(郑州市郑东新区热电有限公司 河南郑州 451464)
摘要：在工业生产过程中，电动给水泵电机是重要的机械设备，发挥着不可或缺的重要作用。但电动给水泵电机的运行环境比较复杂，经常出现各种各样的运行故障。为了确保电动给水泵电机的安全、稳定运行，需要结合电动给水泵电机端部故障的特点，采取相应的处理措施，从而延长电动给水泵电机的使用寿命。
关键词：电动给水泵；电机轴承；轴向磨损；原因；处理
引言
轴承用于支承轴及轴上零件，既保持轴的旋转精度，又用于减少轴与支承的摩擦磨损，在机械设备中的作用举足轻重，可以说轴承的好坏很大程度影响着机械的质量。随着科学技术的发展，轴承的服役环境越来越苛刻，对轴承的使用要求也越来越高，例如高精密、耐腐蚀、无磁、高温高速等。因而，如何提高轴承使用寿命意义重大。众所周知，材料失效的主要形式包括磨损、断裂和腐蚀，其中由摩擦副之间摩擦所导致的磨损失效约占设备损坏的70%，轴承亦不例外。电机轴承安装时，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与端盖轴承室的配合采用基轴制，其外圈与端盖的轴承室配合一般是过盈配合，即外圈的尺寸大于轴承室的尺寸。电动机在正常运行时轴承外圈是静止的;而当轴承室发生了磨损，达到轴承室的尺寸大于外圈的尺寸时，轴承外圈就会随着轴承滚子和内圈与电动机转子一起转动，也就是我们常说的“跑外圈”。轴承外圈与轴承室之间的这种相对运动形成的摩擦，将会使轴承室被磨损的更为严重，导致电机转子无法平稳转动，造成轴承发热和电动机振动，如果不及时处理，就会损坏电动机。
1给水泵组简介
1.1系统功能
电厂给水系统的主要功能是在不同工况下向锅炉提供满足要求的给水。电动给水泵为给水提供动力以满足锅炉的压力要求。该系统功能是配合给水流量调节系统，将除氧器中的水抽出、加压、并经过高压给水加热器送到锅炉。
1.2系统组成及事件背景
电动给水泵容量大、耗电多，是主要的耗电设备。本公司配套按单元制设置了两台100%容量的电动给水泵，其采用的是液力偶合器的调速给水泵，结构为水平卧式离心泵，五级叶轮。给水泵型号为：200TSBII-J，配套电机型号为YKS800-4，调速型液力偶合器型号为：YOT51。由于采用了诱导轮技术，该泵不设前置泵。除氧器可根据需要采用定压或滑压运行，正常运行形式为一台运行一台备用。
在机组停运期间，拆除给水泵组所有设备之间的联轴器，对给水泵进行了解体检修。检修结束首次启动电动给水泵前，检查油箱油位、各轴承润滑油回油及外部管道和阀门均正常，符合启动条件。启动电动给水泵后，再次对电机、泵轴承回油、振动情况、油箱油位及冷油器等进行检查，未发现异常。但运行5min后，发现电动给水泵电机靠近液力耦合器端轴承上部温度异常，8min后超过60℃并持续上升，16min后超过80℃，于是立即采取停泵措施。停泵后，开始清理润滑油滤网，并手动盘动转子(盘动位置为电机与液力耦合器联轴器处)检查，无法盘动，采用工具加力后仍无法盘动。揭开轴承盖后，发现转子与轴承轴向碰磨，轴瓦推力面乌金融化。
2电动给水泵电机轴承轴向磨损原因分析
从电机轴承解体后的检查情况来看，轴瓦推力面乌金融化已露出瓦胎面，轴瓦下部仅靠近推力面处乌金融化，其余部分乌金无融化和磨损痕迹，因此判断不是缺油造成的烧瓦，而是较大的轴向推力作用在转子上，使电机转子发生轴向窜动，导致转子轴肩与轴承推力面碰磨，造成推力面乌金融化。
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本次电机磨损原因主要有以下两点：
