高壓電機軸瓦修復一例

張萬東

（天瑞集團汝州水泥有限公司，河南平頂山市 467535）

0 前言

我公司自2009年3月至2009年12月新上兩條80萬噸/年的水泥粉磨線，主機配置：Φ3.8× 13m中心傳動開路水泥磨，MFY250中心傳動減速機（帶輔助傳動），2500kW10kV主電機。傳動系統布置形式見圖1。

圖1 Φ3.8m磨機傳動布置圖

1 故障現象

2#線粉磨系統各主機設備在安裝后的單機試車，無負荷聯動試車過程中均運行正常，但當磨內加球到30%，逐漸開始投料，帶負荷運行2個小時后，主電機后軸瓦突然升溫至報警溫度75℃，主電機跳停。現場組織安裝人員檢查了循環水、潤滑油站的油壓、油溫、油位、壓差等主要技術指標，均無問題。于是再次開機，此次主電機后軸瓦溫度在開車后的十分鐘內迅速升至75℃，主機再次跳停。技術人員懷疑電機后軸瓦出現故障，如果嚴重可能已燒瓦。

2 拆軸瓦檢查

鑒于此種情況，決定抽瓦檢查。拆去電機后軸瓦上蓋后，發現在下瓦座的右側（見圖2）空顆中有大量的巴氏合金的碎塊，拆下上瓦，檢查看到軸瓦的工作面無損傷，只是上瓦右側面的巴氏合金（原本有3mm厚）被軸肩磨損殆盡，先前發現的金屬碎片即來源此處。經過測量，軸瓦右側面與軸肩的距離a值只有1.5mm。

圖2 后軸瓦俯視圖

在輔傳與電機之間的空顆處（見圖1），用16噸的千斤頂將電機尾部主軸頂起5mm左右，再用2噸的手拉葫蘆慢慢抽出下軸瓦。下瓦的磨損情況與上瓦相似，也是軸瓦工作面無損傷，右側面的巴氏合金磨損，已所剩無幾。

據此，后軸瓦發熱的原因是電機在運行時上下軸瓦的右側面與軸肩摩擦，在潤滑油及循環水正常的情況下使瓦溫迅速升高，導致了主機跳停。

3 分析原因

接下來必須要找到引起軸瓦右側面與軸肩相摩擦的原因，否則在以后的運行過程中二者還要摩擦引起瓦溫升高。毫無疑問，后軸瓦的右側面與軸肩相接觸摩擦，肯定是電機運行后轉子向減速機方向大幅度竄動所致，原因不外乎以下兩方面：

3.1 電氣方面

通過與電機廠家技術人員溝通得知，采用滑動軸承的大型電機的軸向竄動量為電機磁中心線與電機停車時的中心線的距離。本電機磁中心線尺寸圖（一般釘在電機標牌處）上顯示磁中心線參考尺寸是95mm，如圖3所示。測量停車時電機此處尺寸是93.5mm，二者的差值95-93.5=1.5mm即是通電后電機轉子在電磁力的作用下，其軸向竄動值為1.5mm。而大型高壓電機在設計時已考慮到轉子的軸向竄動，在軸肩與軸瓦側面已留有3～5mm的間顆，以補償電機的磁中心線與電機停車時的中心線不重合所引起的轉子軸向竄動。因此，因電磁力使轉子軸向竄動1.5mm的竄動值還不足以引起軸瓦與軸肩相摩擦。

在與電機廠家溝通時，廠家也特別強調如出現上述軸瓦與軸肩相摩擦的現象，電氣方面的影響是微不足道的，應著重考慮機械方面的原因。

圖3 電機磁中心示意圖

3.2 機械安裝方面

因為電機轉子在轉動時軸徑與軸瓦間形成了一層0.03～0.05mm的油膜，整個轉子相當于懸浮在磁場中，很小的軸向力就可以讓轉子產生軸向竄動，故我們把重點放在了機械安裝方面，極有可能是安裝不符合要求而使電機轉子向減速機方向產生了大幅度的竄動。

原因之一可能是電機轉子軸水平度不符合要求，前低后高，導致電機轉子在重力作用下向前方竄動。用水平儀再測量，已無法讀數。隨后拆開電機與減速機間的鼓形齡式聯軸器，檢測電機與減速機的軸頭，發現電機端的軸頭比減速機的軸頭低了1.5mm之多（見圖4），驗證了前面的分析。出現這種情況可能是安裝時大意所致。

圖4 減速機與電機軸間的鼓形齒式聯軸器

其次，在拆鼓形齡式聯軸器時發現內齡圈密封端蓋與外齡圈間有一圈“O”型密封圈，使內齡圈與外齡圈間有很大的摩擦力，我們分析此摩擦力也可能引起運行中電機主軸竄動。

4 采取措施

（1）電氣因素。因電磁力使轉子產生的軸向竄動是設備制作時產生的，屬于不可消除因素，重點是排除機械安裝方面的因素。

（2）軸瓦修復及就位。因電機后軸瓦的工作面未損傷，說明軸瓦工作面與電機軸間的間顆符合技術要求，于是我們決定將軸瓦的側面修整后繼續使用，以減小損失。首先用刮刀將上下軸瓦側面已磨損的巴氏合金及梭部少量已與瓦體分離的巴氏合金碎塊全部刮除，再用角向磨光機仔細修整，用汽油清洗軸瓦及上下瓦座后裝入下瓦體，撤除千斤頂，此時測量下瓦體與右側軸肩的間顆a值為1.5mm，見圖2。在另外一處軸肩與電機殼體間也測量一間顆b值為38 mm，見圖5，電機運行后根據b值的變化來幫助判斷間顆a值的大小。

圖5 b值測量處

（3）加入調整墊片。因二次灌漿已進行，不可能再調整地腳螺栓，只好在電機與底板之間作調整了。先松開電機與底座間的聯結螺栓，用電機前端的頂絲將電機頂起2～3mm，在電機前端的兩個聯結螺栓處（見圖6）分別墊上一個1.5mm厚的白鐵皮墊片。松掉頂絲，用百分表一邊測量一邊調整電機，使減速機與電機聯軸器徑向誤差達到規范標準時，擰緊電機的聯結螺栓。再用200×200mm，精度0.01mm的框式水平儀測量電機轉子的水平度，鼓形齡式聯軸器一側比輔傳一側高出0.03mm，達到安裝要求。

圖6 電機底座加墊片處

（4）除去“O”型密封圈。為徹底排除電機轉子向減速機方向竄動的一切可能因素，我們還拆除了鼓形齡式聯軸器內齡圈密封端蓋內側的“O”型密封圈。

5 帶負荷運行

組裝鼓形齡式聯軸器，清理現場工具及雜物，按規范開機，此時磨內已裝有30%的球及部分物料。待電機正常運轉后再測量圖5中間顆b的值是40mm，這說明電機主軸向輔傳方向移動了2mm，意味著圖2中a的值達到3.5mm，也就是說電機后軸瓦右側與軸肩不再相摩擦了。

經過8個小時的試運轉，電機軸瓦溫度最后穩定在49℃，故障排除。隨后磨機內又加球至50%，傳動系統運行正常。

6 結束語

眾所周知，大型機電一體化設備的運行較為復雜，且隨著工況的不同又會出現不同的結果。因此必須嚴把安裝關，規范設備安裝，使各項技術指標達到安裝要求是保證設備穩定運行的前提。