大型轴瓦支撑式电机轴瓦发热的原因及处理

0 引 言

随着水泥单线生产能力的大型化，高压、大功率电机也被不断引用到水泥行业，电机支撑结构也有所改进。当前，小型电机转子普遍采用滚动轴承支撑，大型电机则以轴瓦支撑居多。一些企业常因电机轴瓦发热甚至烧毁电机而影响生产。现就大型轴瓦支撑式电机轴瓦发热的原因和处理方法进行分析，望能对读者起到帮助作用。

1 电机轴瓦发热的原因分析

引起电机轴瓦发热的原因较多，归结起来有以下几种：润滑油变质、润滑油污染、、油量不足、环境温度过高、轴瓦接触精度低、设备超载、设备运转精度过低等。下面就其发热的原因进行一一分析阐述。

1.1 润滑油变质恶化引起的轴瓦发热

润滑油变质后，有的稀如水，有的极压性能下降，难以形成油膜或形成的油膜强度极低，难以将轴与瓦隔离开来，使轴瓦处于边界摩擦状态，轴瓦就会发热；润滑油变质后还会生成一些黏状物，常会堆积在瓦口或油道之中，不但会造成供油不足，还会使瓦口导油不畅，若油楔用油得不到补充，油楔压力降低，油膜不易形成，托轴能力下降，就会引起轴瓦发热。

1.2 润滑油遭到污染引起的轴瓦发热

润滑油在存放、检修不当、密封不严等情况下，极易受到水、灰尘、及其它杂质污染。若受到水污染，由于水的蒸发，易使润滑油产生气泡，气泡的炸裂会破坏油膜；同时也易使轴瓦生锈， 产生磨损，进而破坏轴瓦接触精度，引起轴瓦发热。若受到灰尘污染，大的颗粒会造成磨料磨损，使轴瓦变得粗糙，影响轴瓦的接触精度，使瓦发热；细小颗粒也会堆积在瓦口的导油槽内，减小瓦口间隙，影响进油，促进瓦的发热；其它杂物如棉纱等常会堵塞油道，造成油路不畅，同样引起轴瓦发热。无论是污染产生气泡、灰尘杂质造成轴瓦磨损或形成堵塞油路不畅，均可以引起轴瓦发热

1.3 供油不足引起轴瓦发热

供油不足或供油中断、油环卡死或油环断裂时，瓦口导油槽内的油量均会减少或中断，油楔难以形成或不能形成，托轴能力下降；加之油量减少或中断时，轴瓦摩擦热不能及时带走，润滑油的温度会不断上升或急剧上升，润滑油的粘度和油膜强度也会急剧下降。这样若油量不足，轴瓦温度就会上升；若是润滑油中断，轴瓦将会急剧发热。

1.4 环境温度过高引起轴瓦发热

环境温度过高，超过了循环油的冷却能力或油箱的散热能力， 润滑油的温度就会上升，粘度就会下降，结果是油膜强度逐步降低，一旦因油膜强度低而遭到破坏，就会引起轴瓦的发热。笔者曾对常用的润滑油做过统计，其粘度受温度影响非常大，油温每上升 10 摄氏度，其粘度下降将近一半，所以选用润滑油时，若没有配套循环油站，就要结合设备所处的环境温度，适当降低或提高润滑油的粘度指标，如同冬夏所用油的牌号不同一样。

1.5 电机自身原因引起的轴瓦发热

电机定子磁力中心与转子中心不重合，运行中由于磁场的拉力，迫使两磁力中心重合，如果两者中心相差较大，势必产生轴肩扛瓦裙的现象，若扛力过大，就会引起轴瓦发热。其二，球面瓦座与球面瓦摩擦力过大，球面瓦的调心能力就会下降，导致轴瓦接触精度下降，引起轴瓦发热。另外电机的气隙不均、转子不平衡、轴瓦间隙过大，也会产生振动，造成油膜不稳定而引起轴瓦发热。

