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高压防爆电机滚动轴承的使用与维护

时间:2014-02-15    来源:上海品星防爆电机有限公司    点击:221

0 引言

滚动轴承或滚动轴承装置是高压防爆电机的关键部件,是电机转子系统的支撑点。滚动轴承的损坏是造成高压防爆电机不能正常使用的重要原因。据我公司售后服务反馈的高压防爆电机故障分析统计,60%以上的故障是防爆电机滚动轴承的损坏,主要有:电机抱轴、轴承温度高、轴承寿命短、更换频繁、轴承响声异常、保持架磨损、轴承电蚀、振动大等。

造成高压防爆电机滚动轴承不能正常使用的主要原因有:轴承设计选型不合适;轴承装置结构设计不合理;运输使用过程中的维护保养不当。因此,结合我们在日常工作中的经验体会,谈谈滚动轴承使用选型的依据、轴承装置结构设计的特点以及高压防爆电机滚动轴承在使用中应注意的事项,以减少滚动轴承的损坏,提高高压防爆电机使用的可靠性。

1 选型

要做好高压防爆电机滚动轴承的选型,首先要了解防爆电机现场使用工况,主要包括电机所驱动的负载(泵、风机、压缩机等)、工作制、是否频繁启动、载荷是否波动等;其次在充分分析现场工况的基础上,选定滚动轴承的类型,并确定前后轴承的配置;最后根据轴承寿命计算确定选用滚动轴承的大小。

在高压防爆电机中使用的滚动轴承主要有:深沟球轴承、角接触球轴承、四点接触球轴承、圆柱滚子轴承,各种轴承的使用特点和性能参数可参考轴承制造商的选型样本。

高压防爆电机中常用的轴承配置有:三轴承结构和两轴承结构,两轴承结构中有“一球一柱”和“两球”配置;三轴承结构中前轴承为柱轴承+球轴承或柱轴承+四点接触球轴承,后轴承为柱轴承。

滚动轴承的寿命计算可依据标准ISO 281—1990的计算公式:

L10h=(106/60N)X(C/P)F (1)

式中L10h——基本额定寿命(90%可靠性),h

C——基本额定动负荷,kN

P——当量动负荷,kN

N——转速,r/min

F——寿命公式中的指数,球轴承为3;滚子轴承为10/3

高压防爆电机滚动轴承的计算寿命一般不低于4000h。但并不是计算寿命越大越好,因为计算寿命取值过大,导致轴承选型太大,满足不了滚动轴承的最小负荷要求,在运行中形成滚动体的有害滑动,导致轴承过早的损坏。因此,滚动轴承的计算寿命控制在适当的范围即可。滚动轴承选型中应注意的滚动轴承的工作转速,轴承制造商的选型样本中均提供了不同型号规格的轴承允许使用的工作转速。超过轴承允许使用的工作转速,会导致滚动轴承寿命的急剧降低。为了使轴承良好的运行,选择滚动轴承的径向游隙十分重要。一般的准则,球轴承的工作游隙应为零,或者有轻微的预紧。在实际应用中,建议选用大游隙的C3组,选用大游隙的滚动轴承,虽然轴承噪声大一些,但有利于降低滚动轴承的运行温度,提高轴承的使用寿命。

2 设计特点

防爆电机滚动轴承装置主要由滚动轴承、轴承内盖、轴承外盖、甩油环、注油装置及排油装置、轴承座、测温元件等构成。防爆电机的类型不同,轴承装置的结构形式相差很大,增安型与正压通风型的与普通电机结构相差不大,只要达到IP44以上防护等级即可。隔爆型电机的滚动轴承装置形成电机内外的主要隔爆面,轴承内盖与电机轴配合的旋转密封部位是主要的隔爆面,有关的尺寸要求应符合CB 3836.2—2000爆炸性气体环境用电气设备 第2部分:隔爆型“d”。由于隔爆型电机的隔爆间隙均比较小,容易与轴相擦,导致电机抱轴,因此与普通电机相比,隔爆型电机零件的加工精度高,尺寸公差控制严,轴承装置的注油管道要顺畅无阻滞,排油结构应确保排油通畅,也可设计成开启式。

3 工作温度

通常,轴承的温度随着运转的开始而慢慢上升,1-2h后达到稳定的工作状态。如果轴承发生故障,则轴承温度会急剧上升,出现异常高温,这时必须停止运转,采取必要的防范措施。滚动轴承的工作温度不得超过95℃,报警温度为90℃,停机温度为95℃,轴承的工作温度不应超过相关防爆标准所规定的极限温度。通常每个轴承设有测温元件(Pt100),将其引线引入测温接线盒内,提供远传温度信号或进行温度显示,轴承测温点的位置距离轴承外圈不超过10mm。