增壓風機電機軸電流引起軸承燒損的原因及對策研究

吳峻

摘 要：隨著機械的發展，增壓風機在機械應用中發揮了越來越大的作用。增壓風機的主要功能是克服脫硫系統中的煙道，吸收塔及其內件，換熱器、煙道擋板等所帶來的壓力損失。而增壓風機最容易損壞的是電機軸承，增壓風機電機軸電流燒傷軸承會對工作進度產生很大的影響，首先影響工作的正常進行，嚴重者危及工作人員的生命安全。因此下面分析、總結了軸電流燒傷軸承的防范措施。根據調查發現，改進后的軸承在使用的過程中壽命得到了很大程度的提高，特別是對于那些高壓電動機來說，更是有了極佳的防范效果。

關鍵詞：增壓風機 電機軸電流 軸承燒損 防范措施

中圖分類號：TM32 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（b）-0047-01

目前，伴隨著軸承在電機中的應用越來越廣泛的是高壓電機軸承的損壞愈加頻繁。這就在很大程度上制約了企業的發展和盈利，相應地，也就逼迫我們加緊分析軸承損壞的原因，并尋找出有效的防御措施。現階段，通過長期的調查研究發現，軸承的頻繁損壞是由多種因素造成的，包括軸承制造質量問題、軸承安裝工藝問題，以及人們經常會忽略的軸電流對軸承損壞所起到的作用。就軸承損壞情況來說，具體表現為軸承保持架磨損，出現大量的銅屑，有的軸承滾道還出現較大的麻點。下面主要就增壓風機電機軸電流引起軸承燒損的原因及對策研究進行了簡要的分析。

1 軸電流燒毀軸承的特征、分析

就滾動軸承來說，具備著多方面的優點（維護簡單、運行穩定），它在中小型電機中被普遍的應用。并且，伴隨著時代的進步和科學技術的不斷發展，在越來越多的大中型電機中也應用到了滾動軸承，但是由于軸電流的影響，使得大中型電機中的軸承破損極為嚴重。它們的使用壽命最長只能達到一個多月，甚至有的軸承使用幾個小時就會因溫度、振動和噪音等因素必須進行維修或者更換，這就會給現場安全生產帶來極大的影響。

在對軸承損壞問題進行檢修和分析的時候，我們首先要關注的問題是軸承表面的痕跡特征。一旦在軸承內外圈上發現條形的燒損痕跡，就說明該軸承的燒損是由于軸電流引起的。具體拿搓板樣的條形燒痕來說，它是由于滾珠、滾柱在碾壓軌道的時候，電阻小、油脂不充足，出現間隙，進而伴隨著放電現象，致使電火花形成燒毀跑道的表面。該線條的個數主要取決于軸電流頻率、電機轉速和軸承內部情況。由于滾動體是在不斷地做著重復事情，所以，再有滾動體從這些燒痕上面經過的時候，會對這些痕跡進行壓平和壓光。為此，一般情況下，跑道會出現一定程度的光亮，并且出現麻點（麻點的存在會造成摩擦阻力的不斷增加，并引起軸承溫度的升高），甚至裂紋的現象。此外，伴隨電機軸承的溫度明顯升高的還有潤滑油脂的逐漸流出。

2 防止軸電流產生的防范措施

2.1 防止軸電流方案

軸電壓是伴隨設備的設計、制造、安裝、運行而產生的，對于用戶來說是無法避免的。那么，既然軸電壓無法徹底消除，就應重點關注軸電流的防治。

（1）對于由軸交變磁通所產生的軸電壓。我們采取的措施是在軸承座與支架之間阻隔適當的絕緣墊（絕緣性良好）來達到避免軸電流形成的目的。其核心是阻斷轉子軸承與電動機定子之間的聯系，以禁止回路的產生。

（2）對于由靜電荷引起的軸電壓。我們采取的措施是在電機負荷側的軸上加一塊接地碳刷，當然，必須確保該碳刷的接地性是極好的。如此，在靜電荷產生的時候就可以最大限度的將它們引入大地，阻斷軸電壓的形成，避免出現電荷放電形成軸電流的問題發生。

（3）均衡接地電壓。在分布電容存在的前提下，不能保證同一根電纜屏蔽層（都已經接地）的兩端具有相同的對地實際電壓，如此，便肯定會在電纜中存在一定的降壓情況，也就相應的會出現電流的存在。而一旦我們能夠均衡接地電壓，就必將有效避免電纜屏蔽層壓降的問題出現，進而防止流經軸承的電流過高造成一些不必要的麻煩和損失。就均衡接地電壓而言，具體的做法為，一方面，在現場安裝一個公用接地母排，然后將各電機接地端子與之相連接，從而降低電壓降。另一方面，嚴格按照標準選用地線（1.5～2.5倍電源線徑）和電纜的屏蔽層（用銅材料編制的總截面積要大于相線的一半）。

（4）輔助措施。對逆變器供電的調速系統加裝高頻濾波器，或者給變頻調速裝置加設共模濾波電路，以便能夠使得寬帶的頻率處于10 kHz以上。此外，如果在變頻電機軸頭部分安裝有一些精密儀器（測速計、編碼器等）的時候，就必須保證電動機的非傳動端軸承和傳動端軸承都有著一定的絕緣措施處理，以便避免回路通過傳動端軸承形成。除此之外，也可以通過分流軸承電流的措施來達到減小軸電流流經軸承的目的。這樣不但保證了電動機軸承不會那么容易被燒毀，也能夠提高輔助裝置和檢測裝置的安全性。

2.2 電機修復

就風機電動機在投入使用之前的完善來說，我們制定的具體修復方案為：（1）在電機后軸承側配備上防軸電流絕緣端蓋。（2）更換電機軸承、電機外風扇和外風罩。（3）確保電動機中一些零部件的同心度準確。（4）就設計電機的磁極數來說，要進行合理的鐵心分割數的組合，以便最大限度的降低軸電壓的產生。（5）電動機在出廠的時候要嚴格檢查器總裝程度是否合格。

2.3 絕緣端蓋的制成品及總裝

就絕緣端蓋來說，它的功能主要是用來阻隔軸電流對電機軸承的電腐蝕的。由端蓋、軸承套、螺釘、軸承室幾部分構成。其中，螺釘是連接軸承套與端蓋的橋梁。在端蓋和軸承套之間我們還配備有絕緣墊圈，螺釘外套有絕緣管，并且還在螺釘的頭端與端蓋接觸處設有絕緣墊圈。這些絕緣的管及墊圈的應用很好地將端蓋和軸承套及軸承室隔開了。此時，還要注意的一個問題就是，絕緣端蓋在應用之前一定要嚴格檢查其結合處是否有臟污短路的問題，以避免對其絕緣能力的影響。

3 結論

實際經驗總結發現，在經過上述措施改進之后，測得電動機各項參數都是在正常范圍內連續生產運行的。觀察其改善效果極為明顯，并且其還能正常運行很長時間。就交流大型電動機來說，它在運行的過程中，肯定會產生一定的軸電壓，而軸電壓的產生必然會形成軸電流，要知道，軸電流對于設備的危害是極為嚴重的。為此，我們必須尋找、實施有效地防止軸電流產生的辦法，以便將損壞降到最低。如此，就提高了電動機的安全性，使其使用壽命由原來的幾十小時翻上數百、數千倍，保證設備能夠安全、穩定、高效的運行。

參考文獻

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