核电厂典型电机轴承失效分析

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1、核电厂典型电机轴承失效分析　　【摘要】基于核安全要求，核电厂需要多种系统运行支持其稳定安全运行，而这些系统中包括了大量的电机设备，通过对电机设备故障长期的大数据归纳可以看出，电机设备的损害很大一部分是其转动要件――轴承的失效造成。本文通过对一些典型的轴承失效案例进行剖析，找出轴承失效的原因，为保证此类部件的保养维护以及电机设备的长久稳定工作提供借鉴。　　【关键词】电机；轴承；振动　　1轴承失效说明　　1.1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

2、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。　　1.2轴承失效发展过程6　　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、

3、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。　　2核电厂某电机轴承典型失效案例分析　　其中核电厂的电机设备轴承失效大体上来说有30%属于疲劳损伤，40%属于润滑不良，30%属于轴承被染或装配不当。下面就0SEP601MO故障案例

4、分析其轴承失效原因。　　2.1故障描述　　2013年5月8日，淡水厂0SEP601MO电动机故障跳闸，同时上一级电源柜0SEP401AR跳闸，进一步检查发现电动机卡涩无法转动，随后对电动机进行解体检查处理，检查其损坏情况如下：　　在靠近非驱动端端部电动机定子与转子有扫膛现象，铁芯有损伤，定子磨损严重，出现绕组绝缘被破坏，造成定子绕组接地故障。　　电动机驱动端轴承严重损毁，轴承卡涩无法转动，轴承的保持架严重变形，轴承里滚子与轴承内圈完全咬死，无法取出，且轴承的外圈与滚子间有明显的磨损。轴承内的油脂已有炭化现象，在轴承腔室内产生大量的黑色结块

5、。　　2.2故障分析6　　通过0SEP601MO出现的以上故障现象，对电机的驱动端轴承6319损坏列出如下故障模式：　　1）0SEP601MO为变频电机，根据用水负荷运行转速不是恒定值，0SEP601MO电动机驱动端轴承设计要求的型号为6319型（铭牌要求），查检修记录发现，在2012年对电机进行解体时，更换过轴承，由于当时需向工程现场紧急供水，而备件只有6319/C3型轴承，所用轴承并非游隙正常，而是C3。选装了错误规格轴承。　　滚动轴承内部游隙的大小直接关系到电机运转过程中的温振、噪音以及使用寿命等。0SEP601MO的使用载荷P/C

6、r在0.1以下，无须选用游隙为C3的轴承，其保持架的耐温而磨性能不适用。因此，SEP电动机驱动端的轴承规格选型错误使其使用寿命大大降低。　　2）对于轴承的安装，采用基轴制过盈配合，轴承安装的过盈量直接影响游隙的减小量。如果轴承和轴的配合过盈量不足，会在配合面之间发生所谓蠕变滑动，随着轴承运行期间的磨损或温度的升高，发生蠕变的配合面产生间隙以至出现相对滑动，其结果会由于磨损导致轴承和轴的损坏。但如果轴承与轴的配合过盈量过大，则会使轴承原有配合间隙（游隙）变小，精度降低。当轴承在承受载荷旋转时，轴承套圈上的应力增大，轴承摩擦发热情况会较为严重

7、，由于外界或内在因素的影响，如温升引起的膨胀量、瞬时过载等，会引发轴承出现“咬死”现象（游隙变化失效）。因此，保证轴承与轴的配合在标准范围是非常重要的。　　从故障的结果看，轴承内圈与轴产生了严重的滑动磨损，并且过热温度很高（故障后的最高温度超过1600℃6），轴承保持架损坏的特征是在原始位置过热变形，未有断裂或脱落迹象。因此，从轴承运行时间和轴径磨损以及保持架损坏特征来看，怀疑轴承配合的过盈量不足。　　3）轴承润滑不足，从解体情况来看，轴承运转长期处于缺油状态，轴承形成粘着磨损，轴承表面的状态恶化。根据保养规程和铭牌信息驱动端轴承润滑周期

8、为2500h，而电机安装调试完成后还没有进行过润滑加油处理。　　4）联轴器不对中　　两轴对中偏心会造成附加的弯矩，而在转动一周的过程中，这个弯矩的方向也随之发生周期性变化。在解体电机前，对联轴