李一平

（甘肃省水利水电工程局）

　　1990年秋季，景电二期工程总干一至十三泵站机组试运行期间，由我具体负责大型电机运行时窜轴现象的检测工作。本文浅议电机窜轴现象及处理措施，以抛砖引玉。

　　一、问题的引出

　　景电二期工程总干一至十三泵站设计安装大型电机86台，其中：1400kw电机38台，2000kw电机8台，2240kw电机40台。1987年至1990年共计安装44台，其中运行37台（1990年后期装机42台）。先期装机并运行的37台机，除1987年安装投运的总干六泵站和七泵站2^#、3^#电机轴向窜动量较小，未曾出现电机轴瓦端严重磨损、瓦温过高、强迫停机记录，其余35台电机随着累计运行时间和启动次数的增加，先后发生了不同程度的轴向窜动现象，致使电机轴瓦过热，轴瓦端面受到严重磨损，影响了机组的正常运行。为了不影响景泰古浪两县人民数十万亩良田的灌溉，经有关部门研究决定：采取轴向临时限位措施，联轴器上紧固M20×180双头螺栓4只，以此克服电机转子的轴向窜动。

　　二、原因浅析

　　究竟是什么原因引起电机轴向窜动？有关资料表明，电机产生轴向力的几种可能：由于弹性联轴器柱销位置不等距，受力不均匀或柱销偏斜变形产生轴向力；电机和水泵安装倾斜产生向轴力；电机转子和半联轴器的运动不平衡及振动产生轴向力；在磁状态下，电机定转子中心轴向偏移时产生轴向磁拉力。

　　景电二期工程选用的大型电机与被拖机械分别由兰州综合电机厂及兰州水泵总厂生产，水泵采用径向轴瓦并带有双向止推的复合型轴承，带负荷连转时轴瓦温度Z高也仅有54℃，对电机无轴向力的产生。就电机而言，投运的37台电机空载时运行正常，说明定转子磁中心相对，无轴向磁拉力。在安装工程中，我处严格按照国家有关规程规范，设计图纸和厂家说明书技术要求进行施工。已投入运行的37台机组安装质量经两级质安处现场逐台检测认定为合格或优良。1987年11月，次出现窜轴现象后，兰州电机厂派出以设计、装配、工艺、质检部门组成的六人专家调试小组，对总干三泵站3^#机组及五泵站8^#机组进行了全面调试，并在调查报告中作了如下描述：“机组安装质量良好、联轴器对接都合乎标准”。

　　运行情况表明，水泵和电机采用柱销式联轴器连接，水泵有止推轴承的情况下，当电机带水泵空载启动至额定转速时，电机会发生轴向窜动，窜动量的大小取决于电机轴肩和轴瓦端面间允许靠紧为止，而且具有一个共同特性：运行电机在启动过程中，朝着电机端部窜动，停机后转子惰转状态时亦有窜轴现象。

　　停机组带负荷启动过程中，随着时间推移输出转矩逐渐增加，尼龙注销承受的扭距和弯矩随之增大，注销传递扭距地同时在联轴器的轴向产生弹性弯曲变形，可分解出的一个轴向力。当水泵启动工程中的动不平衡引起机组振动时，反弹力作用在电机轴上，方向背离联轴器、启动结束后，机组运行平稳，其轴向呈固接刚性状态，不再有反弹力作用，在电机与电源脱开，转子惰转状态时，此时联轴器不传递扭矩，电机没有磁力。在这种情况下，如果转子倾斜或有振动。则转子会很容易发生轴向窜动，而在停止转动时可能会停在电机轴肩和轴瓦端面相靠的位置上，如果电机重新启动，则有可能使转子固定在这一状态下运转，因而发生轴瓦过热现象。其次，联轴器配钻柱销孔的制造误差配装联轴器无钢号印记，安装时两轴产生的不同心度、角度误差轴向位移，以及电机转子和水泵转自重引起的挠度变形等因素。使尼龙注销承受一定的弯矩，在启动过程中，电机转子和半联轴器的动不平衡及振动产生因上述情况引起的轴向力，导致轴向窜动。

　　三、处理措施及其效果

　　1987年末，兰州电机厂现场调试小组对总干五泵站8^#机组电机端部的轴承底座垫放厚度为0.75～0.50mm铜皮，有意识抬高电机轴承端部，使其重力分解一个轴向力，抵消一部分销子轴向力影响。但是，窜动现象未能消除，运行30分钟后瓦温升至74℃，强迫停机。措施之二是调整空气间隙，并使转子中心转向偏移2mm左右，靠磁拉力克服电机窜动现象，仍不奏效。加粗同步电机大轴承尺寸，以减少电机扰度和运行时的摆动，窜轴现象亦未能阻止。采用轴向限位措施，在联轴器上紧固4只M24×180双头螺栓，有效地限制了电机的轴向窜动。

　　四、建议

　　综合所述，为进一步探讨和解决大型电机轴向窜动现象，使景电二期工程运行机组更好的发挥效益，在国内尚无标准的限制端面窜动圈（套）注销联轴器的情况下，采用和完善现已使用临时性限位措施，仍不失为一种积极的解决办法。

来源：《发展》2013年1期