電動機滾動軸承和潤滑脂及故障預防探究

曹鍇，稅建春，謝仁海

（中國工程物理研究院動力部，綿陽 621000）

1 前言

選擇軸承和與軸承相匹配的配件時，特別需要注意的就是尺寸問題，選擇合適尺寸的元器件才會讓軸承不受到磨損。與此同時，不同的運行狀態下的軸承需要的潤滑脂也是不同的，潤滑脂選擇的不相匹配也會對軸承造成不同程度的傷害，比如說潤滑脂選擇的不相匹配使軸承摩擦強烈造成過度高溫，還有可能發生的情況是潤滑脂過多在溫度過高的條件下溶化而溢出，這些輕則會導致軸承溫度過高，重則會導致軸承直接損壞。潤滑脂在軸承中溢出時，可能會在電機線圈里存留，這樣容易使粉塵或者其他的一些微小雜質堆積，會很大程度地降低電動機的絕緣性，無法保證工人的安全。正因如此，防止電動機的軸承發生故障，是每個企業最重視的問題，只有保證了電動機軸承的正常運行，才能保證流水線的相對穩定。

2 對軸承進行正確選擇

電動機的軸承分為兩個部分，一部分叫做球軸承，另外一部分叫做柱軸承，當然不同類型和不同用途的電動機使用的軸承也是不同的。我們要做的就是讓電動機與其軸承一定是最相配的，這樣才可以保證電動機的正常運行和壽命。普遍來說，中型電動機驅動端軸承大部分為滾柱型，非驅動端軸承大部分為球形。而相對于小型電動機來說，軸承一般多為球型。電動機的運轉速度不宜過高，否則會使軸承的使用壽命減少，在軸承運轉速度很低的情況下，電機運轉會更加穩定，不易發生損傷和意外。而中型立式電機，因為立式和普通的電機的擺放方式不同，所以選擇的軸承也不相同，立式的大多數應該選用角接觸球型，這樣可以有效減小電機下端的軸向力。

3 正確使用潤滑脂

潤滑脂在電動機軸承的正常運轉中起到保護和潤滑的作用，但一定要保證潤滑脂的量足夠多，并且其中不含任何雜質，否則不但起不到潤滑的作用反而會增大軸承之間的摩擦，造成更嚴重的磨損，在軸承發生摩擦時會發生巨大的噪音和強烈的振動，嚴重時還會發生高溫現象。

3.1 潤滑脂的作用

軸承里的潤滑脂可以在軸承運轉時產生一層保護膜，也就是油膜，這層膜可以有效減小軸承之間的相互摩擦，摩擦小了電動機使用壽命就得到了延長。潤滑脂還可以預防雜質進入軸承內，潤滑脂產生的油膜有效的將軸承包圍了起來，讓軸承運轉時形成一個密閉空間，不受外界的影響。同時，潤滑脂還可以防止電動機軸承生銹，也可以保護軸承不發生腐蝕。

選擇與電動機軸承相匹配的潤滑脂時可以依據以下幾點進行選擇，第一是具有度，第二是滴點，第三是氧化安定性，第四是低溫性能。對于滾動型軸承來說，選擇潤滑脂時要看實際的軸承運行情況，同時也要考慮外界因素，比如電機的工作環境，電機自身的額定負載大小，電機自身的額定轉速等問題。如果電機的負載很高，那就選擇針入度小一點的潤滑脂，在高壓條件下軸承的運行不僅僅需要潤滑脂的針入度小，還需要選擇能夠形成油膜強度高的潤滑脂和抗擠壓能力強的潤滑脂。

開放式深溝球軸承里的油脂大多數為2號、3號鋰基脂，這種潤滑脂的潤滑性能非常強，同時這種潤滑脂的溫度適應范圍也非常廣泛，現如今該潤滑脂被絕大多數的三相交流異步電動機所使用。為了能夠確保電動機的正常運行，也為了減少軸承之間的相互摩擦而產生的修復，減少維修工作所消耗的時間和人力、財力，像YX3和派生系統電動機，都在使用鋰基潤滑脂。但這類潤滑脂適合轉速較低的電動機，轉速較高的電動機如轉速每分鐘超過1500轉的電動機，使用更多的潤滑脂為二硫化鉬鋰基脂。

