糧食加工企業(yè)電機(jī)常見故障分析與維修方法

 

電動機(jī)是驅(qū)動機(jī)器的主要動力器，也是糧食企業(yè)使用最廣泛的基本設(shè)備之一，電機(jī)故障不僅會影響企業(yè)的生產(chǎn)，而且還可能引起重大安全事故。因此，如何及時(shí)診斷 和排除故障，預(yù)防事故發(fā)生，確保電機(jī)安全、可靠、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，對企業(yè)而言顯得尤為重要。電機(jī)的故障類型多，情況復(fù)雜，可概括為機(jī)械與電氣兩方面，機(jī)械方面有 掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障；電氣方面故障有定子繞組缺相運(yùn)行，定子繞組首尾反接，三相電流不平衡，繞組短路和接地繞組過熱和轉(zhuǎn)子斷條、斷路等。本 文就糧食企業(yè)常用的相異步電機(jī)故障問題進(jìn)行分析，介紹一些有效的電機(jī)故障診斷方法和維護(hù)修理措施。

1 機(jī)械方面故障

1.1 掃膛

機(jī)座加工壓裝方式及加工設(shè)備是導(dǎo)致掃膛故障的主要原因。按掃膛發(fā)生部位分類主要有以下情況：①掃膛部位發(fā)生在定子大頭鐵芯端部，它與定子導(dǎo)入機(jī)座有直接關(guān) 系，如定子壓入機(jī)座過程中未導(dǎo)正，致使定子大頭沖片受擠壓而凸片掃膛。②掃膛部位發(fā)生在定子大頭或小頭端部，位置不確定與機(jī)座同心度、端蓋止口及軸承符合 性有關(guān)。③分散間或性與鐵芯疊壓質(zhì)量有直接關(guān)系。④轉(zhuǎn)子偏心所致的掃膛，這種情況相對較少。⑤定子個別槽楔扭斜彈出，定子槽楔高出鐵芯內(nèi)圓，均是導(dǎo)致掃膛 的原因。⑥YZ、YZR大規(guī)格電機(jī)定子鐵芯與機(jī)座定位扭曲變形導(dǎo)致定子壓入機(jī)座時(shí)定子片發(fā)生徑向位移。⑦機(jī)座存在質(zhì)量隱患（機(jī)座止口端面低于外緣，機(jī)座止 口或端面因砂眼修補(bǔ)后未處理到位）導(dǎo)致掃膛。⑧定子鐵芯本身存在隱患（如凸片、馬蹄）導(dǎo)致掃膛。

1.2 振動

振動應(yīng)先區(qū)分是電動機(jī)本身引起的，還是傳動裝置不良所造成的，或者是機(jī)械負(fù)載端傳遞過來的，然后針對具體情況進(jìn)行排除。屬于電動機(jī)本身引起的振動，多數(shù)是 由于轉(zhuǎn)子動平衡不好，以及軸承不良、轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機(jī)座、轉(zhuǎn)子不同軸，或者電動機(jī)安裝地基不平、安裝不到位，緊固件松動造成的。振動會產(chǎn)生噪聲，還會 產(chǎn)生額外負(fù)荷。

1.3 雜音

⑴擋風(fēng)板異響，與擋風(fēng)板的符合性有極大關(guān)系，加工過程中焊接點(diǎn)粗糙，擋風(fēng)板小口邊緣高低不一致，裝配時(shí)常與轉(zhuǎn)子端部發(fā)生摩擦。

⑵電磁聲響，分為高頻和低頻兩種。軸鐵芯位斜槽度符合性不好，鐵芯內(nèi)膛不光，轉(zhuǎn)子外徑加工不一致是導(dǎo)致該2類故障的不可忽視的因素。通常采用換穿轉(zhuǎn)子方式 消除和解決該類問題。

⑶電動機(jī)發(fā)出忽高忽低且沉重的聲音。原因可能有：①定子與轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻，此時(shí)聲音忽高忽低且高低音間隔時(shí)間不變，這是軸承磨損使定子與轉(zhuǎn)子不同心所 致。②三相電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地、短路或接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說明電動機(jī)嚴(yán)重過載或缺相運(yùn)行。③鐵芯松動。

