摘要：發電機軸承溫度過高，類似于“發燒”的不正常情況，是轉動設備常見且危害較大的故障，如原因不明，處理不當，往往會事倍功半，將減少軸承的使用壽命，增加檢修費用，甚至會造成軸承燒壞。因此，迅速判斷故障產生的原因，采取得當的措施解決，才是設備連續安全運行的保障。

 

發電機負載運行時，從盡量發揮它的作用出發，所帶負載即輸出功率越大越好（若不考慮機械強度）。但是輸出功率越大、損耗功率越大，溫度越高。我們知道，電機內耐溫最薄弱的東西是絕緣材料，如漆包線。絕緣材料耐溫有個限度，在這個限度內，絕緣材料的物理、化學、機械、電氣等各方面性能都很穩定，其工作壽命一般約為 20 年。超過這個限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至會燒毀。這個溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。絕緣材料的允許溫度，就是電機的允許溫度；絕緣材料的壽命，一般就是電機的壽命。 

 

一、發電機軸承溫度高的原因

 

1、檢查更換不及時，軸承損壞。

2、潤滑脂牌號不對或過多、過少。一般應用 3 號鋰基脂或 3 號復合鈣基脂、 ZL3 ( SY1412-75 )或復合鈣基脂。將軸承及蓋清洗干凈后，加油脂達凈容積的 1/2 左右。

3、滑動軸承潤滑油不夠或有雜質，或油環卡住，應修復。

4、軸承與端蓋配合過松(走外或過緊)。過松時將軸頸噴涂金屬;過緊時重新加工。

5、軸承與端蓋配合過松(走外圓)或過緊。過松時端蓋鑲套;過緊時重新加工。

6、發電機兩側端蓋或軸承蓋沒裝配好。重新裝平。

7、傳動帶過緊或過松，聯軸器不對中，振動大，應進行調整。

8、軸承選型不當。

9、軸承質量問題。

 

二、發電機軸承溫度高故障處理方法

 

1、軸承磨損

軸承如發現嚴重的疲勞剝落、氧化銹蝕、磨損的凹坑、裂紋，或有過大噪音無法調整時，若更換不及時，則會造成軸承出現發熱、異聲、振動等情況，從而影響正常的生產。另外，軸承拆卸不當、設備地腳螺栓松動造成的振動，也會導致軸承滾道和滾動體產生壓痕，軸承內、外座圈的開裂。軸承運行過程中，應按規定周期進行檢查。

 

2、軸承游隙的影響

按設計要求，軸承與軸采用過盈配合，軸承臺公差為k6或m5，當k6、m5出現上差而所選軸承徑向游隙較小、內圈公差也較小時，則徑向配合相對較緊，裝配后其徑向游隙將受到一定的影響。熱態運行時，內圈的較大膨脹（如圖1所示），有可能導致負游隙微量的負游隙有利于軸承正常運行，但較大負游隙對軸承運行很不利，溫度較高，此時軸承外圈須放松，通過外圈的膨脹減小負游隙的程度。

圖1 溫度對軸承游隙的影響

 

3、徑向配合的影響

徑向配合包括軸承內圈與軸的配合及軸承外圈與軸承套的配合。實踐證明，當采用標準組或較小徑向游隙組軸承時，軸承內外圈必須采用一松一緊的配合方式，軸承外圈與軸承套的配合多采用H7，徑向多有間隙，軸向可移動，配合較松，當軸承臺取k6且按下差控制，甚至超出下差范圍時，則不盡合理。當軸承內圈表現為上差時，很可能會出現軸承溫度高及軸向竄動的現象。實踐證明，用過少的過盈量將軸承安裝在軸上，內圈承受載荷旋轉，內圈與軸之間產生有害的滑動，滑動一旦產生，配合面顯著磨損，損傷軸或軸承屢見不鮮，從而引起發熱、振動、竄動，所以當外圈配合為H7時，根據軸承徑向游隙及內外圈公差出現的幾率，軸承臺以取k6中差或m5中下差為宜，這樣多數情況下，軸承與軸保持了適當的過盈量，其徑向游隙也沒受到太大的影響。

