电动机滚动轴承和润滑脂及故障预防探究

曹锴，税建春，谢仁海

（中国工程物理研究院动力部，绵阳 621000）

选择轴承和与轴承相匹配的配件时，特别需要注意的就是尺寸问题，选择合适尺寸的元器件才会让轴承不受到磨损。与此同时，不同的运行状态下的轴承需要的润滑脂也是不同的，润滑脂选择的不相匹配也会对轴承造成不同程度的伤害，比如说润滑脂选择的不相匹配使轴承摩擦强烈造成过度高温，还有可能发生的情况是润滑脂过多在温度过高的条件下溶化而溢出，这些轻则会导致轴承温度过高，重则会导致轴承直接损坏。润滑脂在轴承中溢出时，可能会在电机线圈里存留，这样容易使粉尘或者其他的一些微小杂质堆积，会很大程度地降低电动机的绝缘性，无法保证工人的安全。正因如此，防止电动机的轴承发生故障，是每个企业最重视的问题，只有保证了电动机轴承的正常运行，才能保证流水线的相对稳定。

电动机的轴承分为两个部分，一部分叫做球轴承，另外一部分叫做柱轴承，当然不同类型和不同用途的电动机使用的轴承也是不同的。我们要做的就是让电动机与其轴承一定是最相配的，这样才可以保证电动机的正常运行和寿命。普遍来说，中型电动机驱动端轴承大部分为滚柱型，非驱动端轴承大部分为球形。而相对于小型电动机来说，轴承一般多为球型。电动机的运转速度不宜过高，否则会使轴承的使用寿命减少，在轴承运转速度很低的情况下，电机运转会更加稳定，不易发生损伤和意外。而中型立式电机，因为立式和普通的电机的摆放方式不同，所以选择的轴承也不相同，立式的大多数应该选用角接触球型，这样可以有效减小电机下端的轴向力。

润滑脂在电动机轴承的正常运转中起到保护和润滑的作用，但一定要保证润滑脂的量足够多，并且其中不含任何杂质，否则不但起不到润滑的作用反而会增大轴承之间的摩擦，造成更严重的磨损，在轴承发生摩擦时会发生巨大的噪音和强烈的振动，严重时还会发生高温现象。

3.1 润滑脂的作用

轴承里的润滑脂可以在轴承运转时产生一层保护膜，也就是油膜，这层膜可以有效减小轴承之间的相互摩擦，摩擦小了电动机使用寿命就得到了延长。润滑脂还可以预防杂质进入轴承内，润滑脂产生的油膜有效的将轴承包围了起来，让轴承运转时形成一个密闭空间，不受外界的影响。同时，润滑脂还可以防止电动机轴承生锈，也可以保护轴承不发生腐蚀。

选择与电动机轴承相匹配的润滑脂时可以依据以下几点进行选择，第一是具有度，第二是滴点，第三是氧化安定性，第四是低温性能。对于滚动型轴承来说，选择润滑脂时要看实际的轴承运行情况，同时也要考虑外界因素，比如电机的工作环境，电机自身的额定负载大小，电机自身的额定转速等问题。如果电机的负载很高，那就选择针入度小一点的润滑脂，在高压条件下轴承的运行不仅仅需要润滑脂的针入度小，还需要选择能够形成油膜强度高的润滑脂和抗挤压能力强的润滑脂。

开放式深沟球轴承里的油脂大多数为2号、3号锂基脂，这种润滑脂的润滑性能非常强，同时这种润滑脂的温度适应范围也非常广泛，现如今该润滑脂被绝大多数的三相交流异步电动机所使用。为了能够确保电动机的正常运行，也为了减少轴承之间的相互摩擦而产生的修复，减少维修工作所消耗的时间和人力、财力，像YX3和派生系统电动机，都在使用锂基润滑脂。但这类润滑脂适合转速较低的电动机，转速较高的电动机如转速每分钟超过1500转的电动机，使用更多的润滑脂为二硫化钼锂基脂。

