摘要：轴承是电机的重要部位，一旦轴承出现问题，就会对电机的运行造成很大的影响。本文将分析轴承的失效问题。
关键词：轴承；失效；问题；分析
1.前言
为了保证生产安全，机电设备轴承的运行管理至关重要。针对轴承失效的问题必须要引起我们的高度重视，采用预防措施。
2.轴承失效说明
2.1轴承失效原因
根据最新的轴承寿命理论可知，只要轴承在特殊的工作条件地，当轴承的滚动面（滚动体及滚道）之间有一层限制污染物且能有效地分隔的油膜时，在理想状况下，就能避免轴承的表面破坏，以达到良好的运行状态，延长轴承的使用寿命。但在实际的运用过程中，经常会出现轴承失效的问题，轴承损坏的原因有：超负荷运行；装配配合过紧造成轴承间隙减小；轴承室密封不严混入污染物；电机转动部件不平衡衍生的振动等。不管何种因素造成轴承失效都会在轴承的上呈现与之相对应的损坏痕迹。找出这些轴承损坏的痕迹便可反推出失效的原因，再采取相应的对策。
2.2轴承失效发展过程
轴承开始失效的表现是会出现材料疲劳现象，当轴承生产出厂到出现第一个材料疲劳的时间长短与轴承的存放、轴承使用工况的转数、负荷大小、润滑品质有关。在负载表面下出现的周期性剪应力会造成疲劳，再运行一定时间后，这些剪应力就会发展成一些细微的裂损然后延伸到轴承的材料表面。轴承运转时滚动体会擦过这些裂痕，裂痕附近就会出现材料脱落。虽然最开始这种脱落情况很轻微，但随着应力和裂痕材料增加，会导致材料脱落面积不断增加，达到在一定程度后缺陷就会在轴承运转的振动和噪音方面表现出来，最终导致轴承失效不可用。
3.电机轴承主要故障
3.1与负载联接不当
电机与负载间的联轴器对中直线度不够，导致轴承与电机轴偏磨致使疲劳受损失效。这种情况的现象较明显，一般电机和负载的振动较大，观察后即可判断出原因，经过现场调整后很容易恢复。
3.2装配不当
轴承及其配合附件装配不当（如轴承与轴颈的配合公差选择不当、轴承与电机端盖或轴承盖安装不平），导致轴承的工作游隙为负值，轴承的疲劳寿命随着负游隙的增大疲劳寿命显著下降。这种情况电机振动大、声音异响明显，通过检查安装间隙、和轴承的工作游隙即可判断原因。要求一定要做好轴承的定位安装，附件配合间隙选择合理公差，且选择轴承的游隙时，一般使工作游隙为零或略为正为宜。
3.3润滑不当
润滑油脂增加过少或过多、油质不好导致轴承长时间发热，高温运行下轴承磨损加速甚至元件断裂卡阻，导致轴承疲劳失效。再就是目前我厂电机大部分轴承附件是采用的内、外油盖式结构，此种结构的缺点是密封效果较差，电机内、外部的灰尘容易被吸入到轴承内部，加速轴承的磨损而损坏。以上3种电机轴承失效原因中第三种情况所占比例最大，在统计的479次90kW以上大功率电机维修中第三种原因占到维修总数的72%，因此解决因润滑问题引起的轴承失效是解决电机故障的关键环节。
4.轴承润滑剂机理
为确保轴承处于良好的润滑状态，每台电机在设计时都会采用适合自己工况的润滑方式。虽然润滑形式不同，但所起的作用一样。润滑介质在轴承各工作表面上形成一层润滑油膜，润滑各个运动部件的表面，油膜把各个运动部件隔离开来，使它们不发生金属摩擦，减少磨损和发热；另外润滑介质还能带走局部高温热量，降低工作面温度使轴承内部的温度趋于一致。润滑介质还是轴承保持架动态运动的阻尼介质。良好的润滑是提高轴承使用寿命最有效的方法之一。在轴承的正常工作过程中，润滑剂必须参与到整个工作过程之中。在轴承润滑良好时，滚子和滚道就会对润滑油形成挤压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在接触部位上由于负载压力的作用会使金属面产生轻微变形，使得接触面积稍有增大，由于润滑油受到挤压使得其黏度增大变得黏稠，因此在轴承滚子高速转动的过程中往往是在润滑油尚未从摩擦副表面完全挤压出的瞬间就已经完成了一次“离合”挤压过程。在这个挤压过程中摩擦副表面上始终保持着一层均匀呈流体状态的油膜。
