电机轴承故障案例分享——添脂后升温


电机轴承故障案例分享——添脂后升温
    最近接到一些工程师提问关于电机轴承润滑问题,其中不乏典型的案例。为便于帮助大家积累相应的知识和经验,分享其中之一。由于尊重技术隐私的原因,本文适当地遮蔽一些相关信息、称谓,但并不影响整体逻辑判断的梳理。


案例还原

   中国北方某工厂2021年1月中旬对一台250KW电动机进行维护,补充润滑脂。电机使用的是双深沟球轴承结构,轴承型号为6316/C3。轴承原来使用的润滑脂为某国际品牌2号脂,现场添加润滑脂10克左右。


    补充润滑之后,电机轴承振动开始上升,同时电机轴承温度开始上升。经过将近2个小时,电机轴承的温度和振动仍然保持上升趋势。其中电机轴承温度有25摄氏度左右上升至39摄氏度左右。


    现场准备切机,此时电机轴承温度开始下降,电机轴承振动明显下降。电机状态逐步回复,随之取消切机预案。


 电机轴承温度如下图所示:




    现场工程师查询这台电机历史故障记录发现2020年11月出现过类似现象,持续月3.5小时。2020年9月类似情况出现,持续40分钟。


    现场工程师希望了解问题所在。



案例分析

    整个事故与现场润滑补充有关,因此检查的重点在于补充润滑的环节。


    首先,事故现象描述中,没有提及润滑脂牌号、厂家等更换的情况。在油脂更换的过程中,如果出现油脂混合(不同厂家,或者相同厂家的不同牌号润滑脂的混合等)有可能造成润滑脂之间的相互反应,因此严重的影响润滑性能。同时这种情况是在不做处理的情况下不是可逆过程。而现场故障表明,在观察其间,没有做额外处理,现象持续几个小时候自动消失,因此可以很大程度上排除混油的问题。经确认,确实没有混合油脂的情况。


    第二、油脂添加量:这台电机使用的轴承是6316。根据轴承的型号我们可以计算轴承补充润滑所需的油脂量:



    这个公式适用于没有自带补充润滑的轴承,适用于当下场景。公式中D为轴承外径,B为轴承宽度。


    经过计算不难发现,6316补充润滑应该添加的润滑脂量为33克。而实际添脂量为10克。未达到补充润滑脂量。因此排除添脂过量的考虑。


    第三、油脂添加方法:现场检查油脂添加方法正常。根据电机轴承振动、温度自动还原的现象,也可以排除有污染等问题。现场的操作顺序是,取来油脂,注脂设备注入,完成添脂。


    整个过程貌似合理。


注意

   笔者注意到,电机补充润滑的时间是1月中旬,电机所在地为中国北方。联合油脂经过3个多小时回到正常状态的症状,笔者推断润滑脂添脂的之前,并没有做同温处理。经询问,果然证实,添加润滑脂之前没有同温处理,直接补充润滑。并且,这种添加方法一直使用。观察前几次相似案例,不难发现11月份的案例与当下案例几乎一致,而9月份的案例症状轻。这正负荷笔者判断。因此破案,建议以后补充润滑之前做适当的同温处理。



原理解析

   上面所谓同温处理指的是电机轴承补充润滑之前,尽量缩小新油脂与老油脂的温度差。通常的做法是将马上需要补充润滑的油脂放置在室内一段时间,再添加。


    这时候因为,润滑脂的稠度随着温度的上升而下降,随着温度的下降而上升。电机轴承内部润滑脂与电机轴承温度相同。而放置在环境中的润滑脂与环境温度相同。


    中国北方冬季环境温度常常较低,因此油脂稠度较高。将冷的润滑脂添加入热的润滑脂之后,两者稠度不同,因此在轴承运转的时候会出现油脂搅拌,以及冷油脂相对结块无法融入的现象。由此带来的就是轴承温度上升,振动增加。


    但是随着运行时间加长,润滑脂同温完成,若此时轴承滚道与滚动体表面尚未出现损伤,则故障现象自行消除。



建议与延伸思考

    本案在中国北方尤其需要引起注意,尤其在冬季对电机进行加脂操作时建议先进行同温处理。


    由本案,有一些延伸,请读者自行思考,或者查找《电机轴承故障诊断与分析》一书寻找答案:


1、添脂量少会有问题么?

2、添脂量克数应该如何在现场保证?

3、除了同温,这样的补充润滑方式就完全可靠了么?

4、在本案故障没有结束的时候(3小时之内),看到温度、振动持续上升,应该如何诊断?