内容提要：本文简单分析了防爆电机“抱轴”故障的各种情况，提出了解决的方法。随着石油、化工行业的不断发展，国内石油深加工产品不断开发，我公司炼油生产装置不断增加，炼油已达1600万吨/年加工能力。然而，所需配套电机的种类、规格、数量勐增，致使防爆电机（隔爆型、增安型）的数量越来越多。由于防爆电机大量的增多，电机“抱轴”故障也有所增多，电机“抱轴”是电机维修中较为常见的问题之一。本文根据维修中的点滴体会从电机结构、电机装配、轴承质量和使用维护等方面提出自己粗浅的看法。
1、隔爆型电机的轴贯通结构
中型隔爆型电机轴贯通部分较普通电机复杂。为满足防爆性能要求而设置的曲路环、迷宫环，有较长的隔爆接合面、且隔爆间隙小（防爆间隙W≤0.3），不利于散热。从维修过的JB0630电机，由于该结构轴承套、内盖、曲路环、迷宫环及相应配合要求有较高的垂直度、平行度和同心度等形位精度要求，而现行的部分零部件加工、检测手段等不完全能达到设计要求，使在电机装配和运行中，因隔爆间隙小，不利散热的因素，使其电机温度升高，同时受轴热膨胀的影响，对轴承、内盖、曲路环、迷宫环的影响等，导致隔爆间隙更小，同时因误差影响而不能很好地自动调整间隙而摩擦发热，直至轴承烧坏、粘结而造成“抱轴”。
防爆电机由于设置曲路环、迷宫环等结构不但零部件加工要求精度高，而且装配工艺要求也较高，电机在检修过程中，要进行对每个零部件的检测，使零部件既要达到公差要求，也要满足防爆性能要求。提高电机装配质量，从而减少电机“抱轴”故障率。我们仍在常二装置P001A电机检修时，对零部件未进行检测，其次，因装配经验不足，在电机装配试机时，就出现电机轴承故障，幸而及时发现，轴档未受损伤。之后，常二装置有6台高压电机（JB630），电机检修时，加强对每个零部件的检测，检测中发现部分电机的轴套、曲路环、内小盖的内外圆有不同程度的变形，有的呈椭圆形。为此，对这些零部件重新进行精加工处理，提高了零部件精度，问题得到了解决，电机检修后，电机运行情况良好。
2、较大的转子重量
中型隔爆电机为改善电机内部的通风散热条件，常采用在转轴两端设置两个内风扇，同时为满足风压、风量的要求，而使内风扇的轴向尺寸较长。另外，在定子线圈两侧端部也留有较大长度的空间，以形成电机内部较通畅的循环风路，由于结构上的原因而增大了轴承间距。防爆电机有较复杂的轴承结构（轴承套、曲路环、迷宫环等）。其次，转轴两端设有两个直径较大的平衡环，这样就相应增加轴的直径和长度，增加了转轴的重量。一台JB0630-2，450KW电机，转轴长度达2100mm，重量超过1200kg，今年更新改造的重整机501/1新氢压缩机YAKS900-181250KW电机，转轴长度达4000mm，重量超过7500kg，使轴承静负荷的增加。在石化行业中，为保证装置生产安全、可靠，往往机泵均设置二台，一台在运行，另一台作为备用。而备用电机有时长期间不运转，由于转轴自身重负荷的影响，导轴伸端变形弯曲，使电机在运转中振动增大，影响轴承使用寿命，在维修中，转轴上车床百分表校验时，常发现转轴轴伸端有0.02~0.03mm的弯曲度，有时弯曲度更大。这是由于较大的转轴重量所致。因此，备用电机不能长期备而不用，应经常切换运行才好。其次，对备用电机应经常进行盘车，改变转轴角度（转动角度以180度为佳），这是防止转轴变形弯曲的有效措施。
3、轴承内、外径的公差配合精度
轴承内径与轴档配合及轴承外径与轴承套内径的配合，如果配合过盈略大，则可能造成由于热膨胀长住轴承套，吃掉轴承游间而研伤轴承，引起发热，直至轴承烧坏，发生“抱轴”故障。为此，对轴档加工公差尺寸尽量控制在中间公差。根据资料可得，轴的轴承档直径，使用滚动轴承时，其选择公差为“K6”。
