高压电动机在各生产系统中担负着主要的动力，一旦发生故障，可严重影响到整个生产过程。在发电系统的高压电动机，发生故障可严重影响到发电机组的正常运行。近年来，随着电机产品的不断改进和发展，电机的电气故障大大减少，但是因轴承损坏而造成电机的故障还有很多。根据对电机故障的统计，因轴承损坏而造成的电机故障，约占了电机全部故障的70%以上。

　一、电动机轴承故障分析：

　　高压电动机轴承发热损坏故障的主要原因有：1、轴承运行中的维护问题； 2、轴承与润滑的问题；3、轴承的检修与安装问题； 4、电机缺陷或机械对轴承的影响问题；5、轴承的设计和结构问题。

　　对于正常运行的电动机，当轴承发热严重或发生故障时，一般原因是轴承的维护问题或轴承是否已到了更换的周期，因为轴承的正常维护是保证和提高轴承寿命的一个重要手段。

　　对于检修后的电动机，当轴承发热严重或发生故障时，一般原因是轴承的拆装对电机的零部件或新轴承造成了损伤，新轴承的选用不当或润滑脂的使用问题。

　　对于运行一个阶段的电动机，当轴承发热严重或发生故障时，一般原因是因为电机的长期运行，使电机的某些零部件变形、定转子位移、电机的振动以及所拖动的机械对电机的影响等原因，而造成了电机轴承的发热和损坏。

　　对于轴承一直发热损坏的电动机，其原因往往是多方面的综合因素。当排除了以上几种原因而仍然不能消除轴承的故障，此时应考虑该电机在出厂设计方面是否存在不足。

　1、 轴承的选用问题：

　　早期的高压电机和现在的部分高压电机轴承结构是，负侧为“圆柱滚子轴承”，空侧为“向心推力球轴承”。在电机的运行中，因为温度的变化，转子的长度也在变化，因为空侧的轴承属定位轴承，所以转子长度的变化即由负侧的“滚子轴承”予以调整。此种结构如果电机与机械的连接为“弹性联轴器”，对电机的影响不大，但如果是“刚性联轴器”则很容易造成电机的振动和轴承的发热甚至损坏。

　　部分高压电机的轴承采用的是“中型滚子轴承”，该轴承的径向承载能力大大超过计算值，但轴承的允许转速则与电机的实际转速相差很少甚至不够。例一，Y560-4-1250KW的高压电机，其结构负侧为双轴承，外轴承是#N332中型滚子轴承，内轴承是#6332深沟球轴承，空侧同样是#N332轴承。根据轴承的数据规范，#N332进口轴承的允许转速为1500转/分，而国产轴承仅为1400/转，这既是造成轴承发热、损坏的主要原因。另外，负侧双轴承结构的高压电机其轴承的运行温度一般偏高。因为双轴承结构的端盖、轴承套等部件的轴向尺寸过大，其零部件加工时的形位公差要求严格，如果超差过大，即可使轴承在旋转中承受额外的负载，造成轴承的发热和损坏。

　　部分高压电机的定位侧轴承采用了“双列调心式滚子轴承”，该轴承的优点是，可消除电机端盖、轴承套等部件所产生的形位差，保证转子运行的稳定，但是该轴承只能承受较轻的轴向负荷。电机静、转子磁极中心的误差，转子在热胀冷缩变化下所造成磁极中心的位移，机械对电机的影响等原因，都可造成电机转子轴向力的产生。在轴向力大于了该轴承所承担的范围，即可造成轴承的损坏。

　2、轴承附件的结构问题：

　　早期高压电机的轴承附件结构，大部分是采用的轴承套和内、外油盖的结构，无防尘装置。此结构的优点是简单，缺点是密封差，电机内、外部的灰尘很容易进入到轴承内部，加速了轴承的磨损而损坏。

　　部分高压电机轴承结构，在轴承的外侧装有距轴承间隙很小的挡油盘，这样看似可使轴承的润滑脂保持充足，但是也存在着很多缺点：不利于轴承的散热和润滑脂的循环，使轴承在运行中的温度过高；电机小修时无法对轴承进行检查，电机大修时无法清洗检查轴承，只有更换，造成不必要的浪费；因检修和轴承的更换，容易造成挡油盘的松动，使其在运行中产生异音或从轴上脱出，造成严重的故障。

　　部分高压电机采用了端盖、轴承套为一体的结构。此种结构的电机端盖在加工时要求的形位公差较为严格，尤其是双轴承的结构，其轴向尺寸较大，如果超出了轴承间隙所允许的范围，即可造成轴承的发热和损坏。