3.2 填充量

在给滚动轴承填充润滑脂的时候，轴承内部不可以装满润滑脂，装入的润滑脂占总空间比的二分之一到四分之三就可以了。电机分立式和卧式两种，卧式电动机在填充润滑脂时相对容易，只需要将润滑脂填充至轴承内腔空间的三分之二到四分之三即可；
而立式电机的轴承相对复杂，分上、下两部分，上轴承装入润滑脂的量为内部空间的二分之一即可，下轴承装入润滑脂的量为内部空间的四分之三即可。如果外界环境比较恶劣，轴承很容易进入杂质的话，在电机的运转速度相对比较低的情况下，可以将润滑脂填满整个轴承内部空间，避免杂质的进入，对轴承起到摩擦而发生损伤。给运转速度较高的轴承加入润滑脂时，为了避免在启动时轴承之间发生润滑脂浸润不到位而产生摩擦，所以在给运转速度较高的轴承加入润滑脂之前，一般将轴承放入润滑脂中浸润一会儿，再将润滑脂填充到轴承内。为给电机加润滑脂的过程中，很难控制加入的润滑脂量，所以为了能够控制加入的量，也为了更加简单的操作，一般我们只对轴承的外侧加润滑脂，这样加可能会导致润滑脂浸润轴承不完全，在电机开始运转后，轴承之间可能会发生异常的响动，这是正常现象。等待电动机运转结束，我们需要检查电机机体的温度，通过温度的高低可以判断出给轴承内部添加的润滑脂是否合适，如果机体过热，可能是加入的润滑脂不否要求，或者填充的润滑脂过多，需要及时做出调整，避免电动机的损伤。如果在加入润滑脂后，电动机刚开始运行时温度升高，是正常现象，因为电机和润滑脂之间前期需要一段时间的磨合，磨合期间油温可能会有所升高，属于正常现象，经过电机的继续运转工作，磨合逐渐成功，机体温度就会达到稳定，温度也会降到一个比较低的状态下，这时可以确定润滑脂和轴承是相匹配的，不需要调整，用量和型号都相符合。

在发生故障的初期，几乎不会产生很明显的现象，这样会使轴承损坏还不会被发现，也不会有相关工作人员对轴承进行测量，直至轴承彻底损坏。轴承彻底损坏后，轴承的温度就会升高，这样才会被发现，但是被发现时电机的故障已经非常严重了。所以为了预防这种情况的发生，在对电机进行常规系统的检测时，如果电机在正常环境下长时间保持温度在70摄氏度到80摄氏度之间，就应该停止电动机的运行，检查轴承是否发生磨损。在电动机新安装好轴承和润滑脂时，或者是电动机出现故障后通过调整重新安装了轴承或润滑脂的情况下，要先让机体运行，观察机身的升温情况，确保轴承和润滑脂没有问题后再让电动机大规模的运作。

4.1 一定要选择相匹配的轴承和润滑脂

根据电动机机体本身的容量，能够承受负荷的大小，能够承受负荷的方向等问题来选择合适的油脂，如果油脂选择的不合适，电动机在运作过程中就会出现机体温度过高的现象。添加油脂应该使用专业的注脂器，使用它就可以让油脂均匀的填充在轴承上，避免了轴承上的油脂不均匀而发出摩擦和响声。

在实际生活中，让轴承发生破损的原因有很多，运行的条件差再加上外界环境因素，很多情况叠加在一起就会形成电动机的恶性循环，这会使导线线轴受到磨损，当电动机发生故障时，检修人员也没有办法第一时间准确判断出故障发生的原因，需要进行细致的测量和勘查，才可以准确找出故障发生的原因，再进行系统的抢修工作，这也是为什么要尽可能防止轴承磨损的原因，维修起来很困难，而且费时费力。为了避免这种情况的发生，需要分析影响电动机滚动轴正常运行的因素有哪些，针对具体问题做出防范措施，从根源上解决问题，避免电动机发生故障。

针对非正常的磨损现象，电动机运行一段时间后，滚动轴承的内部各部分都会出现磨损现象，严重的可能会破损导致缺失，这会使轴承的滚动滑动能力有所下降，产生更大的摩擦，使电动机的机体发热，如果没有被及时发现和止损，就会使轴承里的润滑脂被稀释然后流出，这样就伤害了机体的外部材质，在强度方面让机体受到了极大的损伤，如果没有及时发现，一直恶性循环下去就会使轴承的温度升高得更加迅速，最终机体被烧损，更严重的情况下会烧毁整个电动机。为了预防这一事件的发生，在日常工作中，一定要保证轴承里的润滑脂充足，可以对轴承起到保护作用，在轴承可以正常运行的情况下，工作人员需要定时检查轴承里的润滑脂是否充足，定期向轴承中加入足够量的润滑脂，这样可以避免轴承之间的磨损，就可以保证轴承的正常运转。但是在保证润滑脂充足的情况下，也要对轴承内部的润滑脂量进行控制，不可以过多，如果润滑脂溢出轴承，就会对轴承造成更大的损坏，使轴承在工作时发生打滑现象。

