大型直流電動機滑動軸承故障原因分析與檢修

于勇

[摘? ? 要]軸承是電動機運轉的重要部件，需要對其定期規范地進行維護與保養，否則非常容易出現故障，從而導致電機故障，造成不必要的經濟損失。因此，在此背景下，分析了大型直流電動機滑動軸承出現故障的原因，并闡述了檢修大型直流電動機滑動軸承故障的過程。在電動機使用過程中，如碰撞聲或機械噪音等異常聲音表明發動機存在機械故障，應停止并維修。經驗豐富的維修人員可根據電動機發熱程度判斷電動機故障的大小。機械故障檢查的范圍包括：潤滑和軸承更換;潤滑和更換齒輪;對磁鋼進行修補，并將其黏牢;修理并更換定子和鐵芯;更換涂層和最終涂層;增加接頭以減少軸向移動等。

[關鍵詞]直流電動機;滑動軸承故障;故障檢修

[中圖分類號]TM33;TP273 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2022）02–00–03

Cause Analysis and Maintenance of Sliding Bearing Fault of Large DC Motor

Yu Yong

[Abstract]Bearing is an important part of motor operation. It needs regular and standardized maintenance， otherwise it is very prone to failure， resulting in motor failure and necessary economic losses. Therefore， under this background， this paper analyzes the causes of sliding bearing failure of large DC motor， and expounds the process of troubleshooting sliding bearing failure of large DC motor. During the use of the engine， abnormal sounds such as collision sound or mechanical noise indicate that the engine has mechanical faults and should be stopped for maintenance. Experienced maintenance personnel can judge the size of engine faults according to the degree of engine heating. The scope of mechanical fault inspection includes： lubrication and bearing replacement; Lubricate and replace gears; Repair the magnetic steel and stick it firmly; Repair and replace the stator and iron core; Replace coating and final coating; Add joints to reduce axial movement， etc.

[Keywords]DC motor; sliding bearing failure; troubleshooting

在大型直流電動機運行的過程中，造成電機故障的原因有很多，通常情況下是由電氣和機械兩方面的原因。而在機械方面出現故障時，部分原因都是因為軸承出現了故障。軸承是電動機重要的組成零件，在電動機運行的過程中，軸承非常容易受到磨損，同時軸承也附在著電動機最重的部分。研究發現，因軸承損壞導致電機出現故障的原因占70%～80%，因此，應防止軸承損壞以降低電動機出現故障幾率。

1 滑動軸承的構造

滑動軸承一共有兩個重要的組成部分：軸瓦和軸承座。根據滑動軸承承受載荷的方向可以把滑動軸承分為兩大類，其中一個類型就是向心滑動軸承，常用向心滑動軸承的結構形式有剖分式和整體式兩種。剖分式滑動軸承由軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦及連接螺栓等組成。軸承的剖分面應與載荷方向近于垂直，多數軸承剖分面是水平的，也有斜的。軸承蓋與軸承座的剖分面常作成階梯形，以便定位和防止工作時錯動。它的軸瓦磨損后的軸承間隙可用減少剖分面處的金屬墊片或刮配軸瓦金屬的辦法來調整。剖分式滑動軸承裝拆方便，軸瓦與軸的間隙可以調整，應用較廣泛。整體式滑動軸承是一種常見的整體式向心滑動軸承，用螺栓與機架連接。軸承座孔內壓入用減摩材料制成的軸瓦，在軸承座頂部裝有油杯，軸套上有進油孔，內表面開軸向油溝以分配潤滑油潤滑。

2 大型直流電動機滑動軸承出現故障的原因

2.1 滑動軸承的動壓潤滑機理

動壓潤滑是靠運動副相互運動產生的壓力頭來潤滑的。一般的講，油溫越高油就越稀，所形成的油膜越薄，油溫越低油就越黏，摩擦阻力也就越大，形成的油膜也比較厚。動壓潤滑是借助潤滑油一定的黏度，壓力和軸徑在一定轉速下形成的，同時，軸瓦間隙還必須使潤滑油具有楔形，這時在軸徑轉動下，潤滑油就曾楔的寬闊部分擠入狹窄部分，根據液體動力摩擦理論，當存在先行縫隙時由于由黏滯性而附帶著旋轉軸徑的油質點，帶入到了相鄰的質點油就能擠入縫隙而產生壓力，這就在一定程度上保證了摩擦面間具有一定的厚度潤滑油，提高了軸承的潤滑度。

2.2 滑動軸承的工作原理

滑動軸承是一種基于油膜潤滑理論的軸承。軸承必須有完整的油源系統，以持續向軸承供應合格的潤滑油。從軸承結構來看，軸直徑和軸承襯套之間形成楔形間隙。當轉子軸的直徑達到一定速度時，由于油的黏度和附著力，軸的直徑將油帶入楔形間隙，形成楔形油隙。由于潤滑油的不可壓縮性，楔形油隙中的油壓隨著楔形通道的變窄而增加，同時油壓產生的擠壓力也增加。隨著轉速的增加，機油壓力不斷增加。當油壓超過軸直徑上的負載時，軸直徑將升高，提升軸直徑將增加楔塊間隙并降低油壓。