　　目前大部分的高压电机轴承结构均加装了轴承的密封装置，但与某些运行良好的进口电机相比较，还存在轴承油室过小、润滑脂的排出结构不良、和轴承定位及散热方面的欠缺。

二、电动机轴承故障处理：

　　（一）对于正常运行的电动机，应重点分析轴承的维护问题和轴承的更换周期。

由润滑脂润滑的轴承，一般在2000小时左右应对轴承进行一次润滑脂的补充，根据轴承的大小补充适量的润滑脂。在电机的小修时，应尽可能地打开轴承盖，更换新的润滑脂。在润滑脂的补充或部分更换时，应注意用相同牌号的润滑脂，否则因为化学的反应而使润滑脂失去作用，造成轴承的损坏。

　　对于检修后的电动机。在电机的大修时，大部分轴承进行更换。所以在轴承的更换时，应注意以下几点，否则在电机检修后因为轴承的装配或零部件的尺寸问题而造成轴承的损坏。

　　1、旧轴承在拆卸时应尽量采用加热的方法，避免对轴的损坏。

　　2、旧轴承拆下后，应测量、校核该处的轴径和轴承室内孔，并符合电机设计时的公差。如果轴径的公差超标，可能造成轴承间隙过小而发热或造成轴承在运行中从轴上脱出的故障，如果轴承室内孔的公差超标，则可能造成轴承不易安装或运行中产生异音。

　　3、测量、校核轴承室的厚度、轴承盖止口长度尺寸，计算出轴承在轴承室内是否保证轴向的稳定。尤其是定位侧轴承，轴承良好的轴向定位是保证电机运行稳定的一个重要条件，否则可造成电机运行中的振动或异音。

　　4、新轴承安装前应使用润滑油或轴承加热器进行加热，加热温度100℃至105℃时安装，如不到位时，应使用合适的轴套或紫铜棒均匀的敲击轴承的内套到位，注意不能使滚珠和保持器吃力，以免造成轴承的损坏。

　　5、滚动轴承是精度比较高的，其内外圆的直径尺寸误差一般在10μm以内，硬度在60HRC左右。高压电机所使用的轴承，保持器的材料一般是钢和铜的较多，钢保持器（后置代号F1）的优点是耐磨性强，在轴承的温度过高时不容易产生金属粉状。铜保持器（后置代号M）的轴承因材料性能的原因，在旋转中更加稳定，并且噪音小。轴承的径向间隙一般选用稍大于标准间隙（后置代号C3）的轴承。一般电机的轴承与轴是过赢配合，部分电机的轴承与轴承室也为过赢配合，这样即可使轴承的径向间隙减小，造成轴承运行中发热。所以电机的轴承一般应选后置代号为（M / C3）的较为合适。

　　6、电机使用于不同的环境应用不同的润滑材料，润滑油润滑的轴承和特殊环境下的电机，一般都有特殊的要求。目前因电机绝缘强度的提高，其电机的运行温度也提高了很多，这就要求电机轴承所使用的润滑脂，其允许温度也应提高。尤其是冷却方式为空侧进风负侧出风的电机，负侧的温度就偏高，如果使用了允许温度过小于的润滑脂，往往在轴承温度过高时，润滑脂碳化而失去作用，造成轴承的严重损坏。所以，电机轴承所使用的润滑脂，一般应在-20℃～120℃以上的范围。

（二）对于运行一个阶段的电动机，应考虑电机零部件变形、定转子位移、电机振动及所拖动的机械对电机的影响等原因。

　　1、因零部件的变形而造成尺寸公差、形位公差的超标，即对轴承造成影响；电机静、转子磁极中心偏差过大，则可造成定位侧轴承发热甚至损坏。所以对轴承损坏较多的电机，在解体时应首先打开非定位侧，检查静、转子的轴向铁芯位置是否正确，如果误差过大，应修正加工零部件或采用垫片的方式予以调整。对轴承的主要部件（轴承套）应进行尺寸公差和形位公差的测量，必要时应进行更换。

　　2、电机运行中如果振动过大，在电机解体后应对转子进行动平衡校验，保证了转子在运行中的稳定，可大大延长轴承的使用寿命。

　　3、电机所带动的机械对电机轴承的影响也是一个重要因素。如果电机与机械的联轴器为弹性连接，其影响不是太大。但如果是钢性连接则应分析其电机的结构，如果定位侧在空侧，电机转子的热胀冷缩，可造成电机空侧轴承的轴向负荷过大而损坏。