3.2 填充量

在給滾動軸承填充潤滑脂的時候，軸承內部不可以裝滿潤滑脂，裝入的潤滑脂占總空間比的二分之一到四分之三就可以了。電機分立式和臥式兩種，臥式電動機在填充潤滑脂時相對容易，只需要將潤滑脂填充至軸承內腔空間的三分之二到四分之三即可；而立式電機的軸承相對復雜，分上、下兩部分，上軸承裝入潤滑脂的量為內部空間的二分之一即可，下軸承裝入潤滑脂的量為內部空間的四分之三即可。如果外界環境比較惡劣，軸承很容易進入雜質的話，在電機的運轉速度相對比較低的情況下，可以將潤滑脂填滿整個軸承內部空間，避免雜質的進入，對軸承起到摩擦而發生損傷。給運轉速度較高的軸承加入潤滑脂時，為了避免在啟動時軸承之間發生潤滑脂浸潤不到位而產生摩擦，所以在給運轉速度較高的軸承加入潤滑脂之前，一般將軸承放入潤滑脂中浸潤一會兒，再將潤滑脂填充到軸承內。為給電機加潤滑脂的過程中，很難控制加入的潤滑脂量，所以為了能夠控制加入的量，也為了更加簡單的操作，一般我們只對軸承的外側加潤滑脂，這樣加可能會導致潤滑脂浸潤軸承不完全，在電機開始運轉后，軸承之間可能會發生異常的響動，這是正常現象。等待電動機運轉結束，我們需要檢查電機機體的溫度，通過溫度的高低可以判斷出給軸承內部添加的潤滑脂是否合適，如果機體過熱，可能是加入的潤滑脂不否要求，或者填充的潤滑脂過多，需要及時做出調整，避免電動機的損傷。如果在加入潤滑脂后，電動機剛開始運行時溫度升高，是正常現象，因為電機和潤滑脂之間前期需要一段時間的磨合，磨合期間油溫可能會有所升高，屬于正常現象，經過電機的繼續運轉工作，磨合逐漸成功，機體溫度就會達到穩定，溫度也會降到一個比較低的狀態下，這時可以確定潤滑脂和軸承是相匹配的，不需要調整，用量和型號都相符合。

4 故障預防

在發生故障的初期，幾乎不會產生很明顯的現象，這樣會使軸承損壞還不會被發現，也不會有相關工作人員對軸承進行測量，直至軸承徹底損壞。軸承徹底損壞后，軸承的溫度就會升高，這樣才會被發現，但是被發現時電機的故障已經非常嚴重了。所以為了預防這種情況的發生，在對電機進行常規系統的檢測時，如果電機在正常環境下長時間保持溫度在70攝氏度到80攝氏度之間，就應該停止電動機的運行，檢查軸承是否發生磨損。在電動機新安裝好軸承和潤滑脂時，或者是電動機出現故障后通過調整重新安裝了軸承或潤滑脂的情況下，要先讓機體運行，觀察機身的升溫情況，確保軸承和潤滑脂沒有問題后再讓電動機大規模的運作。

4.1 一定要選擇相匹配的軸承和潤滑脂

根據電動機機體本身的容量，能夠承受負荷的大小，能夠承受負荷的方向等問題來選擇合適的油脂，如果油脂選擇的不合適，電動機在運作過程中就會出現機體溫度過高的現象。添加油脂應該使用專業的注脂器，使用它就可以讓油脂均勻的填充在軸承上，避免了軸承上的油脂不均勻而發出摩擦和響聲。

在實際生活中，讓軸承發生破損的原因有很多，運行的條件差再加上外界環境因素，很多情況疊加在一起就會形成電動機的惡性循環，這會使導線線軸受到磨損，當電動機發生故障時，檢修人員也沒有辦法第一時間準確判斷出故障發生的原因，需要進行細致的測量和勘查，才可以準確找出故障發生的原因，再進行系統的搶修工作，這也是為什么要盡可能防止軸承磨損的原因，維修起來很困難，而且費時費力。為了避免這種情況的發生，需要分析影響電動機滾動軸正常運行的因素有哪些，針對具體問題做出防范措施，從根源上解決問題，避免電動機發生故障。

針對非正常的磨損現象，電動機運行一段時間后，滾動軸承的內部各部分都會出現磨損現象，嚴重的可能會破損導致缺失，這會使軸承的滾動滑動能力有所下降，產生更大的摩擦，使電動機的機體發熱，如果沒有被及時發現和止損，就會使軸承里的潤滑脂被稀釋然后流出，這樣就傷害了機體的外部材質，在強度方面讓機體受到了極大的損傷，如果沒有及時發現，一直惡性循環下去就會使軸承的溫度升高得更加迅速，最終機體被燒損，更嚴重的情況下會燒毀整個電動機。為了預防這一事件的發生，在日常工作中，一定要保證軸承里的潤滑脂充足，可以對軸承起到保護作用，在軸承可以正常運行的情況下，工作人員需要定時檢查軸承里的潤滑脂是否充足，定期向軸承中加入足夠量的潤滑脂，這樣可以避免軸承之間的磨損，就可以保證軸承的正常運轉。但是在保證潤滑脂充足的情況下，也要對軸承內部的潤滑脂量進行控制，不可以過多，如果潤滑脂溢出軸承，就會對軸承造成更大的損壞，使軸承在工作時發生打滑現象。