2.3 滑動軸承發熱的原因

2.3.1 潤滑油有問題，引起軸承過熱

滑動軸承的潤滑油決定了級的功率和轉速，是電機的重要組成部分之一。由于市面上的潤滑油種類較多，選擇潤滑油時，如果不能選擇適合的潤滑油，就會導致動軸承發熱。而軸承室內的潤滑油太臟，軸承室內潤滑油過少，會導致軸承運轉過程中所需的油量不夠，然后會出現發熱的狀況，導致電機故障。因此，要根據電機的型號、參數選擇適合的潤滑油保證滾動軸承正常的運行。

2.3.2 油環損壞引起軸承過熱

在大型直流電動機運行的過程中，滑動軸承發揮著至關重要的作用，它可以在運行時讓轉軸與軸瓦之間的油均勻分布。但是隨著大型直流電機的不斷運行會加大對油環的使用，油環在長期的摩擦磨損之下，會出現轉動緩慢的問題，甚至有時還會出現不轉的狀況，這樣就會使轉軸與軸瓦之間的油量極大減少，而油量減少摩擦力就增大了，會讓正在運行過程中的軸承變得越來越熱。

在面對這種情況時，應該首先打開軸承座蓋對油環進行檢查，檢修工人要及時地對油環進行更換。

2.3.3 冷卻不良引起軸承發熱

在滑動軸承經年累月的運行當中，軸承的外殼上會掛有一層厚厚的油污，這層油污會嚴重影響軸承的散熱情況，導致軸承中的冷卻水水溫過熱。因此，滑動軸承運行的過程當中，應該時刻保持軸承外殼的清潔。及冷卻水管道的通暢，要定期的除垢，確保軸承散熱性良好。

2.3.4 循環系統故障引起軸承發熱

在滑動軸承運行的過程當中，通常利用壓力有去循環、潤滑滾動的軸承，但有時會因為油管道堵塞或者油泵出現故障，導致壓力油缺油，斷油引起軸承發熱。因此，在動軸承運行的過程當中，為了確保軸承的正常運行、保證電機不出故障，應該及時的疏通油管道，尤其是在夏季，循環冷卻水的溫度一定不可以太高，如果水溫過高，就會增加軸承發熱的可能性。

3 滑動軸承常見的故障

3.1 軸瓦端面磨損

在大型直流電動機運行的過程中，有時電機系統會出現不穩定的狀態，在轉軸超大范圍移動時，軸移動會受到比較強的阻礙，然后會加速對軸瓦的摩擦，導致軸瓦的端面磨損，從而影響滑動軸承的正常運行。

3.2 合金工作面磨損

在大型直流電動機運行的過程中，滾動軸承也在不斷運行，滾動軸承在運行的過程中難免會出現問題，在出現問題后工人進行檢修時，會比較匆忙，導致一些零件在檢修過后只能勉強使用，但是質量仍然不過關。比如，在軸瓦進行檢修過后，如果檢修的質量不過關，就會導致合金的工作面出現嚴重磨損的狀況，合金工作面呈現出高低不平的狀態，這嚴重影響了滑動軸承的正常運行。

3.3 工作面裂紋

在滑動軸承運行的過程中，如果合金在澆筑焊接工作面時，合金有夾層或者合金的整體性不好，就會導致軸瓦工作面的質量欠佳。而在滑動軸承運行的過程中，當軸瓦工作面承受到比較大的能量，就會與軸瓦工作面產生較大的摩擦，在軸瓦工作面摩擦的過程中，會出現軸瓦工作面高溫的狀況，這樣就會增加軸瓦工作面出現裂紋的可能性。

3.4 軸瓦變形

在滑動軸承運行的過程當中，軸瓦變形是比較常見的問題，造成軸瓦變形的原因也有許多種。本文列舉最常見的兩種的瓦軸變形的原因。①即使在滑動軸承檢修的過程中，一些檢修人員為了節省時間，提高工作效率，減少人工處理。在瓦軸的合金會有一部分超出瓦軸基體的表面，因此，需要檢修人員進行人工的手動處理，而操作人員并沒有對其進行處理，這就導致軸瓦的表面出現高低不平的狀況，而瓦與瓦蓋之間配合的又過于緊密，軸瓦高出平面的部分與瓦蓋之間相互擠壓，瓦蓋通常情況下也比較堅硬，軸瓦在瓦蓋的長期擠壓下會出現變形的狀況。②使瓦蓋變形的原因就是，在滑動軸承檢修的過程中，檢修工人大多數采用氣焊的方式把軸瓦的合金融化掉，然后再焊接新的合金。這樣的方法十分的簡單，但是在操作的過程中對操作的技術要求十分嚴格，要求技術工人要準確掌握好火焰的溫度與技術，但是大多數檢修工人都過于操之過急，在操作的過程中無法準確把握好火焰的溫度與位置，這就會導致在操作的過程中軸瓦變形。