1.6 轴瓦接触精度低引起轴瓦发热

所有的瓦接触精度低都会发热，电机轴瓦也是一样，同样会发热。我们知道转速越高，瓦的接触精度要求越高，水泥行业的电机属于中等转速，接触精度符合常规的要求即可。若运转中的电机出现间断性发热，检查若无其它原因，很有可能是球面瓦不灵活所致。球面瓦不灵活时调心性能差，一旦瓦不随轴动，轴和瓦的接触就有可能变差，造成局部比压大，破坏油膜，引起轴瓦发热。当然油环不灵活也有类似特征。

1.7 设备振动、频繁启动、超载运行引起轴瓦发热

设备振动、超载运行，都会增加轴瓦的负荷，可致使油楔压力不稳，造成瓦的比压增加，一旦超出了油膜的承受范围，油膜就会遭到破坏，瓦的发热将从这里开始；比较大的振动还会造成球面瓦超出自位调心极限范围，以致卡死，失去调心功能，造成瓦与轴的中心线歪斜，引起接触精度降低，造成轴瓦发热；停机期间，轴与瓦无油导入，处于缺油状态，频繁启动设备，会使轴瓦遭受磨损，使瓦变得粗糙，不但影响接触精度，磨下的金属颗粒还会堵塞瓦口，造成瓦口间隙变小，引起轴瓦发热。

1.8 电机机座变形引起轴瓦发热

机座变形也会引起轴瓦的发热，但关注的人不多，在此特别提醒，以引起关注。机座刚度不足时，设备在启动或运行中，随着负载的变化，电机会因机座的变形而发生歪斜，这样电机轴与瓦的接触区域就会发生变化，处于不稳定的接触状态，一旦轴碰瓦帮或电机轴线与瓦的轴线不同轴，产生夹角，就破坏了轴瓦的正常接触状态，出现瓦局部受力过大，该处油膜就会遭到破坏， 引起轴瓦发热；还会引起球面瓦的过度自位，造成接触面积减小而引起轴瓦发热。

2 电机轴瓦发热的鉴别与处理

电机轴瓦发热的原因不同，发热表现出的特征也不相同，但对某台电机来说，发热的原因应该是确定的。只要了解了发热的原因，掌握了相对应的表现特征，就有了识别发热原因的方法， 制定出的处理方案就会更加切合实际，处理起来也会得心应手。下面笔者根据自己的经验，同时结合相关知识，谈谈轴瓦发热的原因识别和处理方法。

2.1 油质恶化引起的轴瓦发热的处理

油质恶化分为两种，一种是润滑油本身或者是受到污染发生了化学变化，另一种润滑油遭到了严重污染。

首先说一下润滑油发生了化学反应的表现特征，那就是和透明发亮的好油相比，变质的润滑油往往伴随有异常的气味和异常的颜色出现；稀稠不均，稠的成黏条状，稀的几乎感不到粘性，有时也会产生大量的气泡。这时就可以断定油已变质，应更换好的润滑油。更换时应注意要先把油箱、油池、油路等清洗干净。二是润滑油在恶略的环境中遭到严重污染，比如水、灰及其它杂质混入油中。如若润滑油进水，随着水的蒸发，油内会产生气泡，轴承箱内也会产生水雾，甚至在壁上产生水滴，打开排污阀门可以放出水来。此时应该打开或清洗排气帽，及时排出水雾， 并放出沉积在油箱内的积水；如果间断放水，水量不减，则应属冷却器漏水或冷却水管道漏水，应及时对漏水处进行维修。再者， 取润滑油少许，若颜色不透明发亮，出现污浊，说明油已污染， 再用手指搓捻，若出现剌手情况，说明油内混入了灰尘或其它杂质，可再将油涂在透明纸上，迎光观察，若有金属光泽，说明是金属颗粒，可判断瓦或其它部件已遭磨损，应停机检查处理；若不透光说明是灰尘污染，应做换油处理。当然有条件的，可进行润滑油的理化检测，根据检测结果，再做滤油或换油处理决定。

