高压电机轴瓦修复一例

张万东

（天瑞集团汝州水泥有限公司，河南平顶山市 467535）

0 前言

我公司自2009年3月至2009年12月新上两条80万吨/年的水泥粉磨线，主机配置：Φ3.8× 13m中心传动开路水泥磨，MFY250中心传动减速机（带辅助传动），2500kW10kV主电机。传动系统布置形式见图1。

图1 Φ3.8m磨机传动布置图

1 故障现象

2#线粉磨系统各主机设备在安装后的单机试车，无负荷联动试车过程中均运行正常，但当磨内加球到30%，逐渐开始投料，带负荷运行2个小时后，主电机后轴瓦突然升温至报警温度75℃，主电机跳停。现场组织安装人员检查了循环水、润滑油站的油压、油温、油位、压差等主要技术指标，均无问题。于是再次开机，此次主电机后轴瓦温度在开车后的十分钟内迅速升至75℃，主机再次跳停。技术人员怀疑电机后轴瓦出现故障，如果严重可能已烧瓦。

2 拆轴瓦检查

鉴于此种情况，决定抽瓦检查。拆去电机后轴瓦上盖后，发现在下瓦座的右侧（见图2）空颗中有大量的巴氏合金的碎块，拆下上瓦，检查看到轴瓦的工作面无损伤，只是上瓦右侧面的巴氏合金（原本有3mm厚）被轴肩磨损殆尽，先前发现的金属碎片即来源此处。经过测量，轴瓦右侧面与轴肩的距离a值只有1.5mm。

图2 后轴瓦俯视图

在辅传与电机之间的空颗处（见图1），用16吨的千斤顶将电机尾部主轴顶起5mm左右，再用2吨的手拉葫芦慢慢抽出下轴瓦。下瓦的磨损情况与上瓦相似，也是轴瓦工作面无损伤，右侧面的巴氏合金磨损，已所剩无几。

据此，后轴瓦发热的原因是电机在运行时上下轴瓦的右侧面与轴肩摩擦，在润滑油及循环水正常的情况下使瓦温迅速升高，导致了主机跳停。

3 分析原因

接下来必须要找到引起轴瓦右侧面与轴肩相摩擦的原因，否则在以后的运行过程中二者还要摩擦引起瓦温升高。毫无疑问，后轴瓦的右侧面与轴肩相接触摩擦，肯定是电机运行后转子向减速机方向大幅度窜动所致，原因不外乎以下两方面：

3.1 电气方面

通过与电机厂家技术人员沟通得知，采用滑动轴承的大型电机的轴向窜动量为电机磁中心线与电机停车时的中心线的距离。本电机磁中心线尺寸图（一般钉在电机标牌处）上显示磁中心线参考尺寸是95mm，如图3所示。测量停车时电机此处尺寸是93.5mm，二者的差值95-93.5=1.5mm即是通电后电机转子在电磁力的作用下，其轴向窜动值为1.5mm。而大型高压电机在设计时已考虑到转子的轴向窜动，在轴肩与轴瓦侧面已留有3～5mm的间颗，以补偿电机的磁中心线与电机停车时的中心线不重合所引起的转子轴向窜动。因此，因电磁力使转子轴向窜动1.5mm的窜动值还不足以引起轴瓦与轴肩相摩擦。

在与电机厂家沟通时，厂家也特别强调如出现上述轴瓦与轴肩相摩擦的现象，电气方面的影响是微不足道的，应着重考虑机械方面的原因。

图3 电机磁中心示意图

3.2 机械安装方面

因为电机转子在转动时轴径与轴瓦间形成了一层0.03～0.05mm的油膜，整个转子相当于悬浮在磁场中，很小的轴向力就可以让转子产生轴向窜动，故我们把重点放在了机械安装方面，极有可能是安装不符合要求而使电机转子向减速机方向产生了大幅度的窜动。

原因之一可能是电机转子轴水平度不符合要求，前低后高，导致电机转子在重力作用下向前方窜动。用水平仪再测量，已无法读数。随后拆开电机与减速机间的鼓形龄式联轴器，检测电机与减速机的轴头，发现电机端的轴头比减速机的轴头低了1.5mm之多（见图4），验证了前面的分析。出现这种情况可能是安装时大意所致。

图4 减速机与电机轴间的鼓形齿式联轴器

其次，在拆鼓形龄式联轴器时发现内龄圈密封端盖与外龄圈间有一圈“O”型密封圈，使内龄圈与外龄圈间有很大的摩擦力，我们分析此摩擦力也可能引起运行中电机主轴窜动。

4 采取措施

（1）电气因素。因电磁力使转子产生的轴向窜动是设备制作时产生的，属于不可消除因素，重点是排除机械安装方面的因素。

（2）轴瓦修复及就位。因电机后轴瓦的工作面未损伤，说明轴瓦工作面与电机轴间的间颗符合技术要求，于是我们决定将轴瓦的侧面修整后继续使用，以减小损失。首先用刮刀将上下轴瓦侧面已磨损的巴氏合金及梭部少量已与瓦体分离的巴氏合金碎块全部刮除，再用角向磨光机仔细修整，用汽油清洗轴瓦及上下瓦座后装入下瓦体，撤除千斤顶，此时测量下瓦体与右侧轴肩的间颗a值为1.5mm，见图2。在另外一处轴肩与电机壳体间也测量一间颗b值为38 mm，见图5，电机运行后根据b值的变化来帮助判断间颗a值的大小。

图5 b值测量处

（3）加入调整垫片。因二次灌浆已进行，不可能再调整地脚螺栓，只好在电机与底板之间作调整了。先松开电机与底座间的联结螺栓，用电机前端的顶丝将电机顶起2～3mm，在电机前端的两个联结螺栓处（见图6）分别垫上一个1.5mm厚的白铁皮垫片。松掉顶丝，用百分表一边测量一边调整电机，使减速机与电机联轴器径向误差达到规范标准时，拧紧电机的联结螺栓。再用200×200mm，精度0.01mm的框式水平仪测量电机转子的水平度，鼓形龄式联轴器一侧比辅传一侧高出0.03mm，达到安装要求。

图6 电机底座加垫片处

（4）除去“O”型密封圈。为彻底排除电机转子向减速机方向窜动的一切可能因素，我们还拆除了鼓形龄式联轴器内龄圈密封端盖内侧的“O”型密封圈。

5 带负荷运行

组装鼓形龄式联轴器，清理现场工具及杂物，按规范开机，此时磨内已装有30%的球及部分物料。待电机正常运转后再测量图5中间颗b的值是40mm，这说明电机主轴向辅传方向移动了2mm，意味着图2中a的值达到3.5mm，也就是说电机后轴瓦右侧与轴肩不再相摩擦了。

经过8个小时的试运转，电机轴瓦温度最后稳定在49℃，故障排除。随后磨机内又加球至50%，传动系统运行正常。

6 结束语

众所周知，大型机电一体化设备的运行较为复杂，且随着工况的不同又会出现不同的结果。因此必须严把安装关，规范设备安装，使各项技术指标达到安装要求是保证设备稳定运行的前提。