3.5 動壓滑動軸承的常見問題

動壓滑動軸承是滑動軸承的眾多類型之一，在它運行的過程中也難免會出現一些問題。比如，在它運行的過程中常會受到外部環境、電力系統、自身質量等因素的影響，出現一些小故障。

4 檢修滑動軸承常見故障的過程

4.1 檢修軸瓦變形的過程

在檢修滑動軸承的過程中，當軸瓦出現問題時，應該及時更換新的軸瓦，不能在檢修過后進行二次的重復使用，這樣會影響滑動軸承的正常運行，從而影響大型直流電動機的工作效率，會給生產工作帶來一定的麻煩。

4.2 對軸瓦端面磨損進行檢修的過程

在軸承的端面出現磨損時，沒有其他狀況同時發生的情況下，處理方法是十分簡單的。①在處理的過程中可以用合金材料對受損的端面進行焊接與修補。②再把修補好的合金拿到車床上進行加工與改造，在加工的過程中要注意找到與損壞的端面合適的尺寸，在尺寸不合適時，可以利用刮刀工具進行刮削，指導刮刀尺寸合適為止。③進行正確合理的安裝，恢復滑動軸承的正常運行。

4.3 注意滑動軸承的拆裝方法

無論是哪一種軸承在運行一段時間后，都會出現一些或大或小的問題，需要技術工人進行維修與更換。在維修過的過程中就需要對軸承進行拆卸，在拆卸時也需要講究一定的方式方法，如果技術工人在拆裝的過程中步按照標準的方式方法，會對軸承內部零件產生一定的損害，帶來不必要的麻煩。本文以滑動軸承為例子，分析滑動軸承的拆裝方法。在技術工人對滑動軸承拆裝的過程中要堅持安全第一的原則，在拆裝的過程中給自己準備好防護毯，以保證在拆卸軸承過程中的安全。然后選擇合適的使用工具，在對滑動軸承的裝配圖與零件圖進行簡單的了解，拆卸的過程中按照“由外而內，自上而下，先部分在零件的原則”，而安裝方法與這個原則恰恰相反。在清洗拆下的零件以后，還要盡快地為零件涂上防銹油，對于比較精密的零件要避免觸碰到表面，零件比較多時，還要按照部門對零件進行系統的分類，并做好標記，妥善的放置。除此之外，在用機械法沖擊零件時，還要墊好軟襯墊，或者利用軟材料做的錘子進行敲擊和棒打，以免損害零件的表面。

4.4 動壓滑動軸承常見故障的檢修方法

在檢修過程中，由于它容易出現故障的零件比較多，所以在檢修時首先要找到問題的所在，根據不同的問題進行有針對性的檢修。在確定問題故障時，可以采用排除法的方式，比如排除是不是因為電力系統不穩定出現的故障，排除是否是因為受到了外部環境的影響所以產生了故障，在這兩點都排除后，檢修人員可以檢查是不是滑動軸承本身存在的質量問題。這樣有針對性的檢修方案，可以幫助檢修工人對癥下藥，快速地找到、解決軸承存在的故障，有利于幫助檢修技術工人提高工作效率，促進軸承的正常有序運行。

4.5 工作面裂紋的檢修過程

在軸瓦運行中產生裂紋狀況時，工人進行檢修時只能通過重新澆筑合金的方式進行焊接合金，只有這樣才可以解決工作面出現裂紋的故障，恢復滑動軸承的正常運行。但是在檢修的過程中需要格外注意，要在澆筑合金之前，充分觀察上下瓦的狀況，當上下瓦的中分面縫隙過大時，不可以采用上述的方法進行檢修，那樣會導致瓦基體變形，在這種情況下，檢修工人可以通過更換軸瓦來解決軸瓦工作面出現裂痕的問題。

4.6 合金部分工作面受損的檢修過程

在檢修合金部分工作面受損的過程中，若合金工作面的受損情況比較嚴重，受損的面積比較大，就必須重新更換合金的工作面，保證合金工作面的質量，確保滑動軸承的正常有序運行，如果合金的工作面受損情況比較輕，受損的面積也比較小，在檢修過程中可以利用刮刀對合金的工作面受損的部分進行刮削，在刮削之前要選擇經驗比較豐富的工人進行刮削，確保檢修工作的質量，同時，在刮削后，還要對其進行專業系統的檢查，保證合金工作面符合標準。

5 結束語

滑動軸承能否正常運行是大型直流電動機正常運行的關鍵。只有找到大型直流電動機滑動軸承出現故障的原因，加強對大型直流電動機滑動軸承質量的巡檢，正確維護保養電機軸承，才能夠確保電動機高效、安全的工作，有利于提高工作效率，提升工作質量，避免造成不必要的經濟損失。

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