摘要：發(fā)電機軸承溫度過高，類似于“發(fā)燒”的不正常情況，是轉(zhuǎn)動設(shè)備常見且危害較大的故障，如原因不明，處理不當(dāng)，往往會事倍功半，將減少軸承的使用壽命，增加檢修費用，甚至?xí)斐奢S承燒壞。因此，迅速判斷故障產(chǎn)生的原因，采取得當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q，才是設(shè)備連續(xù)安全運行的保障。
發(fā)電機負(fù)載運行時，從盡量發(fā)揮它的作用出發(fā)，所帶負(fù)載即輸出功率越大越好（若不考慮機械強度）。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機內(nèi)耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個限度，在這個限度內(nèi)，絕緣材料的物理、化學(xué)、機械、電氣等各方面性能都很穩(wěn)定，其工作壽命一般約為 20 年。超過這個限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至?xí)龤?。這個溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。絕緣材料的允許溫度，就是電機的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機的壽命。
一、發(fā)電機軸承溫度高的原因
1、檢查更換不及時，軸承損壞。
2、潤滑脂牌號不對或過多、過少。一般應(yīng)用 3 號鋰基脂或 3 號復(fù)合鈣基脂、 ZL3 ( SY1412-75 )或復(fù)合鈣基脂。將軸承及蓋清洗干凈后，加油脂達(dá)凈容積的 1/2 左右。
3、滑動軸承潤滑油不夠或有雜質(zhì)，或油環(huán)卡住，應(yīng)修復(fù)。
4、軸承與端蓋配合過松(走外或過緊)。過松時將軸頸噴涂金屬;過緊時重新加工。
5、軸承與端蓋配合過松(走外圓)或過緊。過松時端蓋鑲套;過緊時重新加工。
6、發(fā)電機兩側(cè)端蓋或軸承蓋沒裝配好。重新裝平。
7、傳動帶過緊或過松，聯(lián)軸器不對中，振動大，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。
8、軸承選型不當(dāng)。
9、軸承質(zhì)量問題。
二、發(fā)電機軸承溫度高故障處理方法
1、軸承磨損
軸承如發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的疲勞剝落、氧化銹蝕、磨損的凹坑、裂紋，或有過大噪音無法調(diào)整時，若更換不及時，則會造成軸承出現(xiàn)發(fā)熱、異聲、振動等情況，從而影響正常的生產(chǎn)。另外，軸承拆卸不當(dāng)、設(shè)備地腳螺栓松動造成的振動，也會導(dǎo)致軸承滾道和滾動體產(chǎn)生壓痕，軸承內(nèi)、外座圈的開裂。軸承運行過程中，應(yīng)按規(guī)定周期進(jìn)行檢查。
2、軸承游隙的影響
按設(shè)計要求，軸承與軸采用過盈配合，軸承臺公差為k6或m5，當(dāng)k6、m5出現(xiàn)上差而所選軸承徑向游隙較小、內(nèi)圈公差也較小時，則徑向配合相對較緊，裝配后其徑向游隙將受到一定的影響。熱態(tài)運行時，內(nèi)圈的較大膨脹（如圖1所示），有可能導(dǎo)致負(fù)游隙微量的負(fù)游隙有利于軸承正常運行，但較大負(fù)游隙對軸承運行很不利，溫度較高，此時軸承外圈須放松，通過外圈的膨脹減小負(fù)游隙的程度。
圖1 溫度對軸承游隙的影響
3、徑向配合的影響
徑向配合包括軸承內(nèi)圈與軸的配合及軸承外圈與軸承套的配合。實踐證明，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)組或較小徑向游隙組軸承時，軸承內(nèi)外圈必須采用一松一緊的配合方式，軸承外圈與軸承套的配合多采用H7，徑向多有間隙，軸向可移動，配合較松，當(dāng)軸承臺取k6且按下差控制，甚至超出下差范圍時，則不盡合理。當(dāng)軸承內(nèi)圈表現(xiàn)為上差時，很可能會出現(xiàn)軸承溫度高及軸向竄動的現(xiàn)象。實踐證明，用過少的過盈量將軸承安裝在軸上，內(nèi)圈承受載荷旋轉(zhuǎn)，內(nèi)圈與軸之間產(chǎn)生有害的滑動，滑動一旦產(chǎn)生，配合面顯著磨損，損傷軸或軸承屢見不鮮，從而引起發(fā)熱、振動、竄動，所以當(dāng)外圈配合為H7時，根據(jù)軸承徑向游隙及內(nèi)外圈公差出現(xiàn)的幾率，軸承臺以取k6中差或m5中下差為宜，這樣多數(shù)情況下，軸承與軸保持了適當(dāng)?shù)倪^盈量，其徑向游隙也沒受到太大的影響。
