防爆电机滑动轴承的使用与维护
2017年08月07日概述
随着防爆电机市场的不断开拓与发展，各种防爆形式的防爆电机向着大容量、大功率的方向发展。因而运用在大中型防爆电机中的滑动轴承也越来越多，一些因使用维护不当造成滑动轴承损坏的事故也不断发生，如由于滑动轴承润滑不良导致轴承烧瓦，进而转子下沉研伤电机隔爆面，最终“抱轴”。为了减少此类事故的发生，使防爆电机能安全可靠的运行，提高防爆电机运行的经济性，我们结合自己的工作经验向用户介绍一些在防爆电机中使用的滑动轴承的轴承类型、轴承结构特点，以及滑动轴承在使用过程中的维护保养，以期对防爆电机用户有所帮助。
1 滑动轴承的主要类型
滑动轴承作为防爆电机的主要部件，其开发设计及制造技术在近年来有了很大的发展。现已发展成为一个成熟的产品，并且已系列化、标准化、通用化，有专业的滑动轴承生产厂。在防爆电机中使用的滑动轴承主要有以下几种类型：A型端盖式球面滑动、B型端盖式球面滑动、座式球面滑动轴承。
1．1 座式球面滑动轴承
座式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—1《Plain bearings—Pedestal Plain bearings—Part l：Pillow blocks》设计制造，该标准与德国标准DIN 31690内容基本相同，轴承的结构型式见图1，多用于大功率低转速的增安型同步电动机。
图1 滑动轴承类型及结构图
1．2 A型端盖式球面滑动轴承
A型端盖式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—2《Plain edestal Plain bearings—Part 2：Side flange bectfings》设计制造，该标准与德国标准DIN 31693内容基本相同，轴承的结构形式见图1。轴承为卧式结构，以外止口定位，通过凸缘固定在电机的整圆端盖上。A型端盖式球面滑动轴承的装配比较困难，多用于YB系列的隔爆电机。
1．3 B型端盖式球面滑动轴承
B型端盖式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—3《Plain
bearings—Pedestal Plain bearings—Part 3：Centre flange bectrings》设计制造，该标准与德国标准DIN 31694内容基本相同。轴承的结构型式见图1。轴承为卧式结构，以外止口定位，通过凸缘固定在电机的半圆端盖上。B型端盖式球面滑动轴承的装配比较方便，多用于箱式结构的增安型电机。
2 滑动轴承的结构特点
应用在防爆电机中的各种类型的滑动轴承，尽管安装方式和结构形式有所不同，但除了轴承座之外，其余的主要部件：轴瓦、甩油环、浮动密封圈、轴承内外盖、轴承绝缘、呼吸器等已标准化、通用化、可互换使用。轴承座的材料为球墨铸铁，表面带散热筋，内部为球形支撑面。轴瓦靠外球面支承在轴承座内，保证瓦体与轴承座之间充分结合，瓦体是锻钢加工的，并浇铸有轴承合金。轴承设有用油环，工作时随轴转动，将润滑油从油池带到轴瓦与轴的工作面，可实现防爆电机的自润滑。浮动密封圈由可熔性聚酰亚胺复合材料模塑成形，是滑动轴承的关键密封件。每一个滑动轴承均带有呼吸器，用于平衡轴承腔内与外部的气体压力，缓解工作时轴承室内部的油雾压力。A型和B型滑动轴承的绝缘加在轴瓦与轴承座的接触面之间，座式滑动轴承的绝缘加在滑动轴承与安装底板之间。
3 滑动轴承的安装调试
首次安装使用的防爆电机，在安装调试阶段，电机的滑动轴承应注意以下工作：