5.传统人工加油润滑存在的问题
5.1润滑油量不精确
在补充润滑油的时候，为了确保生产和设备利用率很难做到打开轴承压判断需要的补充量后再加注，大部分都是从预留在外的油嘴加注，加注量凭操作人员的经验决定，所以润滑脂的量无法达到要求。加注的不足或过度润滑是同一问题的两种截然相反的表现形式。电机轴承在缺少润滑脂时会因润滑不足而加重摩擦，从而导致疲劳失效，而添润滑脂也不易太多，太多的润滑也会加大轴承旋转部分和润滑脂之间的摩擦而发热，一般轴承盒内所放润滑脂约为全容积1/2～2/3即可，对于凭操作人员经验的加注方法而言，这一加注量的要求基本难以实现。
5.2润滑周期不准确
目前电机轴承的保养周期，大多是依照电机的转速按周期图进行分类保养。这种周期的制定是建立在大多数普遍工况下，而对油田复杂的工作现场和差别很大的工况而言即使是同一台电机受力端和空载端的润滑需要都不一样，电机负荷的变化也使同一个润滑点的在不同的工况下形成不同的润滑周期需要。而对多台需要润滑的电机，规定的保养润滑周期，更是只能作到适合多数润滑点，而不能按需加注。这就意味着多台电机轴承的润滑周期中，肯定有部分轴承的润滑周期是过长的或是过短的，这是当下轴承润滑保养工作的难点，也是困扰其他设备润滑保养的瓶颈。
6.轴承失效结论
电动机在之前解体时使用了不符要求型号的轴承，导致轴承承受载荷旋转运行初期间隙过大，滚动体与内外圈产生碰撞。也导致轴承套圈上的应力增大，以致轴承在工作面上形成早期的异常磨损，即使在运行初期润滑脂比较充分，轴承仍可能运行在一个相对较高的温度。随着运行时间的增加，因为温度的升高，轴承内部润滑脂性能也会快速下降，从而长期磨损轴承表面，降低了轴承的疲劳寿命。温度升高造成内圈膨胀导致轴承与轴之间出现滑动，内圈与轴发生滑动磨损，以致轴承内部温度急剧升高，滚子出现咬死甚至部分脱落，保持架也开始变形，轴承内套与轴这种面与面的摩擦所产生的热量更大，使得内圈上两个滚动体之间的部位因散热差而导致局部熔化。并且由于轴承与轴继续相对摩擦运动产生的异常磨损和高温将轴承内圈内表面和轴颈磨损成环状槽沟。轴承与轴径出现严重磨损后，电动机转子出现动不平衡，随故障的发展最终形成转子扫膛。扫膛破坏该处绕组的绝缘，从而造成了定子绕组的接地短路故障。随后保护动作，电动机的电源开关跳闸。
7.后续电机轴承关注问题
7.1加强电机轴承的状态监测
在对电机的日常巡检中，除了测量其振动值是否超标外，还要加强轴承温度的测量。当出现温振值异常升高的情况时，要进行电机参数的全面测量，包括电气和机械参数，如振动、温度、分贝值、电压、电流，振动方面尽可能进行频谱分析。提早发现异常，以防轴承失效情况蔓延。
7.2优化添加油脂周期
例如电机铭牌虽然标示的是2500小时的加油周期，但根据SKF轴承保养手册给出的润滑寿命期限是，6319轴承的润滑周期在正常负荷的工况下是1200小时。除了正常添加油脂外，还要注意排掉轴承腔室内的废油，避免油脂过多造成轴承滚动面之间的挤压。
8.结束语
总之，轴承失效后果严重，我们要采用有效的预防控制措施，提高轴承的运行效率。
参考文献
[1]刘泽九，编.滚动轴承应用手册[M].北京：机械工业出版社，2015
[2]T.A.Harris，著.滚动轴承分析[M].罗继伟，等译.（T. A. Harris. Analysis for Roll Bearing[M].Translated by LUO Ji-wei, et al.）
论文作者:董娜
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/28
标签：轴承论文; 电机论文; 润滑脂论文; 磨损论文; 周期论文; 游隙论文; 工况论文; 《电力设备》2017年第21期论文;