4.2 安裝軸承需要做的準備工作

在安裝軸承之前，要先將電動機的軸承擦拭干凈，然后查看潤滑脂，要確保潤滑脂中沒有其他的雜質存在，然后要檢查軸承的表面，要確保軸承表面沒有毛刺或者機械劃痕的存在，如果有的話要及時更換軸承，避免運行時發生摩擦，導致軸承損壞等問題。同時，除了即將工作的電動機要進行細致的檢查，閑置的電動機也要定期進行檢查和清理，這樣可以有效防止機體產生鐵銹，鐵銹會對軸承的運行產生磨損，要避免鐵銹的產生。在安裝軸承時，如果安裝人員讓軸承與軸向之間產生很大的不同受力，會直接導致保持架變形，這會導致軸承的滾動體受到損傷，組裝軸承之間的游隙就會變大，導致軸承發生故障。同時軸承的過盈量不可以太大，否則會導致軸承內圈產生很大的張應力，最后使軸承崩裂；軸承的過盈量也不可以過小，否則軸承內圈就會松弛。另外為了避免電動機滾動軸承發生故障，軸承組裝游隙間的配合也很重要。

軸承組裝游隙和保持架、端蓋、軸承內圈等各個元件的溫度差有關，溫度不同導致他們的膨脹度不同，不同的膨脹度讓軸承間的間隙變小，摩擦變大，產生的熱量增加，熱量增加就會導致軸承磨損增大從而導致電動機發生故障。想要預防這一故障的發生，首先在安裝軸承時要做好全方面檢查工作，不光要檢查即將安裝的新軸承，舊軸承也要進行檢查，觀察舊軸承各個部位的磨損情況，測量舊軸承軸向游隙、徑向間隙各個方面是否符合國家使用標準要求，而即將安裝的軸承，安裝人員應該檢查軸承的規格，軸承的型號，采用專業的安裝工具，細心嚴謹的進行安裝工作，盡可能避免軸承在安裝的過程中受到損傷。安裝完畢后，需要進行試運行，運行一段時間感受機體是否發熱來判斷是否安裝合適，在這些都檢查好以后，才可以確定一臺電動機可以正常運行。

4.3 安裝軸承需要用到的工具

由于軸承的精度非常好，屬于精細元件，所以安裝軸承也需要用到專門的工具，在安裝過程中如果安裝不合適的話，會對軸承和電機的相互配合運轉過程產生影響，這樣就會影響到電動機的正常使用，嚴重的情況下，還會對電動機直接產生損壞，導致軸承破損無法使用。所以為了避免這些情況的發生，在安裝軸承時，需要借助一些模具配合專業的工具，在安裝時也要細心嚴謹。如果安裝好軸承后，發現軸承的密閉性不是很好，可以借用軸承專用的擠壓機，運用冷壓法對軸承進行密封壓縮。還有一種調整軸承密閉性的方法叫做熱套法，一般來說，H355及以上的開放式軸承電動機座，可以使用這兩種方法中的任意一種。

4.4 軸承游隙

在組裝電機的時候，對于電機基座比較大的電機，為了保證軸承與電動機之間有相對安全的工作距離，需要對軸承內圈與轉子軸的配合公差進行查看，還要查看軸承外圈與端蓋孔的配合公差，軸承的工作游隙。

4.5 運行條件

在電機運行過程中，機體可能會出現震動過大的現象，還有可能出現軸承溫度過高的現象，這些現象產生的原因可能是因為排除中心沒有對正，轉子達不到平衡，負荷異常，電機的底腳不平等原因，當這些故障發生時，機體會出現劇烈的震動現象，雖然在理想的條件下，電動機的軸承可以運行100,000個小時以上，但是因為綜合因素的影響，電動機的軸承實際可以運行10000小時左右，這種情況會導致螺絲膨脹，通過膨脹的螺絲將基礎固定在樓板上。想要預防運行條件下發生的震動過大或造成溫度過高的故障，首先需要控制好軸承的溫度，將軸承的警戒溫度調至最低，這樣在出現溫度突然發生異常升高的情況時，可以有充足的時間進行急救，可以保證電動機的平穩運行。

5 結論

在電動機的運行過程中，軸承起到了關鍵性的作用，無論是任何類型的電動機在任何環境條件下，只要軸承和潤滑脂選擇得足夠合適，配合得好，都能夠保證電動機的平穩安全運行。