(1)安装前的清洗与检查。与滑动轴承连接的总装工作最重要的原则是洁净度。拆下轴承测温用铂热电阻，打开轴承盖翻出轴瓦，彻底清洗轴和轴瓦及各零件上的防锈脂，用浸过汽油的无绒布将其全部揩干净，检查轴瓦合金面是否有不正常情况，须清除任何嵌入轴瓦合金的硬质颗粒，轴承座底部金属颗粒和污物须彻底清洗干净。
(2)轴承的轴向位置调整。不带推力瓦的滑动轴承不能承受电机以外的任何轴向力，因此，电机制造厂在电机出厂前，均标定了电机磁力中心线的轴向位置，应按照电机磁中心位置指示牌的数值安装电机。
(3)电机与主机连接完成后，带负载试验前，应将轴承座上盖四个紧固螺栓松开，退出销钉，轻微盘车，让球形轴瓦自动调心，然后重新紧固。
(4)在电机首次启动之前，对于自润滑的防爆电机，必须向轴承箱内加注合适的润滑油；对于外循环供油的电机，必须确保供油系统安装调试完毕，工作正常。选择合适的润滑油及正确的加注，是滑动轴承工作的关键，应参考以下内容：
①润滑油牌号的选择。任何低泡沫和具有良好抗老化能力的优质矿物油，只要能达到所要求的润滑油粘度均可使用。润滑油的粘度可依据表1选取。常用的润滑油为L—TSA46和L—TSA32。
②对于自润滑的防爆电机，加油时应保证油位高度在滑动轴承油标高度的1/2—2/3之间。对于外部压力循环供油的防爆电机，油环也安装，用于预防外部循环油供应的短缺，确保设备的安全运行。应特别注意：应调节轴承进油口的压力，保持一定流量，使轴承内部的油位稳在油标高度的1/2—2/3之间，超过这个高度会造成轴承漏油。一般的供油压力开机时在0．01—0．05MPa之间，停机时压力表的示值会稍微上升。
③带油池加热器的电机，如果电机在北方的冬季使用，在开机前1h，必须打开加热器，并时刻，注意油池内的油温，确保油温不超过50t。
4 滑动轴承的日常维护
经过安装调试，防爆电机可投入正常运行，在正常运行中，防爆电机的滑动轴承需要进行以下的维护及监控：
4．1 轴承温度的监控
在防爆电机运行中，需要对滑动轴承的温度进行监控，但应注意不能单凭轴承温度的高低来判断轴承运行状态，更重要的是轴承温度的变化情况，应经常观察轴承温度变化情况和记录，假如发现轴承温度上升，并且和以前相似条件下的数值相比有异常时，必须停车确定其原因并排除。
关于轴承最高允许使用温度的确定，不同的行业有不同的要求，相关的标准规定也不相同。但从技术上看，轴承的最高允许使用温度与轴承合金的材料及浇铸加工质量、测温点的位置、润滑油的性能有关。轴承合金的熔化温度均在200℃以上，软化温度在150℃左右；测温点的位置距工作面越近，显示的温度越准确；轴承的使用温度越高，润滑油的寿命越短；电机制造商根据自己产品的结构特点及制造水平，综合考虑了滑动轴承的使用温度，因此，建议防爆电机用户应参考电机制造厂的标准确定滑动轴承的使用温度。
4．2 润滑油的更换与补充
防爆电机运行中，应经常注意滑动轴承的油标油位及润滑油的状况，如油位过低或者润滑油变色老化，应立即补充或更换润滑油，润滑油的换油周期一般为：自润滑电机安装后的首次换油周期为700h，首次换油之后换油周期为4000h；外部压力循环供油电机的换油周期为20000h。
4．3 振动状态的监控
在防爆电机的运行中，除了轴承温度的监控，还应监控滑动轴承的振动状态，如果振动超标，应停机检查。根据GBl0068．2《旋转电机振动测定方法及限值)，对不同中心高和转速的单台电机，其振动速度的有效值不应超过表2的规定。
表2
额定转速
/r·min－1弹性安装刚性安装
轴中心高/㎜
45～132﹥132～225﹥225～400﹥400
600～18001．81．82．82．8
﹥1800～36001．82．84．52．8
5 滑动轴承的检修