无论润滑油遭到污染，还是油内发生了化学反应，均可引起轴瓦发热，但该原因引起的轴瓦瓦发热，往往需要一个逐步升高的过程。此间，应该根据其发热特征，去认真的观察、比较、分析、判断，找出发热的真实原因，制定正确的处理方法。在此还要提醒若气泡长时间不消，应加除泡济消除气泡。同时建议设备管理者，要加强对润滑油和设备润滑的管理，定期对润滑油进行化学和物理检测，以利对润滑油更换与否做出正确的判断；同时润滑油的存放、使用应注意密封，避免遭到污染；润滑油的更换或补充，也应加滤网，并保持环境清洁，防止杂质进入油箱；运行中应对如瓦座、观察孔等搞好密封。

2.2 供油不足引起轴瓦发热的鉴别与处理

供油中断或供油不足都可以引起电机轴瓦发热，供油中断引起的发热比较突然，瓦温会急剧上升；供油不足，则瓦温上升过程较长。如果发现轴瓦温度突然上升，速度很快，应当紧急停机， 无需等到保护跳停，否则有烧瓦甚至烧电机的危险。停机后，应检查油管是否开裂、电机与油泵的联轴器是否脱节或断销、油位是否过低吸不上油、油泵是否卡死损坏，检查判断轴瓦是否受到损伤，还要检查电气自动化上是否有故障。对于查出的问题，要逐一安排处理。若发现瓦口或轴上有合金，可确认瓦已受伤，必须对轴瓦进行修研，使瓦与轴的接触精度达到每平方厘米不少于3 点，瓦口间隙可按轴径的千分之一到一点五考虑。若是瓦温渐渐上升，可能是供油不足所致，应检查油位是否不足、回油是否不畅、管道是否漏油、油压是否太小、油环是否工作正常等，并针对查出的问题进行停机或不停机处理，如果发现仅是供油压力不足，可通过油箱的压力调节阀来进行调节，减小回油量，增大供油量，提高供油压力；若是泵压不足，说明油泵内漏严重，当进行换泵处理。

2.3 坏境温度过高引起轴瓦发热的鉴别处理

环境温度过高，散热条件差，特别是没有配置循环油站的电机，更应该引起注意。环境温度高，润滑油粘度减小，油膜强度下降，容易引起轴瓦发热，但温升较慢，此时应当对瓦座加强散热通风，并保持瓦座清洁，必要时可对热源遮挡，减小对瓦座的热辐射；对于有循环油站的电机，可增大供油量，减小回油量， 降低冷却水温度，增大冷却水量，以降低供油温度，及时带走轴瓦产生的热量，也可以考虑更换粘度较大的润滑油。

2.4 轴瓦接触精度不足引起轴瓦发热的鉴别处理

运行中的电机，轴瓦接触精度低，一般是磨损不均，球面瓦不灵活所致。轴瓦的不均匀磨损，会造成接触面积减小，局部比压增大；球面瓦不灵活时，轴瓦不能随轴的变化而变化，轴与瓦接触不符实，同样会使轴瓦局部负载增大，结果，瓦内润滑油极易泄露，托瓦能力下降；还有球面瓦卡死，也是如此，卡死的不固定性，也会引起不同位置的发热。此类情况，可以从轴上的油膜加以鉴别，接触区域油膜较薄甚至无油膜，起明发亮；非接触区域看不出油膜，但带油较多。用测温仪检测，接触区域温度较高，非接触区域温度较低。遇到此类情况，应对球面瓦进行刮研， 使其接触精度达到每平方厘米一点以上，接触宽度达到瓦宽的三分之一左右，接触角度 60 度左右，放在瓦座内，用手晃动，感觉比较灵活；同时也应对轴瓦及瓦背进行修研，使其达到标准要求接触精度状态。还有一种情况就是瓦裙超载，当轴肩与瓦裙摩擦严重时，也会引起发热，它有三种情况造成，一是维修安装后， 电机定转子磁力中心不重合，开机后转子前移或后退，轴肩顶住了瓦裙，此时应当对电机重新修理，如果只加大轴肩与瓦裙的间隙，或者通过调整轴承座的位置，使轴肩不扛瓦裙，则电机的实际功率就会下降很多，电机空载或负载电流会上升很多；其二， 维修安装后，由于联轴器销子过紧，拉动了转子，使轴肩扛住了瓦裙，此时应减小销子直径，重新安装即可；其三，球面瓦的过度自位卡死，造成轴肩摩擦瓦裙，此时应查出引起球面瓦转动过度的原因，进行处理。

