檢查

檢查潤(rùn)滑脂的出廠日期，禁止使用出廠時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的潤(rùn)滑脂。檢查潤(rùn)滑脂顏色是否正常。檢查準(zhǔn)備加入的潤(rùn)滑脂與電動(dòng)機(jī)正在使用的潤(rùn)滑脂廠家和型號(hào)規(guī)格，盡量保持一致。不同稠化劑的潤(rùn)滑脂禁止混用，例如鋰基潤(rùn)滑脂不能與聚脲基潤(rùn)滑脂混用。

對(duì)潤(rùn)滑油漆膜指數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)比潤(rùn)滑油過(guò)濾前后的漆膜傾向指數(shù)。案例二即采用了相關(guān)分析。

2.3 潤(rùn)滑脂的置換方法

首先通知工藝或設(shè)備人員，某電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備在線置換潤(rùn)滑脂，更換過(guò)程中電動(dòng)機(jī)軸承溫度會(huì)升高，請(qǐng)工藝或設(shè)備人員在控制室注意觀察軸承運(yùn)行溫度，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)與電氣人員聯(lián)系。

日常加注潤(rùn)滑脂后軸承運(yùn)行溫度上升較快且超過(guò)85 ℃的電動(dòng)機(jī)，提前準(zhǔn)備好物理降溫措施，例如將工業(yè)風(fēng)或氮?dú)饽z皮管拉到需要更換潤(rùn)滑脂的電動(dòng)機(jī)旁邊并打開氣源閥門。沒有氣源的場(chǎng)所，采用接臨時(shí)冷卻風(fēng)機(jī)等措施對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承進(jìn)行強(qiáng)制冷卻降溫，防止電動(dòng)機(jī)軸承加脂更換過(guò)程中軸承溫度過(guò)熱。清理電動(dòng)機(jī)加油孔的灰塵，打開電動(dòng)機(jī)排油孔，然后對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)加油嘴加入潤(rùn)滑脂，觀察電動(dòng)機(jī)排出潤(rùn)滑脂的量及顏色。如果加入潤(rùn)滑脂與排出潤(rùn)滑脂顏色基本一致，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)部潤(rùn)滑狀況較好，完成電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑脂更換；如果排出潤(rùn)滑脂顏色較深或變黑，證明潤(rùn)滑劑已失效，軸承磨損較大，應(yīng)不斷加入新的潤(rùn)滑脂進(jìn)行置換，直至排出潤(rùn)滑脂顏色與加入潤(rùn)滑脂顏色基本一致。

對(duì)排出潤(rùn)滑脂顏色較深的電動(dòng)機(jī)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。通過(guò)測(cè)振儀、頻譜儀輔助判斷電動(dòng)機(jī)軸承是否需要更換。如果測(cè)量判斷電動(dòng)機(jī)軸承損壞，具備停機(jī)條件的設(shè)備應(yīng)及時(shí)進(jìn)行停車更換；如果電動(dòng)機(jī)軸承有損壞跡象，又暫時(shí)不具備停機(jī)更換軸承條件，應(yīng)頻繁對(duì)電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承在線更換潤(rùn)滑脂，直至排出潤(rùn)滑脂顏色與加入潤(rùn)滑脂顏色一致。

多次在線更換潤(rùn)滑脂后，排出廢舊潤(rùn)滑脂較多，落實(shí)好安全措施后，定期清理廢舊潤(rùn)滑脂，防止非驅(qū)動(dòng)端排出廢舊潤(rùn)滑脂堵塞通風(fēng)道，造成電動(dòng)機(jī)散熱不良。

2.4 潤(rùn)滑油的置換方法

安裝滑動(dòng)軸承的強(qiáng)制潤(rùn)滑電動(dòng)機(jī)如果出現(xiàn)原因不明的軸承溫度升高且設(shè)備無(wú)法停機(jī)檢修，可以在設(shè)備油箱上安裝在線濾油管，并與在線濾油機(jī)相連。通過(guò)濾油機(jī)在線過(guò)濾潤(rùn)滑油，提高潤(rùn)滑油質(zhì)量，提高軸承潤(rùn)滑效果，降低軸承磨損，從而達(dá)到降低滑動(dòng)軸承運(yùn)行溫度的目的。

3 技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)

3.1 對(duì)已損傷軸承有修復(fù)作用，避免緊急停機(jī)

運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)軸承出現(xiàn)異?，F(xiàn)象后，最可靠的處理方法是停機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承進(jìn)行檢查或更換，但有時(shí)電動(dòng)機(jī)停機(jī)會(huì)造成生產(chǎn)系統(tǒng)停車，給企業(yè)造成較大損失。為避免此種情況的發(fā)生，通過(guò)在線置換潤(rùn)滑油脂來(lái)改善潤(rùn)滑環(huán)境，對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承有一定的修復(fù)作用，維持電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，延長(zhǎng)軸承的運(yùn)行時(shí)間，直至具備停機(jī)檢修條件。

3.2 降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益

電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承在線更換潤(rùn)滑脂方法，控制電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行溫度在70 ℃以下，較傳統(tǒng)離線更換電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑脂延長(zhǎng)軸承運(yùn)行壽命20 000～40 000 h甚至更長(zhǎng)，避免拆裝電機(jī)端蓋對(duì)軸承造成的損傷。減少軸承浪費(fèi)，降低電動(dòng)機(jī)維護(hù)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。該技術(shù)在電動(dòng)機(jī)維修行業(yè)中具有廣泛推廣意義。

4 結(jié) 語(yǔ)

電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行溫度異常升高，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，會(huì)導(dǎo)致軸承抱軸事故發(fā)生。本文案例一、二軸承發(fā)熱的問(wèn)題，不是軸承缺少潤(rùn)滑油脂，而是潤(rùn)滑劑失效后潤(rùn)滑效果降低所導(dǎo)致。如果軸承發(fā)熱事件不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，出現(xiàn)軸承損壞事故，事故分析將基本定性為軸承質(zhì)量問(wèn)題，出現(xiàn)誤判。在線置換潤(rùn)滑油脂技術(shù)在化工廠電動(dòng)機(jī)運(yùn)行維護(hù)工作中發(fā)揮較大作用。對(duì)于其他行業(yè)的大中型電動(dòng)機(jī)維護(hù)，該技術(shù)也有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。