　　对于轴承一直发热损坏的电动机，则考虑是否应对电机的部分结构进行合理的改造。高压电机的轴承故障因素很多，往往故障的现象相同而主要矛盾是不同的。参照某些进口的而不易发生轴承故障的高压电动机结构，根据其轴承结构方面的优点，对照常发生轴承故障的电机，找出结构上的不足进行改造。其改造设计的原则如下：

　　1、首先根据电机的转速、功率与负载，确定轴承的正确选用。在允许的情况下，应尽量将负侧改为“深沟球轴承”，空侧可采用与负侧相同轴径的“轻型滚子轴承”。这样可使电机转子在冷、热状态的长度变化时，其轴向伸缩位移在空侧，确保电机与机械连接处的定位。

　　2、尽量加大轴承油室，也就是将轴承外油盖轴向尺寸尽量加大。改造轴承外油盖时，可根据电机轴向的实际尺寸，如果轴向空间允许，一般可将外盖内的轴向空间尺寸加大至轴承外径的1/4左右为适，这样可使电机轴承运行温度下降。在轴承外盖改造的同时，对润滑脂的加、放油孔同时进行合理的设计、改造。

　　3、如果在轴承的改造中转子需要进行机械加工时，最好在转子轴承档外侧加工成细螺纹，利用开槽式定位螺母和19齿锁垫（见右图）将轴承进行轴向固定。据分析，此结构不但可起到轴承良好的定位作用，而且可在轴承的旋转中起到散热、冷却的作用，使轴承温度进一步降低。

　　4、在轴承盖改造的同时，应尽量在轴承盖的外侧设计加装铝合金密封盖。对于IP44以上全封闭式电机，可只对外轴承盖加装，对于IP23的电机，应该对内、外轴承盖全部加装密封盖，确保轴承内部的清洁。根据部分进口高压电机的结构分析，密封盖采用“铝合金梯形槽”的密封效果较好，而且该密封的结构简单（见右图），与轴承盖组装为一体，在电动机的检修时可不必拆卸。另外，该密封盖的内孔与轴可设计为较小的间隙，如果与轴有微小的磨擦而不至造成故障。

　　5、根据外轴承盖改造所设计的加、放油孔，制做、安装润滑脂排油良好的装置，保证在电机的运行中对轴承进行加、排油的维护工作。

　　综合以上对轴承及附件的改造，对于不同的电机结构，应设计不同的改造方案。根据对常发生轴承故障的高压电动机改造经验看，所达到以上改造的项目越多，对于轴承故障的处理越好，全部改造的典型结构（见右图）。当然，在电机的改造中，要根据电机的结构、尺寸等实际情况进行。用简单的改造方案能解决了电机轴承发热、损坏的问题，可不必对电机进行大的改造。例某电机轴承发热、损坏的主要问题是油室过小而造成，则可只进行轴承外盖的改造。某电机因轴承挡油盘而造成的轴承发热，则只对挡油盘进行改造，以解决主要的问题，达到事半功倍。

　　总之，电机的种类繁多，故障也是不同的。综上所述，轴承的选用、附件的结构、轴承的质量、润滑脂的使用、检修的质量、电机的缺陷、维护的问题及机械的影响等，都是造成电机轴承发热、损坏的因素。有的电机运行中轴承发热严重，因不能停机处理，即采用通风机降温、淋水降温或外表通水降温措施，这样看似解决了轴承的发热，但是没有解决轴承发热的根本。在发生了电机轴承故障后，往往进行了轴承的更换或更换了高质量的润滑脂，或对被拖动的机械做了一定的工作，或加强了运行中的轴承加油维护次数等工作后，轴承的故障减少了，为此认为是找到了轴承故障损坏的原因。但是往往有些电机轴承的故障，就像病人得了需要手术的病相似。使用好的药物并保证每天的治疗，往往可控制病情的发展。但是，要彻底去掉病根，使病人完全康复，还是需要进行手术，去掉病原或者更换器官，这也就是电机轴承改造的目的。根据多年来处理高压电机滚动轴承发热损坏故障的经验，对于这类轴承一直发热损坏的电动机，从根本上改变了电机轴承的结构或轴承附件的结构后，彻底解决了电机轴承的故障，收到了良好的效果。（作者：华能济南黄台发电有限公司电机高级技师 刘兴利）