在设备定期检修时，为了防爆电机在下一检修周期内的可靠运行，应拆检电机的滑动轴承，检查并更换损坏的零部件，滑动轴承的主要易损件是：轴瓦、甩油环、浮动密封圈、油标等，检修要点分别如下：
5．1 轴瓦的检修
拆下滑动轴承的测温、测振等附件，拆下上半轴承座及上半瓦，取下甩油环，用千斤顶将轴抬起0．2～0．4㎜，旋出下半瓦，检查其与轴颈的配合情况，测量轴瓦内径与轴的配合尺寸，如果轴瓦与轴的直径间隙值与轴承台直径的比值超过3/1000，说明轴瓦磨损严重，需要更换。
如果轴瓦还有磨损余量，应轻轻地修刮轴瓦，消除轴瓦的局部损伤，使轴与轴瓦的配合达到满意的效果。
5．2 检查甩油环
主要检查甩油环是否变形，螺钉是否松动，如果甩油环的内径圆度公差值超过0．4㎜，说明甩油环变形太大，需修理或更换。
5．3 浮动密封圈
浮动密封圈是滑动轴承的易损件，磨损严重或者在拆装过程中有磕碰损伤，则需更换。
6 防爆电机滑动轴承的故障处理
为了方便用户的使用，对滑动轴承常见的故障、故障产生的原因及处理的方法简要分析如下，详见表3。
表3
故障可能的原因处理方法
轴承过热不合适的润滑邮油按照电机铭牌的润滑油牌号换油
油位过低核对油位，增加润滑油
轴向位置不合适存在端面摩擦，重新调整轴向位置
轴瓦内表面粗糙检查轴承合金是否位移，是否存在轴电流腐蚀引起的麻点，如有则检查轴承绝缘，修刮轴瓦，如有需要抛光轴径。
润滑油失效换油
与轴的配合间隙过小修刮轴瓦，达到合适的间隙
轴承漏油密封面之间的间隙过大涂密封胶，紧固固定螺钉
浮动密封圈损坏更换
油位过高降低油位
润滑流量过大调节进油量，降低油压
轴承振动大转子不平衡重新做转子动平衡
轴承紧力丧失紧固轴瓦与轴承座的固定螺栓
电机安装基础刚性差加固安装基础
机组对中精度不够按照相关的要求，重新安装找正
润滑油流量不够调大进油量
随着防爆电机市场的不断开拓与发展，各种防爆形式的防爆电机向着大容量、大功率的方向发展。因而运用在大中型防爆电机中的滑动轴承也越来越多，一些因使用维护不当造成滑动轴承损坏的事故也不断发生，如由于滑动轴承润滑不良导致轴承烧瓦，进而转子下沉研伤电机隔爆面，最终“抱轴”。为了减少此类事故的发生，使防爆电机能安全可靠的运行，提高防爆电机运行的经济性，我们结合自己的工作经验向用户介绍一些在防爆电机中使用的滑动轴承的轴承类型、轴承结构特点，以及滑动轴承在使用过程中的维护保养，以期对防爆电机用户有所帮助。
1 滑动轴承的主要类型
滑动轴承作为防爆电机的主要部件，其开发设计及制造技术在近年来有了很大的发展。现已发展成为一个成熟的产品，并且已系列化、标准化、通用化，有专业的滑动轴承生产厂。在防爆电机中使用的滑动轴承主要有以下几种类型：A型端盖式球面滑动、B型端盖式球面滑动、座式球面滑动轴承。
1．1 座式球面滑动轴承
座式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—1《Plain bearings—Pedestal Plain bearings—Part l：Pillow blocks》设计制造，该标准与德国标准DIN 31690内容基本相同，轴承的结构型式见图1，多用于大功率低转速的增安型同步电动机。
图1 滑动轴承类型及结构图
1．2 A型端盖式球面滑动轴承
A型端盖式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—2《Plain edestal Plain bearings—Part 2：Side flange bectfings》设计制造，该标准与德国标准DIN 31693内容基本相同，轴承的结构形式见图1。轴承为卧式结构，以外止口定位，通过凸缘固定在电机的整圆端盖上。A型端盖式球面滑动轴承的装配比较困难，多用于YB系列的隔爆电机。