(1)电机磁力中心有偏差。电机磁场主要体现在定子和转子的间隙处，即气隙磁场；气隙磁场的磁力线全部垂直于转轴而没有分量的一个位置就称为磁力中心线，滑动轴承电机的转子应放置于磁力中心位置或转子轴向游动的中心位置(机械中心)。电机在安装前检查核实磁力中心指示，按照出厂时的磁力中心指示，将转子定位在磁力中心位置。如果无法确定磁力中心的位置或制造厂没有提供磁力中心位置的标志，那么要把转子放在机械中心，通过单转电机来检查确定磁力中心位置。由于部分被驱动设备在运行时会因介质温度较高而产生热膨胀，整个轴系会发生轴向位移，因此为保证电机转子在设备运行状态下始终处于磁力中心位置，安装时就应调整好电机与被驱动设备之间的距离。该距离就是轴系热膨胀产生的轴向位移，制造厂在设备设计制造时应计算该轴向位移，并在说明书中提供具体数值。一般，出厂时都会在电机上标注磁力中心外引对中指示。对于大型高压电机，在连对轮前应单独启动电机，根据空转后停留位置检查磁力中心对中指示是否正确，然后再装联轴器紧固螺栓。尽管部分弹性联轴器允许少量的轴向不对中，但是微小的失调可能造成轴系产生巨大的振动。为此在泵或电机检修时未注意磁力中心线对中问题，会造成泵和电机的相对位置发生变化，从而导致联轴器间的距离发生变化。此时，强行连接联轴器，电机转子会被强制拉动窜轴，在电机转动后就会发生轴向碰磨，甚至烧瓦。本次检修因仅拆除联轴器，未对电机进行解体检修，也未解体拆除电机和液力耦合器地脚螺栓，因此排除设备整体移动，未核实磁力中心线而发生的轴向窜动。
(2)联轴器长短变化造成轴向推、拉力。电机与液力耦合器、泵与液力耦合器均采用金属膜片联轴器连接。膜片联轴器是一种金属干式挠性联轴器，它通过较薄的高强度合金钢片产生弹性变形来实现联轴器的挠性传动，具有径向、角向和轴向的多向补偿，及减振和隔振功能，具备在环境温度变化大、粉尘多、有酸碱性介质等相对恶劣的工况下正常工作的能力，解决了非金属弹性元件在非常温环境中因物理性能降低而导致承受扭矩下降的问题。膜片联轴器中的金属膜片一般由多层高强度合金钢薄板组成，实际使用中因联轴器尺寸大小或设计原因而分为整体式和分片式。这两种结构的外观在固定后一致，只是安装、检修工艺上有所区别：整体式的直接通过螺栓安装在两个对轮之间，正反面都一样，拆卸和安装时一般不会发生多片或少片情况，紧固螺栓后不会造成联轴器伸长或缩短；而分片式在安装时需要注意膜片的数量和螺栓定位的金属平垫圈位置，以免因膜片数量减少、固定螺栓时膜片两边加装的金属平垫圈缺失或位置不正确而造成联轴器变短。本次检修的联轴器膜片就是分片式，在回装时因螺栓定位的金属平垫圈装配位置错误，造成联轴器变短，电机转子在外力作用下发生轴向窜动。
3故障处理及结果
根据以上分析，修复电机轴承磨损部位乌金，回装电机轴承后单转电机，轴承振动、温度均正常，停止后检查磁力中心外引指示，也符合制造厂家出厂标示。重新进行轴系中心测量调整，测量电机与液力耦合器联轴器间距离符合要求，纠正金属膜片联轴器的安装方式。再次启动电动给水泵组，持续运行正常未发现异常，故障消除。
结束语
综上所述，电机轴承磨损的主要原因是因为日常检修的标准不高，维护不到位造成的。而在选择处理方法时要根据设备自身的状况和工期的长短进行选择，对于一些重要负载设备，在工期、工艺等条件都满足的情况下应尽可能选择镶套或修补的方法，以确保设备修后能长周期的可靠运行。
参考文献:
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②闫金安，岳金星.火电厂电动给水泵电机端部故障浅析[J].才智，2013（14）：39.
③闫金安，岳金星.电动给水泵电机端部故障分析及改进[J].电力安全技术，2011（08）：37-38.
论文作者:1任永胜,2杜忠友
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/11
标签：联轴器论文; 电机论文; 轴承论文; 转子论文; 磁力论文; 给水泵论文; 磨损论文; 《电力设备》2018年第17期论文;