大型滑动式轴承电机的安装与气隙调整

发布时间：2015-07-27

卢长旗　吕瑞国
（淮海水泥厂设备动力处，221168）

　　淮海水泥厂始建于80年代初，工艺线设备均由东欧引进，由于国外水泥企业水泥煅烧多采用天然气、重油等作为燃料，所以国内配套设计煤磨供给回转窑煤粉进行煅烧。但由于设计上采用开启式、滑动式轴承结构的拖动高压电机，在运行中出现许多问题，久难解决。煤磨及电机型号数据如下：
　　磨机筒体：φ3.2×9.5m　转速：17r/min
　　钢球装载量：49.5t
　　电机型号：YR800-8/1180
　　转速：740rpm　转子电压：835V
　　定子电压：6000V　转子电流：597A
　　定子电流：94.5A　绝缘等级：B
　　电机结构如图1所示：

图1

　　该类型的电机主要问题有：
　　1、由于是开启式电机，煤磨现场环境较差，煤粉、灰尘进入电机后经常引起滑环、定转子铁芯打火，对电机的绝缘损坏程度较大，从1985年投产以来，已更换过5次电机。
　　2、此类电机Z大的缺陷是电机定、转子结构为分体式，定子固定在底座上，所以每次更换电机时都要通过调整定子来调整定转子气隙，因为转子在设备安装时已将中心线及轴瓦位置固定，故不须调整转子，只要保证轴瓦的安装研瓦精度尺寸即可。定子在长时间运行后，地脚螺丝稍松，在磁力作用下和有振动情况时就会产生位移造成气隙改变，引起转子振动、扫膛打火，因此安装调整是非常麻烦的工作。1996年更换了三次电机，共耗时200h左右，严重地影响了生产。
　　3、滑动式轴承的乱瓦和研瓦很麻烦，加之磨机开停频繁，对轴瓦磨损很大，因此滑动式轴承在开停频繁的设备上不宜使用。到目前为止，由于振动、扫膛等原因已损坏3套轴瓦。
　　4、滑动式轴承轴向串动量较之滚动式轴承要大，达5mm以上，运行中减速机端和电机端对轮常会造成无间隙运行，造成振动、轴瓦发热磨损大等问题。
　　5、电机起动回路采用频敏变阻器，电机起动负荷冲击电流过大，虽配备了慢转电机起动，但对电机本身的影响和对磨机影响较大。根据我厂这些年的经验，对磨机负荷的拖动电机Z好采用水电阻起动，起动力矩大且电流平稳。
　　经过这十几年的摸索和实践，对此类大型滑动式轴承电机的安装、气隙调整工作从理论和实践上都得出一些经验，总体来说可归纳为下列方法。
　　一、电机定转子气隙调整方法：
　　根据电机出厂数据，安装时气隙周圈360°应非常均匀，如图2。

　　但在实际安装调整时，按这个数据无法满足要求，在空载试车时即发现扫膛、跳动等现象。1991年换电机时经过48h反复调整才解决这个问题，数据如图3所示，仅供参考。

图3

　　但电机在实际出厂后气隙不一定为1.5mm，要按实际情况来确定，为什么会出现这种结果呢?根据分析，理论上电动机在运行中应在磁场作用下气隙很均匀的情况下运行，但由于滑动式轴承的间隙较滚动式轴承要大且结构也有差异。根据我厂刮研轴瓦情况一般都控制数据如图4。

图4

　　由于转子在运转中存在离心力和磁场力，轴瓦上还有摩擦力作用，转子轴向上产生一个爬升力，在定转子磁场同步旋转情况下，气隙也会由于以上原因而不均匀，转子轴在瓦内会靠气隙偏小的一侧运行。当轴瓦运行一段时间侧隙和顶隙稍大时，这种情况会更加明显。定子转子气隙小的一侧磁吸力较大，且绕组温度比另一侧由于磁通密度大而明显高出十几度。在电机运行后，可通过打开轴瓦端盖来观看转子轴在瓦中的位置及轴瓦是否发热，看润滑油的流向来确定调整的气隙是否合适（润滑油从间隙小的位置流出），一般有下列5种情况（如图5所示）。以上几种情况均需在不断调整定子情况下所得，气隙的调整要求很细，即使向一侧多移0.1mm，电机就会产生扫膛打火现象。第五种情况会因上瓦缺润滑油而发热烧毁，故不允许在此状态下运行。

图5

　　二、对轴瓦发热的处理方法：
　　我厂从1991年到现在，每次更换电机后都要因为轴瓦发热问题而调整气隙24h以上，且有时伴随有转子剧烈跳动现象，后经反复测量，除上述条原因以外，主要原因是因为定转子二头气隙不均匀造成，在调整气隙时一定要从电机两头用塞尺测量，不可只从一头测量，主要问题是定转子不在同一中心线上。如图6所示：

图6

　　子与转子气隙两头不均匀，因此在运行中造成磁场和磁转矩不平衡而引起电机转子振动和轴瓦发热，因此在调气隙时一定要从两头多点、定点反复测量气隙，每一次调整完后再慢转一个角度，在原点再测量，以此来判断定转子的相对位置，因为有的定转子会因制造或扫膛产生失圆现象。电机在制造过程中或大修完毕以后，铁芯表面覆盖漆层厚度不均也会造成测量结果不同，因此需反复测量，直至气隙均匀为止。在试车完毕后，为了保证地脚螺丝不松动及定子不产生位移，一定要在电机地脚四面焊上顶丝或加定位销来防止位移，并定期紧地脚螺丝和顶丝。目前我厂仍有此类电机在使用，煤磨主电机仅为一例，对此问题我们有几点体会：
　　1、滑动式轴承可用在长期运行或只需检修时才停机的设备上，不适用于开停频繁的设备上。
　　2、虽然开启式电机有散热性能好、造价低等优点，但绝不能用在煤粉及粉尘大的环境中，设计时要注意避免。
　　3、建材行业大型拖动电机Z好选用防护等级较高的电机，如IP44、IP54防护等级，减少其损坏的机会。
　　4、绕线型高压电机的起动设备Z好选用水电阻，起动力矩大且平稳，减少大电流冲击起动。
　　5、此类电机的气隙调整工作一定要稳、细、耐心，否则很难达到预期效果。