1．3 B型端盖式球面滑动轴承
B型端盖式球面滑动轴承是依据国际标准ISO 11687—3《Plain
bearings—Pedestal Plain bearings—Part 3：Centre flange bectrings》设计制造，该标准与德国标准DIN 31694内容基本相同。轴承的结构型式见图1。轴承为卧式结构，以外止口定位，通过凸缘固定在电机的半圆端盖上。B型端盖式球面滑动轴承的装配比较方便，多用于箱式结构的增安型电机。
2 滑动轴承的结构特点
应用在防爆电机中的各种类型的滑动轴承，尽管安装方式和结构形式有所不同，但除了轴承座之外，其余的主要部件：轴瓦、甩油环、浮动密封圈、轴承内外盖、轴承绝缘、呼吸器等已标准化、通用化、可互换使用。轴承座的材料为球墨铸铁，表面带散热筋，内部为球形支撑面。轴瓦靠外球面支承在轴承座内，保证瓦体与轴承座之间充分结合，瓦体是锻钢加工的，并浇铸有轴承合金。轴承设有用油环，工作时随轴转动，将润滑油从油池带到轴瓦与轴的工作面，可实现防爆电机的自润滑。浮动密封圈由可熔性聚酰亚胺复合材料模塑成形，是滑动轴承的关键密封件。每一个滑动轴承均带有呼吸器，用于平衡轴承腔内与外部的气体压力，缓解工作时轴承室内部的油雾压力。A型和B型滑动轴承的绝缘加在轴瓦与轴承座的接触面之间，座式滑动轴承的绝缘加在滑动轴承与安装底板之间。
3 滑动轴承的安装调试
首次安装使用的防爆电机，在安装调试阶段，电机的滑动轴承应注意以下工作：
(1)安装前的清洗与检查。与滑动轴承连接的总装工作最重要的原则是洁净度。拆下轴承测温用铂热电阻，打开轴承盖翻出轴瓦，彻底清洗轴和轴瓦及各零件上的防锈脂，用浸过汽油的无绒布将其全部揩干净，检查轴瓦合金面是否有不正常情况，须清除任何嵌入轴瓦合金的硬质颗粒，轴承座底部金属颗粒和污物须彻底清洗干净。
(2)轴承的轴向位置调整。不带推力瓦的滑动轴承不能承受电机以外的任何轴向力，因此，电机制造厂在电机出厂前，均标定了电机磁力中心线的轴向位置，应按照电机磁中心位置指示牌的数值安装电机。
(3)电机与主机连接完成后，带负载试验前，应将轴承座上盖四个紧固螺栓松开，退出销钉，轻微盘车，让球形轴瓦自动调心，然后重新紧固。
(4)在电机首次启动之前，对于自润滑的防爆电机，必须向轴承箱内加注合适的润滑油；对于外循环供油的电机，必须确保供油系统安装调试完毕，工作正常。选择合适的润滑油及正确的加注，是滑动轴承工作的关键，应参考以下内容：
①润滑油牌号的选择。任何低泡沫和具有良好抗老化能力的优质矿物油，只要能达到所要求的润滑油粘度均可使用。润滑油的粘度可依据表1选取。常用的润滑油为L—TSA46和L—TSA32。
②对于自润滑的防爆电机，加油时应保证油位高度在滑动轴承油标高度的1/2—2/3之间。对于外部压力循环供油的防爆电机，油环也安装，用于预防外部循环油供应的短缺，确保设备的安全运行。应特别注意：应调节轴承进油口的压力，保持一定流量，使轴承内部的油位稳在油标高度的1/2—2/3之间，超过这个高度会造成轴承漏油。一般的供油压力开机时在0．01—0．05MPa之间，停机时压力表的示值会稍微上升。
③带油池加热器的电机，如果电机在北方的冬季使用，在开机前1h，必须打开加热器，并时刻，注意油池内的油温，确保油温不超过50t。
4 滑动轴承的日常维护
经过安装调试，防爆电机可投入正常运行，在正常运行中，防爆电机的滑动轴承需要进行以下的维护及监控：
4．1 轴承温度的监控
