浅谈1500kW水下电机轴承更换

摘 要：随着大型挖泥船的不断出现，国外挖泥船制造厂商已将大功率水下电机技术广泛应用于绞吸式挖泥船上。文章讨论使用人员如何根据现场条件，自行拆装维修电机，以期达到缩短修理周期及减少维修费用的目的。

关键词：大型疏浚设备；大功率水下电机；轴承更换

1 项目简介

2013年3月22日，正在使用的中国水电J09船水下电机驱动端轴承温度发现比平常有所升高并出现杂音，判断驱动端轴承可能损坏。时值施工的黄金季节，工程任务紧迫，工期延迟，来自业主方面的压力很大，不管是从国外或国内调遣电机修理专业人员，都需要经过申请签证、准备专用工具等较长的时间过程，为缩短修理时间，减少停船时间，项目部决定由船上人员自行完成该电机的修理任务，由国内公司设备部尽可能的提供技术支持，以期赢得工程施工的宝贵时间。

2 修理方案的制定及工具准备

（1）场地选择。电机原地场地狭小，根本无法对电机进行解体分离轴承。因此选择了桥架上部面积较在的空闲场地，固定垫木悬空电机作业。

（2）人员分工。电工负责对所拆除的电线、信号线，对照图纸做好标记，以便回装。机修人员做好电机拆除、解体、回装的工作，需做标记的做好标记。

（3）制作拆装工具。制作联轴器拆除工具1套，轴承拆除工具1套，轴承回装压入工具1套备用，大号烘枪1-2把。

（4）电机分解与回装步骤。当电机移出固定在一个安全可靠的场地后，依以下步骤顺序拆解电机：拆除滑移联轴器→拆除水封座法兰→拆解轴承外压盖→分离电机前端盖与轴承后压盖→拆除电机前端盖→利用轴承后压盖螺孔用自制拉丝工具将轴承定位套、轴承、轴承外套一起拉出→逐件分离，清洁待装；回装时步骤基本相反。

（5）量具及铰刀准备。回装时电机与齿轮箱电机轴线对中调整量具2套，铰制电机定位紧配螺栓孔铰刀1套。

（6）轴承加热烤箱。准备可以调整温度的恒温烤箱1个，用于加热轴承。

（7）密封胶及紧固胶等。

3 项目实施

3.1 移出电机

根据人员分工情况，电工拆除电机外部与电机的连接线，由于此电机的外接线大线与信号线全部采用水密方式与电机接线盒联接，为防在拆除过程中破坏水密效果，拆除了电机接线箱内部的接头，便分离了电机与电机接线箱，将接线箱留在原地未动。机修人员拆除地脚螺栓，分离电机与齿轮箱之间的滑移联轴器。

3.2 场地准备

选用300×300长1米方木四根，将两两竖起，并按电机地脚的宽度布置，焊妥地脚固定，以防滑动或坍塌。

3.3 拆解

（1）用烤枪对联轴器加热到200度左右，利用所作专用工具进行拆卸，取下联轴器键及定位套；（2）拆下轴封座，注意均匀退出以防轴封损坏；（3）拆卸电机前端盖，要先拆掉轴承前端盖，注意用枕木垫好输出端轴，以防轴承座端盖拆下后，转子输出端无支撑，铁芯部分重量突然压向定子硅钢片上，使之损坏；当看到传感器信号线时，注意不要损坏信号线（尽可能不要剪断信号线，剪断使拆卸方便但破坏了信号线的信号屏蔽保护装置），从接线盒中拆掉用麻线连接引出以利安装；（4）借助轴承内端盖，用专用工具连同内端盖一起将轴承平稳拉出。

3.4 回装

（1）装入轴承内端盖，轴承与轴承外圈一般为过盈配合或过渡配合，装入轴承外圈内若有间隙可用乐泰轴承胶粘结，然后轴承冷压安装在轴上，轴承加入润滑脂；（2）安装电机前端盖，先把信号线用麻线引到接线盒中，轴承外圈上的键与端盖键槽对齐，注意密封圈安装到位；（3）依次装入压盖、轴套及轴封座，安装轴承外端盖时注意轴承游隙调整弹簧不要掉出；（4）联轴节加热至200度左右进

行安装，注意电机轴的温度，由于金属的热传递能使轴的温度急剧上升，靠近轴套部分用冷水降温，以防温度过高损坏轴封。

3.5 安装就位

修理好后的电机，整体移到原底座处，利用调整螺栓可将电机在垂直与水平方向任意移动，以达到电机轴中心线与齿轮箱输入轴中心线的尽量保持在同一条线上，保证电机运转时，电机与齿轮箱均不会出现带有破坏性的交变应力。依该电机的安装要求，必须保证轴线的径向与轴向偏差不大于0.05mm。也就是说图1径向及图2轴向A、B、C、D任意差值不大于0.05mm。当轴线调整后，为防止在以后的运行过程中，出现轴线的变动，需要将电机驱动端前两个螺孔重新铰制，安装紧配螺栓。铰孔不管是用手动或电动工具，需保证铰孔的圆度，尽可能增加铰孔与螺栓的接触面积。

3.6 电机接线箱做气密试验

在0.02MP气压下保压2小时以上，无泄漏为合格。

4 轴承安装注意事项

4.1 正确的安装方法

轴承的安装，需使用正确有安装工具，如液压工具或感应加热装置。如果现场没有专用工具，一般通过对轴承加热，采用自制拉模工具装入。因加热后的轴承在装入时温度下降很快，同时轴的温度也会上升，需要以尽快的速度将轴承一次装入到位，这个过程非常重要。要考虑轴承的加热温度，该温度一般不允许超过120度，且在压入时不能使轴承滚珠受力，SKF实验表明，不正确的安装方法会造成轴承滚子的损伤，直接导致轴承寿命缩短50%。

4.2 轴承的首次润滑和补充润滑

轴承首次加入润滑脂的数量和以后补充润滑的方式、时间间隔对轴承的寿命影响较大。

4.3 联接对中

执行说明书中电机轴与齿轮箱的对中要求，以尽可能的减少电机轴承承受额外的载荷、震动，延长轴承在使用过程中的寿命。

4.4 工作环境

经常承受交变应力作用的轴承，使用寿命会大大降低，尽管所受的应力远小于轴承所能承受的载荷极限，但是如果这种应力反复出现，达到一定的极限，就会对轴承产生极大的影响。用于桥架上的绞刀驱动和水下泵驱动电机，在挖泥船施工中，随着桥架的上下剧烈抖动，水下电机轴承承受了来自轴向的额外交变载荷，最终导致轴承的使用寿命远远小于轴承的额定寿命。也正是由于位于桥架前端的绞刀电机抖动幅度大于位于桥架中部的水下泵驱动电机抖动幅度，所以水下泵驱动电机轴承的使用寿命比绞刀电机的使用寿命要长一些。从同类型船舶来看，实际情况也的确如此。因此，在施工中操作人员应尽量保持桥架平稳，防止桥架剧烈抖动，以延长电机轴承的寿命。