4、軸向竄動的影響
大量實踐說明，若發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸向竄動量大（如圖2用百分表檢測），勢必加劇軸承的磨損，發(fā)熱是不可避免的，軸承更換自然要多。軸向竄動是多方面因素造成的，與轉(zhuǎn)子軸向受力、定位球軸承選型、徑向配合性質(zhì)及軸向裝配間隙有直接關(guān)系，以前中型高壓發(fā)電機軸向竄動較普遍，通過采取措施得到了很大程度的改善，軸向竄動引起軸承發(fā)熱與損壞的現(xiàn)象也大大減少了。
圖2 使用百分表監(jiān)測軸向竄動
5、密封圈的影響
有些中型高壓發(fā)電機軸承結(jié)構(gòu)采用了軸向密封圈，通過密封圈與軸承外蓋的彈性擠壓接觸，從而提高軸承結(jié)構(gòu)的防護(hù)性能，但因目前密封圈的裝配尚無專門的裝配工具，軸向裝配位置實際上多由手工感覺控制，即便到限定位置，由于密封圈不合適、硬度大、彈性小、尺寸超差，摩擦接觸面無油，密封圈與軸承外蓋(或擋水環(huán))摩擦生熱從而導(dǎo)致軸承溫度高。
6、軸承潤滑的影響
軸承潤滑是軸承安全持久運行必不可少的，但潤滑脂量的多少是有一定限度的。軸承裝配后，須在軸承兩側(cè)及內(nèi)部涂抹潤滑脂，試驗反映，油量過多或過少皆不合適。太多會導(dǎo)致軸承發(fā)熱，太少則軸承響，起不到潤滑作用，同樣要發(fā)熱，所以只能適量而已。一般規(guī)定油量2P時為軸承室的1/2，4p及以上為2/3，但實際上可操作性差，現(xiàn)場大多是根據(jù)具體情況與經(jīng)驗而定，有時要經(jīng)過多次反復(fù)。同時潤滑油要保持干凈，不得變質(zhì)或混入雜質(zhì)。
7、軸承裝配質(zhì)量的影響
在軸承裝配過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照裝配工藝規(guī)程操作，冷打、沖擊、磕碰、軸承滾道混入雜質(zhì)、外表面沾滿油污、不到位、軸的撓曲過大，定位不好、軸與軸承套的精度差，均影響到軸承裝配質(zhì)量，從而影響軸承的使用。聯(lián)軸器找正工藝差不符合要求，轉(zhuǎn)子存在動、靜不平衡，基礎(chǔ)剛性差、地腳虛，旋轉(zhuǎn)失速和喘振。有些轉(zhuǎn)子在運行過程中由于受到介質(zhì)的腐蝕或固體雜質(zhì)的磨損，或者是軸出現(xiàn)彎曲，就會導(dǎo)致產(chǎn)生不平衡的離心力，從而使軸承發(fā)熱、振動，滾道嚴(yán)重磨損，直至破壞。
8、選用軸承時
應(yīng)注意該軸承的極限轉(zhuǎn)速、負(fù)載能力，不能超轉(zhuǎn)速、超負(fù)荷使用，那樣只會縮短軸承的使用壽命，得不償失。
9、軸承質(zhì)量的影響
軸承質(zhì)量好壞常影響到發(fā)電機正常運行，滾動軸承零件以點接觸或線接觸的形式，在高的交變接觸應(yīng)力下長期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定于軸承，劣質(zhì)軸承多表現(xiàn)出振動大、噪聲大、溫度高、壽命短的特點。軸承進(jìn)廠須進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，以采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口軸承為宜，可提高發(fā)電機整體質(zhì)量水平（參考圖3結(jié)構(gòu)圖）。
圖3 發(fā)電機結(jié)構(gòu)圖
三、發(fā)電機軸承降溫措施
當(dāng)軸承溫度高時，應(yīng)先從以下幾個方面解決問題。
1、加油量不當(dāng)，潤滑油脂過多或過少時
應(yīng)當(dāng)按照工作的要求定期給軸承箱加油。軸承加油后有時也會出現(xiàn)溫度高的情況，主要是加油過多。這時現(xiàn)象為溫度持續(xù)不斷上升，到達(dá)某點后(一般在比正常運行溫度高10℃~15℃左右)就會維持不變，然后會逐漸下降。
2、所加油脂不符合要求或被污染時
● 潤滑油脂選用不合適，不易形成均勻的潤滑油膜，無法減少軸承內(nèi)部摩擦及磨損，潤滑不足，軸承溫度升高。
● 當(dāng)不同型號的油脂混合時，可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成油脂變質(zhì)、結(jié)塊，降低潤滑效果。
