索道直流電動機軸承電腐蝕原因分析及處理

劉保水 徐 穎

泰安市泰山索道運營中心 泰安 271000

某索道采用的是可控硅整流直流電動機驅動的方式，主電動機額定功率為601 kW直流電動機，傳動系統為直流主電動機、剎車盤、聯軸器、減速器、傳動軸、驅動輪。直流主電動機參數：電動機型號DMI315N、功率601 kW、轉速1 371 r/min、軸承型號6030M/C4。

1 電腐蝕故障案例分析

該電動機在運行中驅動端側出現輕微異響，經聽診疑為軸承噪聲，對軸承油脂進行油脂化驗和鐵譜分析，現場檢測后判斷軸承出現磨損問題，存在軸承損壞、卡死等失效風險，為此將該電動機更換并進行解體維修保養。拆檢后發現驅動側軸承部分潤滑脂發黑變質，軸承外圈彈道上有6個大小一致、分布均等的坑。內圈彈道上有2個小坑，1個滾珠上有坑，后側軸承良好，判斷為電腐蝕故障。電腐蝕是由機械嚙合面間放射出的電弧或電火花在作用表面形成的許多邊緣光滑小弧坑，有時表面出現大面積灼傷且呈現回火色。軸承電腐蝕有起霜、放電痕跡、疤痕、電焊4種類型。起霜表現為表面磨砂，當用顯微鏡觀察時，可看到表面布有小凹坑；放電痕跡表現為表面劃痕；疤痕表現為表面產生較大凹坑；電焊則表現為軸承部件間由于通過較大電流而發生類似焊接的腐蝕現象。本例軸承故障電腐蝕為疤痕。

2 電腐蝕產生的原因

電動機運行時，軸承內外圈之間或轉軸與軸承間產生的電位差叫軸電壓。電動機中產生軸電壓的原因有：磁路不對稱、高次諧波、靜電感應、外部電源的介入等等。

1）電動機制造時不可能保證其磁路的絕對對稱，在運行中，大軸、軸承、機座所構成的回路交鏈的磁通發生交替變化。在大軸上會產生交變電勢，電動機因某種原因被磁化后，各部件或多或少都存在剩磁，由剩磁在轉子和軸承部件中感應產生軸電壓。

2）可控硅調速中大功率晶閘管產生的高頻諧波成分增多，這些諧波分量在轉軸、定子繞組和電纜等部分產生電磁感應，電動機內分布電容的電壓耦合作用構成系統共?；芈罚斯材ｋ妷阂愿哳l振蕩并與轉子容性耦合，產生轉軸對地的脈沖電壓。

3）電動機在運行過程中，負載方面的流體與旋轉體運行摩擦而在旋轉體上產生靜電荷，電荷逐漸積累產生軸電壓。

4）電動機的接線或其他接線有漏電。若軸承兩端通過電動機機座、殼體等構成回路，則軸電壓形成了軸電流，通過軸承的薄弱點放電，從而導致軸承受損。

3 電腐蝕的防范措施

軸電流的存在對電動機有嚴重的危害性，會對軸承造成損傷。如果電腐蝕沒有被及時發現，則會發生軸承損壞、卡死等更嚴重的事故，造成較大的經濟損失。針對這次主電動機拆檢工作和對電腐蝕故障的分析，做如下防范措施：

1）經檢查原電動機放電碳刷刷握小、銅壁薄且易變形，放電碳刷可通過電流小，其刷辮的彈簧彈力不足時極易與軸接觸不良，無法起到保護作用。將放電碳刷改為能通過大電流的大碳刷，刷握的銅壁厚且帶彈簧架，可保持較大的彈力將碳刷壓緊，與軸緊密接觸。并將放電碳刷的檢查項目列入定期檢查項目，保證碳刷在刷握中動作靈活，發電機大軸可靠接地。

2）定期對軸承潤滑油進行化驗，對其進行鐵譜分析，便于及時發現軸承的隱患。同時如發生放電現象，潤滑油也會發黑變質，對油脂分析可及時檢驗排查，軸承潤滑油的檢驗項目也是技術監控的重點項目。

3）如果電動機運行工況差，會有大量的碳粉聚集在轉子繞組內，導致絕緣下降，若其發生放電，重則燒毀電動機，輕則也會產生軸電壓、電纜絕緣擊穿等故障。現已將清掃碳粉的維護保養項目列入定期維保項目，保證電動機有良好的運行工況。

4）檢查主電動機及內部所有接線，規范接線，發現絕緣表皮有破損的則加裝絕緣套管。

4 結語

綜上所述，軸電壓產生的原因較多，由軸電壓形成的軸電流對設備的危害嚴重。索道的主電動機是維持正常運行的關鍵設備，如果發生故障會造成較大的經濟損失和嚴重的社會影響。因此，需重視這一故障，本著預防為主，安全第一的原則，做好電動機的維保和檢查工作，將故障扼殺在萌芽狀態，確保設備的安全運行。