一、設備概況

引風機電機為湘潭電機廠生產的YYK710-6W鼠籠式電機，額定電壓6 kV，額定功率2 900 kW。額定轉速為993轉/分。支撐電機轉子的兩個軸承為滾動軸承，其中驅動端軸承為SKF生產的23044CC/C3W33雙列圓錐滾子軸承，非驅動端為SKF生產的深溝滾子軸承。兩個軸承的潤滑方式都是脂潤滑，兩個軸承都安裝在電機大端蓋的軸承座內。軸承座和大端蓋的加工精度直接決定了電機轉子和定子的同心度，現場無法調整。軸系示意圖見圖1。

圖1電機和引風機軸系示意圖

電機通過彈性聯軸器與引風機連接。引風機由兩個支撐軸承和一個推力軸承支撐。這三個軸承是滾動軸承，安裝在軸承箱中。電機和引風機大修時進行了解體檢查，更換了電機和引風機的所有滾動軸承。檢修后發現電機前后軸承軸向振動大，影響設備安全運行。

二、故障特點及原因分析1振動測試

測量電機和風扇的振動，發現風扇軸承箱的水平、垂直和軸向振動在20um以內，兩個電機軸承的水平和垂直振動在30u以內，而電機驅動端軸承的軸向振動達到125um，自由端軸承的軸向振動達到90um，如表1所示。

檢查電機兩個軸承螺栓無松動，振動無大的差異，排除連接剛度低導致振動故障的可能。

測試了電機前后大端蓋軸向振動的外特性。測點布置見圖2，測量結果見表2。從表2可以看出，小端蓋附近振動大，但與電機外殼連接處振動小，大端蓋下部振動小，上部振動大。

圖2電機兩軸承大端蓋軸向振動測點。

解開連接電機和風扇的聯軸器。電機獨立運行并測量其振動(見表1)。電機兩軸承水平、垂直、軸向振動無實質性變化，再次測量電機蓋軸向振動外特性無明顯變化。現場測量表明，電機側聯軸器跳動值小于30um。

2原因分析

電機帶風扇運轉時，風扇軸承箱的振動很小，說明風扇本身不存在質量不平衡、軸承損壞或安裝不良的故障。單轉電機的軸承振動與帶風扇的相比沒有明顯變化，可以排除聯軸器對中不良的故障，通過測量電機側聯軸器跳動可以排除電機聯軸器套筒不良的問題。

從表1中的測試數據，可以判斷出主電機體與電機的軸向振動較大。無論電機帶風扇運行還是單向旋轉，電機兩個軸承的水平和垂直振動都小于40um，都在優良標準之內，說明電機旋轉后平衡良好。此外，電機帶負載時，振動和空轉差別很小，可以排除電機轉子不對中引起的電機氣隙不均勻或籠條松動等電氣故障。

電機驅動端水平和垂直方向的振動頻譜見圖3。

由于整體振動較小，頻譜中整數倍頻的高次諧波比較明顯，但不能說明故障的具體原因。

計算出軸承外圈故障頻率為I頻率的11.3倍。如果滾動軸承沒有故障，任何故障頻率都不應該出現在當前頻譜上。從圖3可以看出，有明顯的工頻comp

從表1和表2中還可以發現，電機驅動端和自由端軸承軸向振動的主要成分基本相同，且振動遠大于水平和垂直方向的振動，而一般軸承損壞主要影響軸承的水平和垂直振動。一般軸承軸向振動的原因是軸承安裝不當，或軸承座受力點不在其幾何中心，使軸承在轉子轉動時會產生同步振蕩，造成軸向振動過大。

3故障確認

在驅動端軸承解體過程中，軸承外圈與軸承座之間有很大的張力。將軸承從軸承座中取出后，發現軸承外圈表面和軸承座內孔表面有拉毛痕跡，軸承座內孔粗糙甚至被腐蝕。一般軸承的外圈和軸承座的內孔都比較粗糙，這是不顧軸承座內孔粗糙強行安裝造成的。

電機驅動端軸承座的結構不同于一般軸承座，它有彈性阻尼減震器。其結構見圖4。該系統主要由一個墊圈、16個彈簧和一個圓周定位銷組成。墊圈的外徑接近軸承外圈的外徑，內徑略小于軸承外圈的內徑。墊圈與軸承外圈接觸的端面比較粗糙，另一面有16個凹槽和2個通孔。16個彈簧的一端安裝在16個凹槽內，彈簧的另一端安裝在軸承座小端蓋相應的16個凹槽內。小端蓋上的定位銷與墊圈的通孔相配合。軸承安裝后，軸承、墊圈和彈簧安裝在由內端蓋、軸承座和小端蓋組成的軸承腔內，小端蓋通過16個彈簧和墊圈軸向推動軸承外圈。

對于承受穩定載荷，外圈不承受扭矩的滾動軸承，安裝時外圈與軸承座之間應有一定的間隙，因此外圈在軸承座內有一定的軸向移動量。首先，軸承在軸承座中的位置可以自由調節。第二，系統通過彈簧阻尼系統將軸承外圈的軸向振動傳遞到小端蓋，可以大大衰減，本質上是通過增加系統阻尼來減少振動。同時，定位銷可以防止墊圈周向轉動，也可以防止軸承的外圈在軸承座內隨滾子和內圈轉動。

通過分析振動測試數據和軸承拆卸檢查過程中發現的問題，可以確定電機軸向振動大的原因是軸承外圈與軸承座的配合力過大，使減振系統失效，彈簧外圈的軸向力直接傳遞到軸承座上。另一方面，軸承外圈在軸承座中的位置不能很好地調整，使力在轉子上的作用點不能與軸承座的幾何中心重合，造成軸承座擺動。另外，墊片定位銷變形，也導致減震器無法正常工作。

三、故障處理

對于上述故障，應采取以下措施：

1)去除已經粗糙化的軸承外圈和軸承座內表面的毛刺，打磨光滑，然后裝入軸承座。

2)更換阻尼減振器墊圈上變形的定位銷。

重新加載后，測試電機空轉時的振動，結果如表3所示。電機兩個軸承的水平、垂直和軸向振動均小于30um，達到優良標準。引風機運行后，電機軸承振動略有增加，但最大值僅為36um，仍在優良標準范圍內。