如果轴档加工尺寸过小，则会发生轴承跑内圈现象，引起发热，粘结轴档同样会造成“抱轴”故障。因此，检修时应严格把住轴档公差尺寸。轴档尺寸过小，就要刷镀处理。如2003年3月，重整机502/2加氢循环压缩机KR5429B-EA04350kw电机检修中发现后轴档公差尺寸偏小φ95-0.01，为此，对轴档进行了热喷镀处理。然后上磨床精加工，尺寸控制在φ95+0.015，保证轴承的实际配合精度，电机检修后一直趋于良好的运行状态。
轴承与轴承室配合，其轴承套内径选择公差见表二。在加工中应尽量控制在中间公差的上偏差区间内，呈间隙配合，以保证电机在额定运行中其轴贯通部分发热时，为热膨胀留有一定裕度。但是轴承套加工尺寸不宜过大，否则会发生跑套现象，轴承更容易发热，为此在检修中，应严格把住轴承内、外径实际配合精度，以保证轴承装配后达到有限自由的稳定运行状态。
4、轴承的质量
防爆电机采用轴承应选用电机专用轴承，即带“zz”或“C3”标志的轴承。电机用轴承除轴承牌号外，其精度、径向游隙的选择将直接影响其使用寿命，对于中大型电机用轴承径向游隙大一点为宜，一般游隙选在0.08~0.10mm左右，稍大的径向游隙为轴承的热膨胀预留一定裕度。常一装置P111/1、2及重一装置ｐ601/1、2、3三台热载体泵高压电机，电机选用JB0630型，电机为早期产品。由于电机容量大，转子轴径相应增大，选用320轴承，轴承越大，极限转速越低。从资料查得：此轴承极限转速为2800r.p.m，电机的实际转速已超越了它的极限转速。显然，轴承的可靠性大为降低。对于轴承的质量问题，无论是材质、热处理、加工、装配、检验等工艺要求难以保证，导致轴承质量问题时有发生。今年，催化大修改造时，P312/1、2电机更新YB355S2－4W200KW电机检修时，轴承型号为NSK6320C3二台电机各发现有一只轴承弹道较松，已超越了规定范围，经与厂方确认，确实系轴承质量问题，给予更换了二只轴承，从而避免了电机轴承故障的发生。轴承质量的好坏，将直接影响电机运转的关键及轴承使用寿命。为此电机在维修中，轴承的质量问题要严格把关，做到不合格的轴承不装配。
5、轴承的装配
滚动轴承的装配，主要有两个关键问题，一是轴承的清洗方法，二是轴承的安装方法。多年来的维修经验证明，轴承的清洗和安装方法对电机产生噪声和振动的影响很大，正确的清洗和安装方法可以降低电机的振动和轴承噪声。而不正确的清洗和安装方法，使电机产生振动、噪声，甚至轴承受到损坏，降低轴承使用寿命。因此轴承的清洗及安装必须注意以下几个方面：
1）轴承的清洗
轴承的清洗，先洗去轴承上的防锈剂，一般轴承防锈剂大多采用油剂防锈剂，用煤油就可以清洗干净，清洗时要认真细致地检查轴承内、外圈，滚珠及滚道上是否有痕迹锈蚀、麻点等存在，检查轴承间隙情况，并一手拿住轴承内圈，，另一手转动轴承外圈，转动平稳灵活自如，声响正常，没有振动和轴向摇晃，检查正常后才能使用。清洗时，不允许毛刺、杂物微粒等进入轴承，因为杂物将明显地增大电机的振动和轴承噪声，加速轴承的磨损。
2）轴承的装配
装配轴承的场地要清洁，避免附近施工作业场所，以免杂物进入轴承，使轴承发生故障。装配时，要认真检测与轴承相配合的零部件，如发生轴档、轴承套、端盖等零部件公差配合及表面粗糙度不符合要求时，不允许装配。轴承安装常采用变压器油加热，感应加热和烘箱加热法等加热法，任一种加热法都可以。加热温度控制在90~100℃为宜，不得超过110℃。轴承加热温度控制不好，清洗不干净，零件毛刺清理不净，将严重影响轴承使用寿命。
3）轴承内、外盖的装配由于轴承内、外盖的内孔与轴配合间隙小，若轴承内、外盖螺栓对边没有同步对称拧紧，产生歪斜，导致轴承盖与转轴产生摩擦，使轴承温度加剧上升，引起“抱轴”故障，为此，轴承内、外盖装配前必须检测轴承盖内孔公差配合情况，若配合间隙过小，则把轴承盖上车床车大内孔直径，使公差配合符合要求。
6、轴承的润滑系统