 

4、軸向竄動的影響

大量實踐說明，若發電機轉子軸向竄動量大（如圖2用百分表檢測），勢必加劇軸承的磨損，發熱是不可避免的，軸承更換自然要多。軸向竄動是多方面因素造成的，與轉子軸向受力、定位球軸承選型、徑向配合性質及軸向裝配間隙有直接關系，以前中型高壓發電機軸向竄動較普遍，通過采取措施得到了很大程度的改善，軸向竄動引起軸承發熱與損壞的現象也大大減少了。

圖2 使用百分表監測軸向竄動

5、密封圈的影響

有些中型高壓發電機軸承結構采用了軸向密封圈，通過密封圈與軸承外蓋的彈性擠壓接觸，從而提高軸承結構的防護性能，但因目前密封圈的裝配尚無專門的裝配工具，軸向裝配位置實際上多由手工感覺控制，即便到限定位置，由于密封圈不合適、硬度大、彈性小、尺寸超差，摩擦接觸面無油，密封圈與軸承外蓋(或擋水環)摩擦生熱從而導致軸承溫度高。

 

6、軸承潤滑的影響

軸承潤滑是軸承安全持久運行必不可少的，但潤滑脂量的多少是有一定限度的。軸承裝配后，須在軸承兩側及內部涂抹潤滑脂，試驗反映，油量過多或過少皆不合適。太多會導致軸承發熱，太少則軸承響，起不到潤滑作用，同樣要發熱，所以只能適量而已。一般規定油量2P時為軸承室的1/2，4p及以上為2/3，但實際上可操作性差，現場大多是根據具體情況與經驗而定，有時要經過多次反復。同時潤滑油要保持干凈，不得變質或混入雜質。

 

7、軸承裝配質量的影響

在軸承裝配過程中，應嚴格按照裝配工藝規程操作，冷打、沖擊、磕碰、軸承滾道混入雜質、外表面沾滿油污、不到位、軸的撓曲過大，定位不好、軸與軸承套的精度差，均影響到軸承裝配質量，從而影響軸承的使用。聯軸器找正工藝差不符合要求，轉子存在動、靜不平衡，基礎剛性差、地腳虛，旋轉失速和喘振。有些轉子在運行過程中由于受到介質的腐蝕或固體雜質的磨損，或者是軸出現彎曲，就會導致產生不平衡的離心力，從而使軸承發熱、振動，滾道嚴重磨損，直至破壞。

 

8、選用軸承時

應注意該軸承的極限轉速、負載能力，不能超轉速、超負荷使用，那樣只會縮短軸承的使用壽命，得不償失。

 

9、軸承質量的影響

軸承質量好壞常影響到發電機正常運行，滾動軸承零件以點接觸或線接觸的形式，在高的交變接觸應力下長期工作。主機的精度、壽命和可靠性很大程度上決定于軸承，劣質軸承多表現出振動大、噪聲大、溫度高、壽命短的特點。軸承進廠須進行嚴格檢驗，以采用優質進口軸承為宜，可提高發電機整體質量水平（參考圖3結構圖）。

 

圖3 發電機結構圖

 

三、發電機軸承降溫措施

 

當軸承溫度高時，應先從以下幾個方面解決問題。

 

1、加油量不當，潤滑油脂過多或過少時

應當按照工作的要求定期給軸承箱加油。軸承加油后有時也會出現溫度高的情況，主要是加油過多。這時現象為溫度持續不斷上升，到達某點后(一般在比正常運行溫度高10℃~15℃左右)就會維持不變，然后會逐漸下降。

 

