浅谈电机轴承装配工艺与噪声振动的影响
姚军旺
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姚军旺,. 浅谈电机轴承装配工艺与噪声振动的影响[J]. 动力技术研究,2022.3. DOI:10.12721/ccn.2022.159149.
摘要: 针对核电厂电机振动故障,分析电机轴承装配工艺与噪声振动之间的关系。实践证明,若电机轴承的装配工艺不合格,就会产生较大的噪声,进而对电机的质量产生影响,严重情况下还会降低电机的使用寿命。之后基于电机轴承装配工艺对噪声振动带来的影响,详细介绍电机轴承的装配工艺。
关键词: 电机轴承;装配工艺;噪声振动
DOI:10.12721/ccn.2022.159149
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电机噪声问题是核电厂机组安装管理中重点关注的内容,其中电机轴承的噪声水平的重点关注的指标,电机轴承的噪声水平,将直接影响电机的质量和使用寿命。结合以往的实践经验,导致电机噪声变化的原因,主要包括这三个方面:一是电机轴承本身就存在质量问题、或是电机轴承配置不当引起;二是电机轴承结构、尺寸配合公差和加工质量问题;三是电机轴承装配工艺引起。本文主要是从电机轴承装配工艺这个角度,分析其对电机噪声变化的影响。

1、电机轴承装配工艺对噪声振动的影响分析

某核电厂在日常运行过程中,运行人员巡检发时现位于汽轮机厂房的一台事故油泵电机振动超标,且泵本体有渗油的情况,于是切换到另一台电机运行,随后对问题电机进行解体检修。经过检修发现,电机质量检测是合格的,且结构合理,也不存在公差配合的问题,但是因为电机轴承的装配工艺不合格,从而使得有较大的噪声产生。由于电机轴承如何安装,都能够让电机正常运行,所以大部分人都认为电机轴承的装配较简单,所以往往就会忽视电机轴承装配工艺对电机噪声变化的影响。

从上述讨论中可得知,电机轴承装配工艺与噪声振动之间有着密切的联系。所以要想减少噪声的发生,就需要明确电机轴承安装工艺,正确进行电机轴承的安装。而为了验证电机轴承装配工艺对电机轴承的噪声影响,本文中采用了两种型号的轴承在同一电机中使用不同的装配工艺,所采用的轴承型号分别是日本NTN轴承和洛阳206Z1轴承,由此来证明不同装配工艺对同一电机噪声带来的影响差异。具体的测试结果见表1。

表1 不同装配工艺对噪声振动的影响1.png从表1中可得知,SKF进口轴承采用的是一般的安装工艺,其振动加速度是38dB,而国产洛阳轴承采用是的优于一般的安装工艺,在此种情况下,洛阳轴承的振动加速度要比SKF进口轴承要低。一方面体现了装配工艺对电机轴承的噪声影响显著,另一方面体现了轴承质量的好坏是一台电机能否正常运行的因素,但是不同的装配工艺,更能影响一台电机是否能够稳定运行长久的重要因素。

2.电机轴承的装配工艺分析

目前电机轴承的装配工艺主要有四种,分别是:①热装;②冷装;③手锤或其他工具敲击经套圈敲击轴承内圈进行装配;④通过轴承外圈,保持架或其他受力位置,将轴承打入或压入。由于第③和第④种安装方法目前已经不提倡使用,所以下文中主要是对第①和第②种方法进行论述。同时,电机轴承安装过程中,安装前的清洗和安装是两个重要的部分,因此下文中也具体分析了轴承清洗的方式,并且为了减少轴承噪声,选择使用润滑脂。

2.1  热装

热装是电机轴承常用的一种安装工艺,这一安装工艺,膨胀均匀,且现场操作方便,目前已经是精密轴承过盈装配的一种重要手段。按照加热方法的不同,轴承热装可分为油浴加热、明火加热、电磁感应加热这几种。其中,油浴加热,需要严格控制油品的清洁度,避免其对轴承造成污染。如果是非金属保持架轴承,则要避免使用这一加热方法。明火加热适用于不要求精度的场合。而电磁感应加热,主要是利用金属在交变磁场中产生的涡流,通过成热效应来实现对轴承的加热。电磁感应加热温度可控,且操作简便,清洁度高,目前也是轴承热装工艺中常用的加热方法。需要注意的是,在轴承热装过程中,需要合理设置工艺参数,尤其是在温度不足的情况下,会使得安装时无法一次压入,进而使得热装的优势难以有效发挥。另外,在轴承装配过程中,在轴承热装压入至轴向定位的位置后,需要在轴承内圈上持续施加轴向力,直到完全冷却,目的是避免轴承在冷却过程中出现微量窜动,进而出现噪声。

