输油泵机组电机轴承抱死问题分析及处理对策

时间:2018-12-24  浏览:0次

 

摘 要:电机轴承是保证输油泵机组稳定运行的重要部件。在分析输油泵机组电机轴承维护与保养的重要作用的基础上,以具体的工程实际案例为对象,对输油泵机组电机轴承抱死的原因进行了详细分析。最后,以轴承抱死的原因为依据,提出了相应的处理对策,为输油泵机组的正常稳定运行提供对应的参考。

  关键词:输油泵;电机;轴承抱死
  输油泵机组是原油输送设备运行过程中的重要设备,保证输油泵机组的持续稳定运行是确保原油输送稳定的重要途径。输油泵电机是油泵的动力来源,而轴承是保证电机得以正常运行的重要构件。在实际的工程应用过程中,输油泵电机在长时间运行之后,容易因为散热、结构失效等问题而导致电机轴承出现抱死的情况,严重影响了原油输送的顺利开展。

输油泵机组电机轴承抱死问题分析及处理对策
  1 输油泵机组电机轴承维护与保养的重要作用
  输油泵机组电机轴承发热或者轴承抱死时,存在着维修困难的问题,尤其是对于一些大型的电机,其维修工作尤为困难。如何保证轴承持续、安全可靠运行,成为了确保电机可靠性的工作核心。由于轴承是易损部件,加之滚动轴承中的滚珠能够在滚道当中自如地旋转,在高速旋转工作过程中容易出现故障。若工作过程中轴承外套在外力挤压作用下,轴承的游隙将减小,从而影响轴承的稳定运转。另外,因为轴承外套的线膨胀系数一般大于轴承端盖、轴承套(铸铁件),且运行过程中轴承外套的温度较高,使得室温情况下外套会在轴承室发生对应的蠕动,而在运转的热态下却难以产生蠕动。这使得其难以消化由于转子热膨胀而在该处产生的力,一旦轴承承受额外的轴向、径向力作用,将导致轴承损坏。一旦电机轴承损坏,将使得轴承温度快速上升,从而使得电机出现抱死现象。而电机此时依然有旋转力作用,从而导致电机的漆包线出现过流、过热的情况,最终导致电机线圈烧坏。
  2 输油泵机组电机轴承抱死原因分析
  2.1输油泵机组故障案例
  某输油泵机组电机在夏季高温时出现了轴承抱死现象,在将电机拆解之后,发现轴承的外表存在变色的润滑油脂,用手转动轴承时发现完全被卡死,打开轴承端部的密封盖之后,可以发现轴承的内部颜色已经发黑,剩余的油脂已经完全碳化。另外,还发现油脂中存在一定的碎屑,轴承的保持架断裂。
  2.2轴承抱死故障原因分析
  在故障发生之后,通过对机组运行过程的监控,发现电机运行后负载的波动并不明显。在发生轴承抱死故障之前,输油泵的运输负载也没有明显调整,电流一直处于稳定状态,这表明轴承抱死故障并不是负载变化造成的。因为电压过高或者过低都会造成电机的运行电流偏大,从而使得电机产生不正常的温升,但是从机组配电室的电压记录数据来看,系统电压波动均处于正常范围之中。
  最后,发现电机的上部设置有一挡尘盖,在检修的过程中发现上部的进风罩位置容易积聚油污,将其清除干净之后发现风量并不明显,电机工作温度也没有明显变化。在夏季高温环境下,气温明显升高,加之电机自身发热较为明显,使得电机的运行工况明显变差。在几次紧急检修过程中都发现风扇侧轴承没有润滑油(认定因为缺油导致轴承发热)。润滑油的缺失使得轴承摩擦增加,电机温度明显上升。电机轴承润滑脂(3#锂基脂)因缺乏日常检查,缺油或油质下降不合格没有及时发现,值班人员对油质检查和更换规范理解不到位,导致了抱死故障。
  3 避免输油泵机组电机轴承抱死的有效对策
  3.1保证轴承处于稳定工况
  电机在运行过程中因为承受变载荷,导致轴承稳定工作过程中容易承受过大的轴向载荷或者冲击载荷而导致轴承受到损坏。加之滚动轴承的滚动体在轴承运行过程中运动十分复杂,滚动体绕轴承做线性公转的同时还会绕自身轴线做自转运动,一旦承受过大的载荷,将导致轴承的间隙减小,应力增加,轴承的摩擦增大,温度迅速增高,导致轴承发热异常,润滑油油膜无法建立。通过控制电机的工作工况,使得工况载荷保持持续稳定的状态,能够减少轴承过热现象,从而避免抱死现象。同时,较低的轴承温度也能够保证润滑脂处于稳定工作状态,不致因为高温而失效。
  3.2设置合理的径向间隙
  当选择较小的轴承室径向配合公差时,因为轴承的外套与轴承室的径向配合间隙较小,电机在运转的过程中容易产生大量的热量,最终将直接传递至转子、轴承上。这会使得转子在轴向、轴承径向产生热膨胀,轴承在轴承室中受到挤压而不能转动,导致转子的轴向热变形不能得到伸展,在径向力与轴向力的共同作用下,轴承外套与滚珠、轴承室将发生抱死故障。
  而选择过大的轴承室径向配合公差时,由于轴承套与轴承室的径向间隙增加,在轴承运转过程中会出现“跑圈”“涮套”等问题,使得轴承套与轴承室内径因为高速摩擦而产生大量热,同样会使得轴承温度迅速升高,造成轴承抱死、烧坏。因此,设置一个合理的径向间隙是保证轴承稳定运行、避免轴承烧坏的重要途径。为了获得合理的径向间隙,设计人员通常将轴承的内径公差设置为H5或者H6。当轴承室H5或H6的公差加工至上偏差时,将与轴承套配合形成小间隙配合;当轴承室H5或H6的公差加工至下偏差时,将与轴承套形成过盈配合。因此,在电机轴承径向间隙的设置过程中,通常将轴承室的公差加工至上偏差,保证其具有合理的间隙,避免因为配合过紧而在发热工况下出现“抱死”现象。
  3.3其他的处理对策
  (1)根据生产计划合理安排人员进行倒泵操作,电气维护人员对电机的相关设备进行调整,例如,将电机上的止逆器拆除,这样可以保证电机平稳运行,在降低噪音的同时,还可以减少工作过程中的冲击载荷,减小对轴承的损伤。同时,要保证电机不得反转,在拆装过程中也必须记清楚线号,以免对机组产生损坏。
  (2)在发生故障之后,合理缩短电机的加油周期,从之前的3000h修改成为1500h,且加油量从每次的80g下调至70g。
  (3)在加油的过程中,在风扇侧因为加油嘴与加油孔相距较远,使得油枪不容易对转油嘴,产生偏斜情况,造成漏油、加油管损坏等情况。因此,将加油嘴向外延长至风扇罩的附近,以避免上述情况。

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