在防爆电机运行中，需要对滑动轴承的温度进行监控，但应注意不能单凭轴承温度的高低来判断轴承运行状态，更重要的是轴承温度的变化情况，应经常观察轴承温度变化情况和记录，假如发现轴承温度上升，并且和以前相似条件下的数值相比有异常时，必须停车确定其原因并排除。
关于轴承最高允许使用温度的确定，不同的行业有不同的要求，相关的标准规定也不相同。但从技术上看，轴承的最高允许使用温度与轴承合金的材料及浇铸加工质量、测温点的位置、润滑油的性能有关。轴承合金的熔化温度均在200℃以上，软化温度在150℃左右；测温点的位置距工作面越近，显示的温度越准确；轴承的使用温度越高，润滑油的寿命越短；电机制造商根据自己产品的结构特点及制造水平，综合考虑了滑动轴承的使用温度，因此，建议防爆电机用户应参考电机制造厂的标准确定滑动轴承的使用温度。
4．2 润滑油的更换与补充
防爆电机运行中，应经常注意滑动轴承的油标油位及润滑油的状况，如油位过低或者润滑油变色老化，应立即补充或更换润滑油，润滑油的换油周期一般为：自润滑电机安装后的首次换油周期为700h，首次换油之后换油周期为4000h；外部压力循环供油电机的换油周期为20000h。
4．3 振动状态的监控
在防爆电机的运行中，除了轴承温度的监控，还应监控滑动轴承的振动状态，如果振动超标，应停机检查。根据GBl0068．2《旋转电机振动测定方法及限值)，对不同中心高和转速的单台电机，其振动速度的有效值不应超过表2的规定。
表2
额定转速
/r·min－1弹性安装刚性安装
轴中心高/㎜
45～132﹥132～225﹥225～400﹥400
600～18001．81．82．82．8
﹥1800～36001．82．84．52．8
5 滑动轴承的检修
在设备定期检修时，为了防爆电机在下一检修周期内的可靠运行，应拆检电机的滑动轴承，检查并更换损坏的零部件，滑动轴承的主要易损件是：轴瓦、甩油环、浮动密封圈、油标等，检修要点分别如下：
5．1 轴瓦的检修
拆下滑动轴承的测温、测振等附件，拆下上半轴承座及上半瓦，取下甩油环，用千斤顶将轴抬起0．2～0．4㎜，旋出下半瓦，检查其与轴颈的配合情况，测量轴瓦内径与轴的配合尺寸，如果轴瓦与轴的直径间隙值与轴承台直径的比值超过3/1000，说明轴瓦磨损严重，需要更换。
如果轴瓦还有磨损余量，应轻轻地修刮轴瓦，消除轴瓦的局部损伤，使轴与轴瓦的配合达到满意的效果。
5．2 检查甩油环
主要检查甩油环是否变形，螺钉是否松动，如果甩油环的内径圆度公差值超过0．4㎜，说明甩油环变形太大，需修理或更换。
5．3 浮动密封圈
浮动密封圈是滑动轴承的易损件，磨损严重或者在拆装过程中有磕碰损伤，则需更换。
6 防爆电机滑动轴承的故障处理
为了方便用户的使用，对滑动轴承常见的故障、故障产生的原因及处理的方法简要分析如下，详见表3。
表3
故障可能的原因处理方法
轴承过热不合适的润滑邮油按照电机铭牌的润滑油牌号换油
油位过低核对油位，增加润滑油
轴向位置不合适存在端面摩擦，重新调整轴向位置
轴瓦内表面粗糙检查轴承合金是否位移，是否存在轴电流腐蚀引起的麻点，如有则检查轴承绝缘，修刮轴瓦，如有需要抛光轴径。
润滑油失效换油
与轴的配合间隙过小修刮轴瓦，达到合适的间隙
轴承漏油密封面之间的间隙过大涂密封胶，紧固固定螺钉
浮动密封圈损坏更换
油位过高降低油位
润滑流量过大调节进油量，降低油压
轴承振动大转子不平衡重新做转子动平衡
轴承紧力丧失紧固轴瓦与轴承座的固定螺栓
电机安装基础刚性差加固安装基础
机组对中精度不够按照相关的要求，重新安装找正
润滑油流量不够调大进油量
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