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电机轴承故障诊断案例 - 立式电机轴承噪声

某电机用户出现立式电机轴承噪声异常,电机轴承拆卸后滚道如下图所示:

图中为NU型圆柱滚子轴承内圈滚道照片。滚道上出现两类失效痕迹:

 

  • 沿着滚道圆周方向的失效痕迹,如图中红色标记处

  • 沿着轴承轴向的失效痕迹,如图中黄色标记处

 

周向痕迹失效分析:

     图中红色标记部分的失效痕迹是沿着轴承外圈周向分布。并且布满整个轴承滚道。应该是轴承承载的接触面。从接触轨迹的角度看,接触的痕迹处在内圈滚道偏向一侧的地方。因此可以判断轴承承载的方向与轴线并不垂直。因此存在几种可能性:

 

  • 轴与轴承室的偏心负荷

  • 轴承室或者轴的形位公差不良

 

     首先,如果轴与轴承室之间存在偏心负荷,作为内圈旋转的圆柱滚子轴承而言,其负荷痕迹布满一整圈,因此无法确认是否为偏心负荷。需要对轴承外圈或者滚动体进行检查。此轴承混动体与滚道如下图所示:

图中可以看到,轴承内润滑脂状态良好。但是从滚动体上可以看到偏向一侧的接触轨迹。如果是轴承承受偏心负荷,滚动体接触轨迹应该两边对称,而不是单独一边出现。

 

     当轴承室或者轴的圆柱度出现问题的时候,滚道经过变形呈现锥形,会出现一侧分布的接触轨迹。

 

     由此可以判断,这个轴承存在存在轴承室或者轴锥度不良的可能性,因此需要进一步检查尺寸进行排除或者确认。

 

失效痕迹分析

     图中红色标记的部分呈现表面疲劳的特征,而润滑脂状态良好。这样呈现出轴承负荷轻的特征。但是仅仅凭借表面形貌的推断还缺乏证据。

 

     观察轴承系统,发现是立式电机采用了圆柱滚子轴承。经询问了解到圆柱滚子轴承位于轴伸端。而轴伸端连接的负荷是联轴节负荷。

 

     对于立式电机,联轴节负荷的时候,联轴节的重量和转子重量都作为电机的轴向负荷施加在定位轴承上。这台电机是用一个圆柱滚子轴承加一个深沟球轴承的结构布置方式。圆柱滚子轴承不能承受轴向力,因此深沟球轴承作为定位轴承承受上述轴向力。而电机运行的时候没有外界径向负荷。这样对于圆柱滚子轴承而言,大概率会出现径向负荷不足的可能性。

 

     上述分析与前面的失效痕迹分析完全吻合。

 

     因此可以得到一个结论,此电机圆柱滚子轴承径向负荷不足导致滚道表面出现表面疲劳。

 

     图中黄色标记出的失效痕迹,呈现沿着轴承轴向的失效痕迹,切分布状态为大致与滚子间距相等的群组分布。如下图所示:

仔细观察失效痕迹不难发现,失效痕迹呈现轴向粗细不均的状态,显示为某物体沿着轴向某一方向划过的趋势。

 

     由以上两点可以判断,此轴承在安装的时候存在滚子在滚道上的轴向滑动。因为在安装的时候不可能一次装入,因此有反复的挪动,因此呈现与滚子间距相类的群组分布。

结论与建议

由上述分析可以看到,此电机轴承存在三个问题:

 

  • 第一、轴承配置不当。立式电机无径向负荷的时候使用圆柱滚子轴承会有很大可能性不能满足圆柱滚子中轴承的最小负荷,从而出现滚道表面的失效。建议调整那轴承配置。

     

  • 第二、轴承室或者轴形位公差存在问题。需要对轴和轴承室的锥度进行检查并且修正

     

  • 第三、电机轴承装配的的时候装配不当,导致滚道划伤。因此建议改善电机轴承装配工艺,保护轴承免受伤害。

  • 江苏江瓦轴承有限公司是一家专营进口轴承、国产品牌轴承的贸易公司,主要代理销售的轴承品牌有:TIMKEN、FAG、SKF、NSK、NTN等,是中国瓦轴(ZWZ)、哈轴(HRB)、帝达贝(TWB)等国内优质轴承品牌的江苏总代理

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