電動機(jī)在運(yùn)行中因振動而使鐵芯固定螺栓松動造成鐵芯硅鋼片松動，發(fā)出噪聲。

⑷軸承噪聲，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中都會發(fā)出一定的聲響。若軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常，其聲音為連續(xù)而細(xì)小的“沙沙”聲，不會有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲。若出現(xiàn)以下幾種聲音 則為正常現(xiàn)象。①軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有“吱吱”聲，這是金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應(yīng)拆開軸承加注適量潤滑脂。②若出現(xiàn)“唧哩”聲，這是滾珠轉(zhuǎn)動時(shí)發(fā)出的聲 音，一般為潤滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂。③若出現(xiàn)“喀喀”聲或“嘎吱”聲，則為軸承內(nèi)滾珠不規(guī)則運(yùn)動而產(chǎn)生的聲音，這是軸承內(nèi)滾珠損壞或電動機(jī) 長期不用，潤滑脂干涸所致。

⑸ 不均勻的碰撞聲，為風(fēng)葉碰撞風(fēng)扇罩引起。

⑹定轉(zhuǎn)子虛擦造成的雜音，是屬掃膛的一種極限狀態(tài)。

⑺絕緣紙響聲，由于定子或轉(zhuǎn)子槽絕緣放置不恰當(dāng)造成的雜音，該類故障處理時(shí)不容易找到具體位置。

⑻其他是因槽楔局部彈出、振動、軸承蓋固定螺栓長等因素，也是導(dǎo)致雜音的部分原因。

2 電器方面故障

2.1 對地短路

對地短路可分為定子對地和轉(zhuǎn)子對地兩種。按修復(fù)情況又分為可修復(fù)對地和不可修復(fù)對地（死對地）。

2.1.1 定子對地

①定子引線與機(jī)殼發(fā)生對地，是由于裝配過程中拉傷引線或引線僵硬破損所致。②定子壓入機(jī)座過程中，因端板不符合、沖片松動或?qū)�入不正等因素造成沖片徑向或 軸向位移劃破絕緣對地。③接線時(shí)引線與本線連接出綁子捆扎不規(guī)范，造成裝配時(shí)空間緊張，與端蓋發(fā)生對地。④死對地，該類故障具體對地位置不詳。

2.1.2 轉(zhuǎn)子對地

①轉(zhuǎn)子繞組對地。一般發(fā)生在槽口與槽內(nèi)，大多是由于鐵芯毛刺大，理線時(shí)槽絕緣受損所致。②其他類型，集電環(huán)擋圈對地一般是由于集電環(huán)及擋圈本身的結(jié)構(gòu)所 致，該類故障一般發(fā)生在小規(guī)格電機(jī)上，碳刷尾辮與刷桿座對地及轉(zhuǎn)子內(nèi)風(fēng)扇與繞組對地。

2.2 空載電流和空載損耗過大

轉(zhuǎn)子外徑小、車內(nèi)膛、用錯轉(zhuǎn)子、鐵重嚴(yán)重不足這些都是導(dǎo)致該類故障的原因。

⑴空載電流和空載損耗均大，但定子繞組直流電阻值合適。這可能是鐵芯質(zhì)量不符合要求，定子、轉(zhuǎn)子鐵芯因裝配不到位而未對齊，或是定位尺寸不符合。

⑵空載電流大，空載損耗正常。這是由于電機(jī)氣隙過大或磁路飽和引起。如果空載電流大，空載損耗也大，則說明電動機(jī)的鐵耗偏大。

⑶空載損耗大且空載電流不平衡，表明繞組各并聯(lián)支路的匝數(shù)不相等，或者是少數(shù)線圈有局部短路現(xiàn)象。

⑷空載電流正常但空載損耗大。有以下原因 ：①因裝配不當(dāng)造成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不靈或軸承質(zhì)量不佳，軸承內(nèi)所加潤滑脂過多使機(jī)械耗過大；②錯用了大風(fēng)扇或風(fēng)葉較多的風(fēng)扇；③硅鋼片質(zhì)量差；④鐵芯長度不足或 疊壓不實(shí)造成有限長度不足。

2.3 匝間短路

定子的匝間短路，主要原因是使用的硅鋼片質(zhì)量較差，模具質(zhì)量存在問題，電磁線質(zhì)量不穩(wěn)定。在做堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有 很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。

