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0  引言

　　滾動軸承或滾動軸承裝置是高壓防爆電機的關鍵部件，是電機轉子系統的支撐點。滾動軸承的損壞是造成高壓防爆電機不能正常使用的重要原因。據我公司售后服務反饋的高壓防爆電機故障分析統計，60％以上的故障是防爆電機滾動軸承的損壞，主要有：電機抱軸、軸承溫度高、軸承壽命短、更換頻繁、軸承響聲異常、保持架磨損、軸承電蝕、振動大等。

　　造成高壓防爆電機滾動軸承不能正常使用的主要原因有：軸承設計選型不合適；軸承裝置結構設計不合理；運輸使用過程中的維護保養不當。因此，結合我們在日常工作中的經驗體會，談談滾動軸承使用選型的依據、軸承裝置結構設計的特點以及高壓防爆電機滾動軸承在使用中應注意的事項，以減少滾動軸承的損壞，提高高壓防爆電機使用的可靠性。

1  選型

　　要做好高壓防爆電機滾動軸承的選型，首先要了解防爆電機現場使用工況，主要包括電機所驅動的負載(泵、風機、壓縮機等)、工作制、是否頻繁啟動、載荷是否波動等；其次在充分分析現場工況的基礎上，選定滾動軸承的類型，并確定前后軸承的配置；最后根據軸承壽命計算確定選用滾動軸承的大小。

　　在高壓防爆電機中使用的滾動軸承主要有：深溝球軸承、角接觸球軸承、四點接觸球軸承、圓柱滾子軸承，各種軸承的使用特點和性能參數可參考軸承制造商的選型樣本。

　　高壓防爆電機中常用的軸承配置有：三軸承結構和兩軸承結構，兩軸承結構中有“一球一柱”和“兩球”配置；三軸承結構中前軸承為柱軸承+球軸承或柱軸承+四點接觸球軸承，后軸承為柱軸承。

滾動軸承的壽命計算可依據標準ISO 281—1990的計算公式：

L10h=(106/60N)X(C/P)F    (1)

式中L10h——基本額定壽命(90％可靠性)，h

C——基本額定動負荷，kN

P——當量動負荷，kN

N——轉速，r/min

F——壽命公式中的指數，球軸承為3；滾子軸承為10/3

　　高壓防爆電機滾動軸承的計算壽命一般不低于4000h。但并不是計算壽命越大越好，因為計算壽命取值過大，導致軸承選型太大，滿足不了滾動軸承的最小負荷要求，在運行中形成滾動體的有害滑動，導致軸承過早的損壞。因此，滾動軸承的計算壽命控制在適當的范圍即可。滾動軸承選型中應注意的滾動軸承的工作轉速，軸承制造商的選型樣本中均提供了不同型號規格的軸承允許使用的工作轉速。超過軸承允許使用的工作轉速，會導致滾動軸承壽命的急劇降低。為了使軸承良好的運行，選擇滾動軸承的徑向游隙十分重要。一般的準則，球軸承的工作游隙應為零，或者有輕微的預緊。在實際應用中，建議選用大游隙的C3組，選用大游隙的滾動軸承，雖然軸承噪聲大一些，但有利于降低滾動軸承的運行溫度，提高軸承的使用壽命。

2  設計特點

　　防爆電機滾動軸承裝置主要由滾動軸承、軸承內蓋、軸承外蓋、甩油環、注油裝置及排油裝置、軸承座、測溫元件等構成。防爆電機的類型不同，軸承裝置的結構形式相差很大，增安型與正壓通風型的與普通電機結構相差不大，只要達到IP44以上防護等級即可。隔爆型電機的滾動軸承裝置形成電機內外的主要隔爆面，軸承內蓋與電機軸配合的旋轉密封部位是主要的隔爆面，有關的尺寸要求應符合CB 3836．2—2000爆炸性氣體環境用電氣設備  第2部分：隔爆型“d”。由于隔爆型電機的隔爆間隙均比較小，容易與軸相擦，導致電機抱軸，因此與普通電機相比，隔爆型電機零件的加工精度高，尺寸公差控制嚴，軸承裝置的注油管道要順暢無阻滯，排油結構應確保排油通暢，也可設計成開啟式。

3  工作溫度

　　通常，軸承的溫度隨著運轉的開始而慢慢上升，1－2h后達到穩定的工作狀態。如果軸承發生故障，則軸承溫度會急劇上升，出現異常高溫，這時必須停止運轉，采取必要的防范措施。滾動軸承的工作溫度不得超過95℃，報警溫度為90℃，停機溫度為95℃，軸承的工作溫度不應超過相關防爆標準所規定的極限溫度。通常每個軸承設有測溫元件(Pt100)，將其引線引入測溫接線盒內，提供遠傳溫度信號或進行溫度顯示，軸承測溫點的位置距離軸承外圈不超過10mm。

4  潤滑方式及潤滑劑

　　軸承潤滑的目的是要在構成軸承的滾道輪、滾動體及保持架相互接觸的部分形成一層油膜，以防止各面直接接觸，具有減少摩擦及磨損、延長疲勞壽命、排出摩擦熱、防止異物侵入、防止生銹與腐蝕的作用。

