轴承系统是船用电机产品非常关键的质量运行因素。轴承发热问题往往是轴承系统崩溃的主要原因。轴承发热会导致轴承润滑脂的降解和失效,导致轴承内外圈和保持架变形等。轻者是轴承噪音问题,重者是轴承系统烧蚀导致船用电机整体报废。
对于基本系列的船用电机,轴承系统的问题相对较少,只要按照船用电机的使用和维护要求进行定期的维护和保养即可,而对于变频用的船用电机,以及低压大功率高压船用电机,轴承系统的问题相对较多,有时很难解决。
船用电机轴承发热原因的归纳与分析
(1)公差配合与船用电机运行工况的匹配问题。关于这个问题,我们在船用电机轴承专题文章中做了具体的分析和讨论,特别是对于不同系列的轴承,其正常工作游隙取决于相关零件的尺寸公差。比如深沟球轴承的工作游隙控制在零游隙或者稍微预紧的负游隙,而圆柱滚子轴承的工作游隙应该是正游隙,即使很小,这里也不重复这方面的内容。但在实际应用中,往往会有一些原因导致轴承配合不合适,或因过盈配合导致工作间隙不合适,或因配合间隙过大导致轴承座圈问题,这些都会导致船用电机轴承系统在短时间内崩溃。
(2)电蚀引起的轴承烧蚀。这个问题也是我们前面讲的轴电流的问题。轴电流发生的必要条件是轴电压和闭路。对于变频条件下使用的船用电机,以及大功率、高压电机,都会产生不同程度的轴电压。当润滑剂的绝缘性能无法承受的轴电压出现时,较大的轴电流会通过轴承形成闭合电路,也会造成轴承系统部件的烧蚀。消融的初始阶段是承受噪声并伴随热量。在短时间内,由于轴承部件的损坏和发热,轴承系统将遭受严重的故障。
轴电流引起的问题很多。一些船用电机可能会在一段时间内运行不良,而另一些船用电机可能会在几个小时内出现严重故障。在很多情况下,这个问题被认为是轴承质量问题。反复更换轴承也解决不了。在设计和制造阶段采取必要的措施,以及在使用过程中选择质量较好的变频器,都是非常有效和必要的措施。
(3)润滑系统不当引起的发热。对于这个问题,我们在之前的很多文章中都有讨论。一个是设计本身不合适。轴承油腔过大,不能形成良好的循环,会导致轴承发生;润滑脂加注过量导致轴承系统散热不良;如果润滑脂与工况不符,导致润滑脂热降解或冷结块,轴承会因润滑不良而发热;特别是在船用电机运行的过程中,定期维护尤为重要。
(4)船用电机温升或运行环境温度引起的轴承发热。有些船用电机先天不足,存在温升的问题,而有些船用电机运行环境比较恶劣,比如空压机船用电机运行在高温环境下,对轴承系统是一个很大的考验。结合这个问题,要综合考虑轴承材料和润滑脂性能,避免轴承系统出现质量问题。
当然,造成轴承系统质量问题的原因是多方面的,但只要触及关键点,抓住问题的根源,就能保证船用电机轴承系统质量的安全稳定。