2、所加油脂不符合要求或被污染時

● 潤滑油脂選用不合適，不易形成均勻的潤滑油膜，無法減少軸承內部摩擦及磨損，潤滑不足，軸承溫度升高。

● 當不同型號的油脂混合時，可能會發生化學反應，造成油脂變質、結塊，降低潤滑效果。

● 油脂受污染也會使軸承溫度升高，加油脂過程中落入灰塵，造成油脂污染，導致軸承箱內部油脂劣化破壞軸承潤滑，溫度升高。

因此應選用合適的油脂，檢修中對軸承箱及軸承進行清洗，加油管路進行檢查疏通，不同型號的油脂不許混用；若更換其它型號的油脂時，應先將原來油脂清理干凈；運行維護中定期加油脂，油脂應妥善保管做防潮防塵措施。

 

3、冷卻不足時

檢查管路是否堵塞，進油溫度及回水溫度是否超標。若冷卻器選用不合適，冷卻效果差，無法滿足使用要求時，應及時進行更換或并列安裝新冷卻器。軸流式引風機還應檢查中芯筒的保溫和密封性。

 

4、以上方面都不存在問題時，檢查聯軸器

聯軸器的找正要符合工藝標準。在軸流式引風機、液力耦合器等找正時還應考慮運行中設備受熱膨脹的問題。引風機葉輪側因受熱膨脹，軸承箱升高；液力耦合器運行中溫度升高軸承箱膨脹，軸承升高，因此找正時發電機要高一些，預留量的大小要依據設備的特性和運行中的溫度參數而定。

 

四、發電機軸承的檢查方法

 

1、軸承質量

● 檢查潤滑油脂是否有變質、結塊、雜質等不良情況，這是判斷軸承損壞原因的重要依據。

● 檢查軸承有無咬壞和磨損；

● 檢查軸承內外圈、滾動體、保持架其表面的光潔度以及有無裂痕、銹蝕、脫皮、凹坑、過熱變色等缺陷，測量軸承游隙是否超標；

● 檢查軸套有無磨損、坑點、脫皮；

若有以上情應更換新軸承（圖4）。

圖4 新軸承

2、軸承的配合

● 軸承安裝時軸承內徑與軸、外徑與外殼的配合非常重要（如圖5），當配合過松時，配合面會產生相對滑動稱做蠕變。

● 蠕變一旦產生會磨損配合面，損傷軸或外殼，而且磨損粉末會侵入軸承內部，造成發熱、振動和破壞。

● 過盈過大時，會導致外圈外徑變小或內圈內徑變大，減小軸承內部游隙。

為選擇適合用途的軸承，要考慮軸承負荷的性質、大小、溫度條件、內圈外圈的旋轉狀各種條件因素。

圖5 軸承與其他部件的配合

3、軸承間隙的調整

軸承間隙過小時，由于油脂在間隙內剪力摩擦損失過大，也會引起軸承發熱，同時，間隙過小時，油量會減小，來不及帶走摩擦產生的熱量，會進一步提高軸承的溫升。但是，間隙過大則會改變軸承的動力特性，引起轉子運轉不穩定。因此需要針對不同的設備和使用條件選擇核實的軸承間隙。

 

五、軸承溫升的計算方式

 

滾動軸承的摩擦是決定軸承發熱和運行溫度的關鍵因素。滾動軸承的摩擦損失在軸承內部幾乎都轉變為熱量,因而致使軸承溫升。摩擦力矩造成的發熱量可用公式表示：

Q=0.105×10-6M•n

式中：

● Q-發生熱量    kW

● M-摩擦力矩   N•mm

● n-軸承轉速   rpm

發熱量與排出熱量平衡，則軸承溫度穩定。一般運轉初期溫度急劇上升，但達到正常狀態則基本穩定。達到穩定狀態的時間，隨軸承的發生熱量、軸承箱等熱容量、冷卻面積、潤滑油量、周圍溫度等不同而不同。

 

六、總結

發電機運行時，軸承外圈允許溫度不應超過95℃，如果超過這個值就是發電機軸承溫度過高，也稱發電機軸承發熱。發電機軸承溫度高的原因是什么呢。軸承發熱是發電機最常見的故障之一。輕則使潤滑脂稀釋漏出，重則將軸承損壞，給用戶造成經濟損失。以上所述就是康明斯公司為您帶來的發電機軸承溫度高的原因及處理方法簡單介紹。

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