電機傳動端軸承失效分析

摘要：我廠某型高壓電機保養更換軸承，運行十天后，現場發現電機傳動端軸承異音。電機拆解后發現傳動端軸承內圈一側有大面積剝落現象并伴有不規則點蝕。通過對軸承內、外圈及保持架的表面痕跡分析，結果表明軸承故障由于軸承在安裝時出現軸向位移過大且軸承有與軸傾斜現象產生所造成的。

關鍵詞：電機 軸承 失效

我廠1臺型號為YKK450-4，185KW高壓電機正常下線保養，更換前、后端軸承，運行十天后，現場點檢時發現電機傳動端軸承有異音。拆解后，發現電機傳動端軸承內圈一側磨損嚴重。經查該電機使用的是SKF品牌的滾動軸承，配置為：浮動端NU 224 ECM/C3，固定端6224/C3，使用3#鋰基脂潤滑。

1.檢查失效軸承

1.1.軸承內圈

軸承內圈滾道表面一側近端面邊緣處有一整周光亮，沒有出現與滾子接觸產生的磨損現象，而另外一側則出現較多的疲勞剝落現象，且剝落位置處于軸承內圈近端面處。在軸承內圈滾道表面其他部分，有不規則的點蝕現象。如圖1所示。

軸承外圈滾道表面有點蝕情況，滾道出現兩種不同的現象，與軸承內圈相類，也是一側有點蝕，另外一側比較光亮，可見兩區域磨損狀況不一樣，光亮部分為軸承滾子與滾道接觸力較小或沒接觸。其他部位沒有出現異常現象。如下圖2所示。

1.3.軸承滾動體及保持架：

所有滾動體表面都出現有環狀劃痕，該劃痕沒什么深度，滾動體端面正常。保持架完好，沒有出現其他磨損等異常情況。如圖3所示。

2.失效原因：

2.1.原因分析：

短圓柱滾子軸承雖然允許內圈與滾子之間有一定的軸向位移，但是該位移量是有限度的。NU 224 ECM軸承允許軸向位移量1.9mm，而從現場內圈測量的數據是3.5mm，該數據嚴重超過了該軸承允許軸向位移量。

如果該軸向位移量是在使用過程中產生的，那么，電機另一端軸承（固定端6224/C3）也應會表現出相應的軸向位移磨損或剝落。而從現場拆開的6224軸承的內、外圈滾道磨損情況來看，幾乎看不到軸向位移大寬度的磨損痕跡。由此可見，該軸向位移是在安裝過程中產生的。如下圖4所示。

如果在正常情況下磨損，該軸承滾道表面剝落及磨損軌跡應該是位于軸承套圈滾道中間位置，而內圈嚴重剝落的位置卻在內圈近端面邊緣處，外圈滾道有一半磨損，另外一半比較光亮。由此可見，軸承有與軸傾斜現象。

固定端軸承（6224/C3）的外圈滾道出現了明顯的磨損軌跡偏移現象，其偏移現象與浮動端軸承的外圈滾道磨損現象相似，如圖4所示。這一現象印證了軸承有傾斜的結論。

2.2.結論：

綜合上面觀察和分析的現象，該軸承失效的主要原因是由于軸承在安裝時出現軸向位移過大且軸承有與軸傾斜現象產生所造成的。

3.改進措施：

建議在安裝軸承時，保證內圈在軸承中的正確位置，保證軸承與軸的同心度，以達到延長軸承使用壽命的目的。