4.2 安装轴承需要做的准备工作

在安装轴承之前，要先将电动机的轴承擦拭干净，然后查看润滑脂，要确保润滑脂中没有其他的杂质存在，然后要检查轴承的表面，要确保轴承表面没有毛刺或者机械划痕的存在，如果有的话要及时更换轴承，避免运行时发生摩擦，导致轴承损坏等问题。同时，除了即将工作的电动机要进行细致的检查，闲置的电动机也要定期进行检查和清理，这样可以有效防止机体产生铁锈，铁锈会对轴承的运行产生磨损，要避免铁锈的产生。在安装轴承时，如果安装人员让轴承与轴向之间产生很大的不同受力，会直接导致保持架变形，这会导致轴承的滚动体受到损伤，组装轴承之间的游隙就会变大，导致轴承发生故障。同时轴承的过盈量不可以太大，否则会导致轴承内圈产生很大的张应力，最后使轴承崩裂；
轴承的过盈量也不可以过小，否则轴承内圈就会松弛。另外为了避免电动机滚动轴承发生故障，轴承组装游隙间的配合也很重要。

轴承组装游隙和保持架、端盖、轴承内圈等各个元件的温度差有关，温度不同导致他们的膨胀度不同，不同的膨胀度让轴承间的间隙变小，摩擦变大，产生的热量增加，热量增加就会导致轴承磨损增大从而导致电动机发生故障。想要预防这一故障的发生，首先在安装轴承时要做好全方面检查工作，不光要检查即将安装的新轴承，旧轴承也要进行检查，观察旧轴承各个部位的磨损情况，测量旧轴承轴向游隙、径向间隙各个方面是否符合国家使用标准要求，而即将安装的轴承，安装人员应该检查轴承的规格，轴承的型号，采用专业的安装工具，细心严谨的进行安装工作，尽可能避免轴承在安装的过程中受到损伤。安装完毕后，需要进行试运行，运行一段时间感受机体是否发热来判断是否安装合适，在这些都检查好以后，才可以确定一台电动机可以正常运行。

4.3 安装轴承需要用到的工具

由于轴承的精度非常好，属于精细元件，所以安装轴承也需要用到专门的工具，在安装过程中如果安装不合适的话，会对轴承和电机的相互配合运转过程产生影响，这样就会影响到电动机的正常使用，严重的情况下，还会对电动机直接产生损坏，导致轴承破损无法使用。所以为了避免这些情况的发生，在安装轴承时，需要借助一些模具配合专业的工具，在安装时也要细心严谨。如果安装好轴承后，发现轴承的密闭性不是很好，可以借用轴承专用的挤压机，运用冷压法对轴承进行密封压缩。还有一种调整轴承密闭性的方法叫做热套法，一般来说，H355及以上的开放式轴承电动机座，可以使用这两种方法中的任意一种。

4.4 轴承游隙

在组装电机的时候，对于电机基座比较大的电机，为了保证轴承与电动机之间有相对安全的工作距离，需要对轴承内圈与转子轴的配合公差进行查看，还要查看轴承外圈与端盖孔的配合公差，轴承的工作游隙。

4.5 运行条件

在电机运行过程中，机体可能会出现震动过大的现象，还有可能出现轴承温度过高的现象，这些现象产生的原因可能是因为排除中心没有对正，转子达不到平衡，负荷异常，电机的底脚不平等原因，当这些故障发生时，机体会出现剧烈的震动现象，虽然在理想的条件下，电动机的轴承可以运行100,000个小时以上，但是因为综合因素的影响，电动机的轴承实际可以运行10000小时左右，这种情况会导致螺丝膨胀，通过膨胀的螺丝将基础固定在楼板上。想要预防运行条件下发生的震动过大或造成温度过高的故障，首先需要控制好轴承的温度，将轴承的警戒温度调至最低，这样在出现温度突然发生异常升高的情况时，可以有充足的时间进行急救，可以保证电动机的平稳运行。

在电动机的运行过程中，轴承起到了关键性的作用，无论是任何类型的电动机在任何环境条件下，只要轴承和润滑脂选择得足够合适，配合得好，都能够保证电动机的平稳安全运行。