2.5 设备振动、频繁启动、超载运行轴瓦发热鉴别处理

电机的超载运行，使轴瓦负荷增大，若超出了油膜的承载极限，轴瓦便会发热；设备剧烈振动，不但会使电机载荷增加，还会破坏轴瓦油膜，引起轴瓦发热；设备的频繁启动和慢转会对轴瓦造成搓伤，进而促进轴瓦发热。超载时，轴上油膜较薄，甚至看不到油膜，启明放光；设备振动时，轴上油膜忽薄忽厚；轴瓦受损后，金属粉末会堵塞瓦口，轴的粗糙度变差，还会带有金属颗粒，若磨损不均，油膜在轴向上会有薄有厚。遇到该类问题， 应根据特征判明原因，若是超载，应降负荷生产；若是振动，应先排除振源，电机的振动一般是由转子不平衡或电机气隙偏差过大所致，转子不平衡的振动一般反映在水平方向，气隙不均都伴有不均匀的磁场声，需要对电机转子做动平衡和气隙调整，气隙的调整要达到误差小于平均气隙的百分之五；若振动来自于被拖动设备，应及时消除主机对电机的扰动。若发现轴瓦受损，应修研轴瓦，并达到上述理想状态；如果瓦的间隙过大，应重新加工轴瓦，使轴瓦间隙符合要求，还要清理或滤出油内的杂质。

2.6 电机机座刚度不足引起轴瓦发热的特征与处理

由于机座刚度不足，轴在瓦内很难定位，其引起的发热特征为，运行期间，有时前瓦发热，有时后瓦发热；同一轴瓦内发热位置也不固定，会随着负载的变化发热位置也跟着变化；不同时间的开机不同位置的发热，紧这个地脚，那个瓦发热，紧这个地脚，那个瓦发热；刮瓦时，瓦的接触精度很高，运行后打开检查， 却发现接触较差，接触位置也明显变化；有个厂家干脆更换电机， 并为之配置新机座，结果运转很好，又把那台电机用在其它地方， 一样平安无事。若遇到此类问题，看到这种现象，应及早加固机座；在找正过程中，必须保证四角吃力，若发现一个角悬空，必须垫实，不能单靠地脚螺栓压实。

3 结束语

虽然电机轴瓦发热的原因很多，但只要了解掌握了发热的表现特征，理清思路，就容易找出发热的主要原因，从而制定对策。由于该文重点讲述的是运行中的电机，故未涉及润滑油的选择、结构设计不合理、制造精度不够、安装精度差等原因引起的轴瓦发热，也未涉及测温仪表不合理、信号传输误差等原因引起的不良后果；考虑到当前电机维修技术比较成熟，也未谈及具体维修方案。但最后还是要提醒读者，润滑涉及设备的运行效率、功能的消耗，若设备把功能消耗磨损上，不但功耗高，设备损坏也快， 直接影响企业经济效益，应予以高度重视。再者由于水平有限， 该文定有不到之处，还请读者批评指正。

作者：王占光  焦作坚固水泥有限公司