防爆电机的轴承室内净容积较小，轴承室下侧设有储油室（储存污油），由于防爆电机散热条件差，轴承运行温度高，在高温运行下使轴承内的润滑脂变稀，使变稀了的润滑脂不断向储存室流入，轴承温度越高，流失越快，使轴承室润滑脂大量减少，若不及时加注润滑脂，将造成轴承在缺油或无油状态下运行。轴承干磨加快轴承磨损，温度急剧上升，恶性循环，最终导致轴承损坏，造成“抱轴”故障。不少“抱轴“故障的电机，多数因轴承室内是缺油或无油状态。因此，在日常巡检中，，要加强检查电机的运行状态，特别对轴承温度较高的，要观察其润滑脂是否有流失现象，发现润滑脂流失，要检查轴承情况，并及时补充润滑脂。电机制造厂规定电机运行时间到2000~2500小时，应补充润滑脂，使轴承一直保持良好的润滑状态。为此，设有注油装置的电机，必须定期进行注油，补充润滑脂。2003年12月15日，一常泵116/2电机（佳木斯450KW），因注油工作不到位，使后轴承严重少油，电机噪音增大，操作工发现及时，运行值班人员立即要求工艺倒泵，从而避免电机抱轴和绕组烧毁事故。
7、电机的安装调整电机的安装调整是一项需要耐心和细致的工作，要使电机轴回转中心线与被传动机械的轴中心线要求一致，即相互联接的两联轴器的轴中心线（轴线）应重合，机组轴线调整的好坏，是直接影响机组能否正常运行的关键，两轴线的同轴度偏差大，会引起机组振动增大，轴承发热，严重时造成轴承的损坏和轴的断裂现象。
对中大型电机的机组的调整，采用刚性联接时，要求两轴中心线在电机静止时的同轴度偏差小于0.03mm。如烷基化装置原一台丙烷压缩机电机FCKWXX-21000KW，日本东芝出品的高压电机，电机安装调整时，两轴中心线的同轴度偏差超过0.10mm，由于偏差过大，使电机后端加剧振动，电机运行仅2~3小时，电机后轴承就发生故障。电机虽经检修，电机性能明显下降，不能满足生产要求，最终导致电机更新。
8、转轴的修理
轴承档是转轴最重要亦容易磨损，轴承一旦故障常容易粘结、造成“抱轴”的部分。轴档的磨损，将出现转子偏移，严重时造成定、转子气隙不均而产生的单边磁拉力对轴承的影响。甚至产生定、转子铁芯相擦，造成扫膛而损坏电机，无论是轴档的磨损，或者是发生“抱轴”故障，转轴都必须进行修理。常见转轴的故障有弯曲、粘结、磨损等。
（1）转轴弯曲的修理转轴修理时，先检查转轴的弯曲变形情况，将转轴置于车床上，用百分表或划针盘测量，根据测量情况分别进行修理。若轴档弯曲变形不严重，可采用电镀法修理。电镀时先将转轴上磨床在轴档处磨小0.20~0.50mm，然后在轴档处镀上一层铬。这样能使镀层达到一定厚度，不容易脱落。如镀层太薄，会产生镀层脱皮现象，不牢靠。镀层尺寸要比加工尺寸大0.10mm左右，再上磨床精加工，加工到所需尺寸。加工面应与轴中心线垂直，保证轴的同轴度符合要求。
（2）轴档粘结的修理轴承发生“抱轴”故障后，往往使轴承内粘结在轴档上，且弯曲变形严重，有的甚至连轴伸端也弯曲变形。这时轴档、轴伸端需要同时修理。若采用电镀法修理，不但修理复杂，而且修理费用昂贵。如采用堆焊法修理，可节约费用，而且效果也不错。堆焊可用氩弧焊焊接，焊接时电流不宜过大，应滚动轴逐层均匀地焊接，焊完后须退火处理，然后精加工到所需尺寸。
（3）镶套法轴档磨损严重时，可以采用镶套法。将轴档的磨损处车小3~6mm，用与轴同材质的圆钢车一个合适的轴套，其内孔与已车好的轴外径选用过盈配合，其外径比原轴大1~2mm，将其加热后套在轴上，在套与轴结合处用电焊条焊一圈。并精加工到所需尺寸。关于轴的修理还有许多方法，如冷态矫轴法，热态矫轴法等等，这里不再叙述。
9、结束语
造成电机“抱轴”故障的原因是多方面的。解决“抱轴”问题，需要从电机结构、工艺方面、加工手段及使用维护等方面入手改进解决。另外，采用科学的手段，推广应用设备状态监测、开展电机轴承运行状态的预测预报工作。做到及时发现，及时检查，及时处理。从而减少电机“抱轴”的故障率。从近几年来的电机轴承状态监测情况来看，我们避免了很多电机“抱轴”故障的发生，为装置安全生产起到积极的作用。因此，推广应用设备状态监测，是防止和减少电机“抱轴”故障的有效措施。
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