2.4 相間短路

2.4.1 定子相間短路

①定子端部相間塊部位短路。這種相間短路一般是由于相間塊大小不合適或定子在搬運(yùn)過程中受力移位造成。輕微的相間短路可以修復(fù)、嚴(yán)重的會造成相間放炮致定 子報(bào)廢。②定子引線與本線的焊接部位發(fā)生相間短路，這種相間短路一般可以修復(fù)。

2.4.2 轉(zhuǎn)子相間短路

轉(zhuǎn)子分軟繞組產(chǎn)品和硬繞組產(chǎn)品，硬繞組轉(zhuǎn)子相間短路情況極少，軟繞組相間短路一般發(fā)生在繞組端部。

2.5 三相電流不平衡

電動機(jī)外部電源電壓不平衡所引起；其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動機(jī)重繞組修理時(shí)線圈匝數(shù)錯誤或接線錯誤。籠 型電動機(jī)轉(zhuǎn)子鑄鋁導(dǎo)線斷條或繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組斷路時(shí)，會造成定子電流不正常，出現(xiàn)時(shí)高時(shí)低周期性變化，還出現(xiàn)忽大忽小的噪聲和振動。負(fù)載越重時(shí)，這種 現(xiàn)象越顯著。

3 故障診斷與維修

3.1 診斷方法

3.1.1 搖表測量對地電阻診斷故障

電機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，用0—500v低壓搖表測量三相繞組對地電阻。將接線柱子的三相聯(lián)片拆開，如測出的對地阻值為 0，則可診斷為定子線圈對地故障。如測出的對地阻值很大，但電機(jī)又確實(shí)有燒壞的跡象，這時(shí)可診斷繞組匝間、相間短路故障。因?yàn)椴劭谥械牟ＡЫ^緣紙的絕緣仍 未破壞，所以不接地。

3.1.2 萬用表測量線阻診斷故障

用普通萬用表對電機(jī)繞組進(jìn)行線阻測量，如測出的線阻比原設(shè)計(jì)大時(shí)，可診斷為輸出功率不足之故障；如測出的線阻大小不 一時(shí)，可診斷為三相電流失衡之故障；如測出的線阻比原設(shè)計(jì)小時(shí)，可診斷為定子線圈短路之故障。

3.1.3 鉗形表測量電流診斷故障

用普通鉗形表對電機(jī)進(jìn)行電流大小的測量。如三相電流大小不等，顯然是三相電流失衡故障；比額定電流小時(shí)，可診斷為輸 出功率不足故障；比額定電流大時(shí)，可診斷為軸承損壞故障；電流大小不一有波動時(shí)，可診斷為轉(zhuǎn)子掃膛故障。

3.1.4 聲音差異診斷

用一定長度的金屬桿狀物做“聽診器”，聽辯電機(jī)運(yùn)行聲音變化的差異診斷故障類別，桿狀物尖端放在電機(jī)軸承端蓋處，聽 到的聲音尖銳或粗大沙沙響，可診斷為軸承損壞或缺油故障；聽到有鐵之間摩擦狀的呼啦聲，可診斷為軸承跑內(nèi)外圈故障，桿狀物尖端放在電機(jī)殼體表面，聽到高頻 摩擦斷續(xù)聲或高頻撞擊聲，可診斷為轉(zhuǎn)子運(yùn)行掃膛故障；如有嗡嗡作響的聲音且冗長粗大高頻變化，為電氣類故障。上述任何一種故障，如不及時(shí)排除，任其發(fā)展下 去，均會導(dǎo)致電機(jī)燒壞。

3.1.5 峰值能量法

峰值能量法就是將振動信號加以濾波放大處理，僅拾取各頻分量，根據(jù)能量的大小判斷電機(jī)的故障。如軸承一旦出現(xiàn)故障， 如內(nèi)、外圍裂紋，滾動體點(diǎn)蝕缺油等，在轉(zhuǎn)動導(dǎo)流中，往往產(chǎn)生很高頻率的振動，這種頻率一般是轉(zhuǎn)速頻率的10-50倍。甚至更高，若其它因素，如不對中、不 平衡，機(jī)座松動等，則所造成的振動頻率較低，往往在基頻的5倍以內(nèi)，甚至更低。因此，傳感器拾取的振動信號中，只要濾去各種低頻信號；僅拾取高頻分量，即 可得到軸承的特征故障信號；反之，濾去各種高頻信號，僅拾取低頻分量，即可得到其他的特征故障信號。