2.2  冷装

冷装法在轴承安装时,必须在套圈端面的圆周上施加均等的压力,将套圈压入,不得用铜棒或者榔头等工具直接敲击轴承端面,以免损伤轴承或者轴承内部零件发生形变。在过盈量较小的情况下,可在常温下用套筒压住轴承套圈端面,用橡胶锤敲打套筒,通过套筒将套圈均衡的压入。在轴承冷装之前,需要进行配合轴承表面的清洗,将毛刺去除,并检查零件是否有划伤的情况。

2.3  轴承的清洗方式

在电机轴承安装之前,对轴承的清洗尤其必要,主要是将轴承表面的脏物及固体污染物去除。另外,由于通常轴承表面也会有一层防锈剂,所以在轴承清洗时,也需要将防锈剂洗去,且需要注意合理选择溶剂,因为轴承的防锈剂不同,需要在轴承清洗前搞清楚轴承使用的防锈剂。

2.4  润滑脂的使用

在电机轴承安装中,润滑脂的使用非常重要,其不仅能够降低轴承的造成,同时也能对轴承的寿命起到很好的保护作用。为此,需要合理选择润滑脂,应确保润滑脂能够顺利进入到轴承的沟道中,并且也要保证在润滑脂加热时,能够均匀地粘附在滚动表面。另外,对于开放式轴承,应当定期加注润滑脂,并按照设备说明书要求规定进行周期性的加脂,加脂量要按照厂家要求,润滑脂的填充,宜是轴承50%左右,因为过多或过少可能会引起发热,这样就会对轴承的使用寿命造成影响。

3.电机轴承装配质量的控制

3.1  严格控制轴承与轴配合间隙

在电机轴承安装过程中,对于轴承与轴配合间隙有着一定的规范要求,若间隙过松,会使得转子转动时,产生较大的噪声,若间隙过盈,会增加转子转动时的物理磨损,进而加速轴承的损坏。因此,在电机轴承装配时,应严格控轴承与轴配合间隙,不宜过松,也不宜过盈。

3.2  优选轴承型号,安排专业人员装配

轴承的质量也对轴承的造成产生一定的影响,目前市场上轴承的品牌和型号多种多样,为确保轴承的质量,应从正规渠道进行轴承的采购,确保购买的轴承质量合格,以及轴承的加工工艺尺寸符合实际轴承安装的要求。另外,电机轴承装配本身是一项细致的工作,所以在实际安装中,应安排专业的人员进行,要确保相关人员具有丰富的经验,从而保证轴承装配的合理甚至是完美。

3.3  加强电机基础固定

为避免电机运转时产生较大的振动,也有必要加强电机基础固定。通过在主泵基础底部挖坑,并使用金属构件置入坑中,用于加固主泵基础,使其与主机基础连接形成一个整体,最后再对坑进行水泥灌浆,从而实现对主机基础的加固,可一定程度上降低主机轴承振动带来的影响。

3.4  增加振动在线检测传感器

在电机轴承装配过程中,也有必要正式振动在线检测传感器,用于对轴承的振动检测。所检测的数据,则通过采用物联网技术,将其传至主控室数据处理中心,以此实现对轴承振动的分析和处理,并根据振动情况编制标准化的维修流程和装配工艺控制点,实现装配工艺、维修作业标准,降低风险的同时,进而提升整体的运维水平。

结语:

综上,电机轴承装配工艺对电机噪声振动变化有显著的影响,所以需要在轴承装配方式选择上加以注意,同时也要在轴承选用、润滑脂使用、轴承清洗、轴承间隙控制、电机固定等多个方面加以注意,这样才能确保轴承安装的合理性,也才能够实现对轴承噪声和振动的有效控制。
参考文献:
[1]赵小惠,张梦洋,石杨斌,王凯峰,卫艳芳.改进CEEMDAN算法的电机轴承振动信号降噪分析[J].电子测量与仪器学报,2020,34(12):159-164.
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