　　潤滑的方式有兩種，即脂潤滑和油潤滑。高壓防爆電機滾動軸承的潤滑方式絕大部分為脂潤滑，但有少數稀油潤滑，高壓防爆電機的潤滑方式通常標注在電機的注油牌上，應注意按注油牌的內容加注潤滑脂或潤滑油。

　　對于稀油潤滑的滾動軸承，經常使用的潤滑油為：汽輪機油L—TSA460但粘度為ISO VG46的其他品種的潤滑油也可使用，使用時應經常注意油標的油位顯示，如果油位低于油標的中心線，應立即補充潤滑油。

關于潤滑脂的選用，我們提供如下建議：

(1)各種潤滑脂主要由基礎油、增稠劑、添加劑組成，同一個種類的潤滑脂，牌號不同性能相差很大，因此，原則上牌號不同的潤滑脂不能混合使用，以避免潤滑脂性能的降低。

(2)選用潤滑脂時，應考慮軸承的工作溫度、工作速度、軸承的種類與大小、負荷狀況、外部環境，詳情請咨詢潤滑脂的供應商或電機制造商。

5  維護與保養

　　儲存期超過半年或停機超過2個月后再次使用的防爆電機，應檢查軸承裝置的狀況。如有嚴重污染、無油、油干、零件銹蝕等狀況時，需將防爆電機的軸承裝置進行解體，徹底清洗軸承及與軸承相關的部件(注油管、軸承內蓋、軸承外蓋、擋油環、排油盒等)，然后重新加注潤滑脂。加注時，滾動軸承內部應加滿潤滑脂，軸承內蓋與軸承外蓋所形成的空腔的填脂量為整個空腔的1/3－1/2。

　　潤滑脂經過一段時間使用以后，特性會變差，潤滑功能會降低，因此要適時補充潤滑脂。潤滑脂補充的時間間隔與補充數量打在防爆電機的注油牌上，應按照注油牌數據及時補充潤滑脂，才能保證滾動軸承的可靠運行。

　　注油牌上的加油周期及數量適用于軸承70℃及以下工作狀態，但當軸承溫度超過70℃時，軸承溫度每上升15℃，潤滑脂的補充間隔時間減少一半。

　　在設備定期檢修時，為了防爆電機在下一檢修周期內的可靠運行，應拆檢軸承裝置，必要時更換軸承。

6  安裝與拆檢的注意事項

在軸承的拆裝中應注意以下內容：

(1)在拆裝的過程中應注意保護電機的隔爆面，避免磕碰及劃傷，防爆電機滾動軸承裝置的檢修應符合標準GB 3836．13－1997爆炸性氣體環境用電氣設備  第13部分：爆炸性氣體環境用電氣設備的檢修的相關要求。

(2)保持軸承及周圍清潔，使灰塵不至于侵入軸承。

(3)小心謹慎地使用軸承，在使用中給予軸承強烈的沖擊，會產生傷痕與壓痕，成為事故的原因。所以，應使用恰當的操作工具。

(4)要注意軸承的銹蝕，手上的汗會成為軸承生銹的原因。

(5)如果拆下的軸承要重新使用或安裝軸承時，拆裝軸承的作用力要作用在滾動軸承的內圈上，絕對不能作用在軸承的其他部位。

(6)熱裝滾動軸承時，在加熱的任何點，溫度均不能高于120℃，避免造成滾動軸承的變形和再次退火。

(7)安裝滾動軸承時，確保標示軸承型號的一邊朝外，軸承的型號均打在軸承內圈或外圈的端面。

(8)清洗滾動軸承時，應分兩次清洗。粗洗時，用刷子或無絨布蘸清漬油或汽油清洗，清洗時不應轉動軸承；清洗時，將軸承放人干凈的油池內，邊轉動軸承邊清洗。

7  運轉檢查與故障處理

　　運轉中的檢查項目有軸承滾動聲、振動、溫度、潤滑狀態等，如有異常狀態，按表1處理。

表1

　　判斷軸承可否再次使用，要考慮軸承損傷的程度、機械性能、重要性、運轉條件及檢查周期等。如有下列缺陷，軸承不能使用。

(1)內外環、滾動體、保持架中有裂紋和出現碎片；

(2)內外環、滾動體中有剝離的；

(3)滾道面、擋邊、滾動體有顯著卡傷；

(4)保持架的磨損顯著或鉚釘松動；

(5)滾道面、滾動體有生銹和傷痕；

(6)滾道面、滾動體有顯著的壓痕和打痕；

(7)內環內徑面或外環外徑面有蠕變；

(8)過熱變色厲害。   

8  滾動是否異常的判斷

　　由于滾動軸承是旋轉部件，在運轉過程中，不可避免要發出各種聲音，在檢查軸承的滾動聲時，應據滾動聲的大小及音質進行辨別，以區分正常聲音與異常聲音。但軸承聲響的判斷，國內外尚無定量的標準，據我們的經驗認為：在整機噪聲合格、振動合格、軸承溫度合格的前提下，軸承聲響連續、無間歇雜音；運行平穩、無起伏；聲響均勻無尖叫，這些情況下的軸承響聲并不影響軸承的使用，是正常的滾動聲，高壓防爆電機可正常使用。