3.2 常見故障維修

3.2.1 繞組故障維修

（1）應(yīng)急修理。單相電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，起動繞組是對稱的。當(dāng)起動繞組發(fā)生碰殼、部分燒壞時(shí)可以采用應(yīng)急修理方法。碰殼、部分燒壞往往是一個繞組，可以將故障繞 組一端剪斷，使其不起作用，只用完好繞組作起動用。因起動繞組工作時(shí)間很短，所以電機(jī)仍可繼續(xù)使用，僅起動電流比原來稍大。應(yīng)注意的是，多極電機(jī)采用此法 應(yīng)急處理時(shí)應(yīng)將故障側(cè)完好起動繞組斷開，只用正常側(cè)繞組作起動用，以保證磁極正常。

（2）局部修理。當(dāng)起動繞組損壞較嚴(yán)重而運(yùn)轉(zhuǎn)繞組完好時(shí)，可采用局部修理方法。方法是：將損壞的起動繞組拆除，按原來線圈大小、匝數(shù)和線徑重繞新線圈嵌 入。接好線頭，試轉(zhuǎn)正常再絕緣處理即可。如果故障繞組是下層，可先設(shè)法拆除故障（可用酒精或甲苯泡軟）繞組，并清理干凈、墊好絕緣紙，將完好線圈加熱至變 軟，向下壓。這樣原來上層線圈就變成了下層。按故障線圈大小、匝數(shù)用同線徑線繞新線圈嵌在上面，接線仍和原來一樣。雖然上下層線圈調(diào)換了位置，但電流方向 與原來相同，并不影響電機(jī)性能。接好線頭試轉(zhuǎn)正常，再進(jìn)行絕緣處理即可恢復(fù)正常使用。

3.2.2 掃膛故障維修

當(dāng)軸承內(nèi)圈與軸頸或外圈與端蓋間隙大于0.1mm時(shí)，定、轉(zhuǎn)子就可能相擦（掃膛）。掃膛較輕時(shí)，電機(jī)尚能起動運(yùn)轉(zhuǎn)，但溫升高，時(shí)間長了易燒壞繞組，較重時(shí) 就不能起動運(yùn)轉(zhuǎn)。拆開有掃膛故障的電機(jī)能看到呈紫藍(lán)色的擦傷面。發(fā)生軸承轉(zhuǎn)套現(xiàn)象的電機(jī)大多是鋁殼電機(jī)。產(chǎn)生轉(zhuǎn)套的原因有2：①加工精度較差，②拆裝頻繁 且不合理。軸承內(nèi)套與軸頸是緊配合的，外套與端蓋是加工成零配合或稍有緊度。

有的電機(jī)為防止軸承外套與端蓋轉(zhuǎn)套，在外套與端蓋間加裝了特制的鋼片。有的將軸承打上打下（正確拆裝軸承應(yīng)加熱）或?qū)⒎擂D(zhuǎn)鋼片丟失，均會產(chǎn)生軸承轉(zhuǎn)套現(xiàn) 象。對于有軸承轉(zhuǎn)套現(xiàn)象的電機(jī)，以往大多采用鑿毛法修理，但效果（尤其是端蓋）并不理想。經(jīng)實(shí)踐，認(rèn)為采用膠粘法修理，效果較好。功率較大、轉(zhuǎn)速較高的電 機(jī)用金屬膠，功率較小、轉(zhuǎn)速不高的電機(jī)用氯酊膠。方法是，先將轉(zhuǎn)套處擦洗干凈，加好潤滑脂，然后涂上膠，再將電機(jī)裝復(fù)。對于轉(zhuǎn)套較嚴(yán)重，軸承內(nèi)圈與軸頸或 外套與端蓋間隙較大者，可用適當(dāng)厚度的金屬片墊在間隙內(nèi)。為了保證同心度應(yīng)將金屬片做成斜口。實(shí)踐表明，絕大多數(shù)電機(jī)，用適當(dāng)?shù)哪z涂在間隙中即可恢復(fù)正 常。