● 油脂受污染也會使軸承溫度升高，加油脂過程中落入灰塵，造成油脂污染，導(dǎo)致軸承箱內(nèi)部油脂劣化破壞軸承潤滑，溫度升高。
因此應(yīng)選用合適的油脂，檢修中對軸承箱及軸承進(jìn)行清洗，加油管路進(jìn)行檢查疏通，不同型號的油脂不許混用；若更換其它型號的油脂時，應(yīng)先將原來油脂清理干凈；運行維護(hù)中定期加油脂，油脂應(yīng)妥善保管做防潮防塵措施。
3、冷卻不足時
檢查管路是否堵塞，進(jìn)油溫度及回水溫度是否超標(biāo)。若冷卻器選用不合適，冷卻效果差，無法滿足使用要求時，應(yīng)及時進(jìn)行更換或并列安裝新冷卻器。軸流式引風(fēng)機還應(yīng)檢查中芯筒的保溫和密封性。
4、以上方面都不存在問題時，檢查聯(lián)軸器
聯(lián)軸器的找正要符合工藝標(biāo)準(zhǔn)。在軸流式引風(fēng)機、液力耦合器等找正時還應(yīng)考慮運行中設(shè)備受熱膨脹的問題。引風(fēng)機葉輪側(cè)因受熱膨脹，軸承箱升高；液力耦合器運行中溫度升高軸承箱膨脹，軸承升高，因此找正時發(fā)電機要高一些，預(yù)留量的大小要依據(jù)設(shè)備的特性和運行中的溫度參數(shù)而定。
四、發(fā)電機軸承的檢查方法
1、軸承質(zhì)量
● 檢查潤滑油脂是否有變質(zhì)、結(jié)塊、雜質(zhì)等不良情況，這是判斷軸承損壞原因的重要依據(jù)。
● 檢查軸承有無咬壞和磨損；
● 檢查軸承內(nèi)外圈、滾動體、保持架其表面的光潔度以及有無裂痕、銹蝕、脫皮、凹坑、過熱變色等缺陷，測量軸承游隙是否超標(biāo)；
● 檢查軸套有無磨損、坑點、脫皮；
若有以上情應(yīng)更換新軸承（圖4）。
圖4 新軸承
2、軸承的配合
● 軸承安裝時軸承內(nèi)徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要（如圖5），當(dāng)配合過松時，配合面會產(chǎn)生相對滑動稱做蠕變。
● 蠕變一旦產(chǎn)生會磨損配合面，損傷軸或外殼，而且磨損粉末會侵入軸承內(nèi)部，造成發(fā)熱、振動和破壞。
● 過盈過大時，會導(dǎo)致外圈外徑變小或內(nèi)圈內(nèi)徑變大，減小軸承內(nèi)部游隙。
為選擇適合用途的軸承，要考慮軸承負(fù)荷的性質(zhì)、大小、溫度條件、內(nèi)圈外圈的旋轉(zhuǎn)狀各種條件因素。
圖5 軸承與其他部件的配合
3、軸承間隙的調(diào)整
軸承間隙過小時，由于油脂在間隙內(nèi)剪力摩擦損失過大，也會引起軸承發(fā)熱，同時，間隙過小時，油量會減小，來不及帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，會進(jìn)一步提高軸承的溫升。但是，間隙過大則會改變軸承的動力特性，引起轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定。因此需要針對不同的設(shè)備和使用條件選擇核實的軸承間隙。
五、軸承溫升的計算方式
滾動軸承的摩擦是決定軸承發(fā)熱和運行溫度的關(guān)鍵因素。滾動軸承的摩擦損失在軸承內(nèi)部幾乎都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃?因而致使軸承溫升。摩擦力矩造成的發(fā)熱量可用公式表示：
Q=0.105×10-6M•n
式中：
● Q-發(fā)生熱量 kW
● M-摩擦力矩 N•mm
● n-軸承轉(zhuǎn)速 rpm
發(fā)熱量與排出熱量平衡，則軸承溫度穩(wěn)定。一般運轉(zhuǎn)初期溫度急劇上升，但達(dá)到正常狀態(tài)則基本穩(wěn)定。達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時間，隨軸承的發(fā)生熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤滑油量、周圍溫度等不同而不同。
六、總結(jié)
發(fā)電機運行時，軸承外圈允許溫度不應(yīng)超過95℃，如果超過這個值就是發(fā)電機軸承溫度過高，也稱發(fā)電機軸承發(fā)熱。發(fā)電機軸承溫度高的原因是什么呢。軸承發(fā)熱是發(fā)電機最常見的故障之一。輕則使?jié)櫥♂屄┏觯貏t將軸承損壞，給用戶造成經(jīng)濟損失。以上所述就是康明斯公司為您帶來的發(fā)電機軸承溫度高的原因及處理方法簡單介紹。
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