3.2.3 線圈燒毀故障的維修

拆除燒毀的線圈，更換新燒的線圈，并進(jìn)行浸絕緣漆增強(qiáng)絕緣處理的一種方法。在拆除燒毀的線阻時(shí)，必須量準(zhǔn)線徑，數(shù)準(zhǔn)每匝根數(shù)、跨距，記清接線方式，清理槽 中的雜物。用相同參數(shù)的線圈，按規(guī)定的要求逐一下線，進(jìn)行工藝整形，使露出的定子兩端的圈頭相等。形體服帖后，穿入壓線板，把每匝線圈的頭尾按順序并入主 接線，分相入接線端子，再將電機(jī)沿軸向垂直放置，進(jìn)烘干室或其他安全熱源，用100℃左右進(jìn)行預(yù)加熱，以利絕緣漆的滲透。

兩端分別浸好漆后，再烘干（85-110℃）4h即可。最后裝上轉(zhuǎn)子、端蓋，試轉(zhuǎn)0.5h，待用。浸漆運(yùn)行后，出現(xiàn)接地、短路等故障時(shí)，采用整體更換線圈 排除故障。修復(fù)未浸漆前，檢查出電流失衡，功率減少等故障時(shí)，采用局部更換線圈排除故障。

3.2.4 軸承故障維修

軸承內(nèi)外圈套、滾動體損失嚴(yán)重時(shí)，需要更換新軸承。（1）軸承磨損時(shí)，有些可采用焊車的方法修復(fù)。如在軸承跑內(nèi)外圈時(shí)，用電焊對軸頸和端蓋內(nèi)孔進(jìn)行堆焊， 然后用車床加工成所需尺寸。焊前預(yù)熱軸和端蓋內(nèi)孔（150-250℃）預(yù)熱。軸一般選用J507Fe焊條，端蓋內(nèi)孔永普通鑄鐵焊條。焊接結(jié)束時(shí)，立即深埋 于干石灰粉中緩慢冷卻，控制急冷脆性現(xiàn)象。永電焊車削修理時(shí)，須注意：①同心度校正值不大于0.015mm，防止偏心時(shí)高速運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲增大、振動發(fā)熱，使電 機(jī)使用壽命縮短；②電機(jī)軸頸＜40mm時(shí)，宜采用6-8等份線條狀堆焊的方式，＞40mm的軸頸宜采用滿堆焊的方式。這是軸在輸出功率時(shí)傳力大小所決定 的。不管是哪種堆焊方式，均要注意采用斷續(xù)式運(yùn)條，對稱性焊接，以防局部焊接應(yīng)力過大和首問過高，造成軸的同心度變化加大。③車床加工時(shí)，11KW以下電 機(jī)軸的車削粗糙度控制3.2左右，11KW電機(jī)軸和端蓋孔車削后，最好再用磨床精加工，以保證質(zhì)量。⑵當(dāng)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子與軸分離時(shí)，先用耐高溫的502粘接劑對 復(fù)位的轉(zhuǎn)子與軸之間隙進(jìn)行注灌，被注灌件要垂直放置，動作要迅速。兩端注灌后，再用40%的鹽水復(fù)澆灌，放置幾天后，便可裝配使用。

4 結(jié)束語

通過對糧食企業(yè)電機(jī)常見故障進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)的診斷方法和維修措施。除此之外，為了保證電動機(jī)的安全運(yùn)行，日常的維護(hù)也很重要。如（1）認(rèn)真做好定期 的檢查保養(yǎng)。在年度大修理時(shí)，對電機(jī)進(jìn)行解體保養(yǎng)、軸承清洗加油或更換、絕緣監(jiān)測、完善冷卻系統(tǒng)等，確保電機(jī)處于完好狀態(tài)下運(yùn)行；（2）強(qiáng)化運(yùn)行中的綜合 管理。電機(jī)使用過程中，嚴(yán)格落實(shí)責(zé)任制度。維護(hù)人每班次定時(shí)定量巡檢，對電機(jī)進(jìn)行觀察監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理；（3）保證維修質(zhì)量。電機(jī)維修時(shí)，要保證各 種參數(shù)符合原機(jī)技術(shù)要求，嚴(yán)格控制更換的配件及漆包線的質(zhì)量，正確操作各道工序，防止人為遺留各種事故隱患，提高修理后的電機(jī)運(yùn)行質(zhì)量；（4）確保控制系 統(tǒng)完好運(yùn)行。對控制電機(jī)的二次線內(nèi)的各個電器元件，要定期進(jìn)行檢查維護(hù)，保證完好，對過流短路保護(hù)裝置要定期進(jìn)行校驗(yàn)，保證動作可靠靈敏，使電機(jī)始終處于 良好的運(yùn)行狀態(tài)。