掘进机截割电机故障分析及改进方案

掘进机截割电机故障分析及改进方案1主要故障（1）电机内部轴承损坏通电后电机轴不转，经检查电机绕阻绝缘正常，拆解后发现电机轴端轴承前端弹簧挡圈从安装槽中弹出且发生变形，前端轴承内圈与轴相对位移，电机轴后端轴承外盖磨损严重，轴承保持架损坏，轴承外圈胀裂，轴承座孔胀裂。（2）电机内部进水进油导致线圈损坏通电后电机轴不转，经检查电机绕阻绝缘为零，拆解后发现电机主腔内部存在大量黑色油脂和水。（3）电机法兰连接处损坏掘进机在正常工作过程中，截割减速器和电机上结合面首先出现细小缝隙，在不被察觉的情况下继续使用，缝隙逐步扩大，最终导致结合面螺栓全部断裂，致使截割减速器和电机分离。电机前端轴承销孔外壁被压溃，个别销孔被挤压变形。2故障分析（1）电机内部轴承损坏原因分析电机内部轴承在未知因素造成的轴向力的影响下，使挡环从安装槽中弹出，对于弹簧挡环的变形，从电机结构分析，可能由2种原因造成：①电机前端安装轴承的轴径制造值比设计值小。轴承与轴的配合过盈量较小甚至出现间隙，导致在电机运行过程中轴相对轴承窜动，挤压挡环造成其永久变形；②电机的设计中未考虑由未知因素造成的轴向力传递结构。电机设计图中，向后的轴向力由最前端挡环承担，当未知因素造成的轴向力超出挡环的弹性极限后，造成挡环的永久变形。对某一电机设计图纸进行分析（见图1）。圆螺母设计厚度为15mm，实测经磨损后的圆螺母厚度约为17mm，根据实物磨损痕迹可以看出圆螺母实物直径比设计直径大。通过数据对比可以判定出设计采用了小圆螺母（GB/T810-1988），而实际装配中却错误地安装了圆螺母（GB/T812-1988），造成螺母外径与轴承外盖的内侧沉孔干涉（内部沉孔直径约为140mm）。电机轴后端面与电机轴承外盖设计间隙约为2mm。此间隙偏小，已经超出了电机安装轴伸的允许误差，因此认为此值不合理。2种圆螺母主要尺寸对比见表1。电机损坏原因为错误使用了圆螺母、电机轴后端与轴承端盖设计间隙太小、电机承受轴向力结构不合理，导致圆螺母与轴承外盖摩擦，后端持续高温，润滑脂及油封碳化，进而烧毁轴承。（2）电机内部进水进油导致线圈损坏故障分析拆解电机发现绕组无过热现象，说明电机无经常性长时间过载现象发生，电机绝缘损坏非绕组温升造成；判断电机主腔内黑色油脂为电机轴承润滑脂；由于油脂、水及其混合物的共同作用，对电机绕组绝缘产生破坏性影响，造成电机绕组绝缘逐步降低，最终造成相间短路烧毁。由于此电机外部有伸缩筒保护，外部所有接口均密封良好，没有发现漏水和渗油点。分析电机轴端结构发现，轴端骨架密封安装方式为密封唇向电机内侧，其原先设计理念为防止内部黄油在工作发热的时候渗出，而外部介质在受到压力作用会挤压到电机内部；电机轴端通过联轴器与减速器相连，在安装联轴器的这个空腔内，联轴器高速转动的时候形成负压，外部水汽和粉尘就会被吸附进来；电机在工作时，主轴高速旋转，电机内部空腔会出现负压，这就使得联轴器腔内介质会通过密封渗进电机内部，当水和油进入电机主腔后会对绕组产生腐蚀，进而发生短路。电机损坏原因为电机输出端骨架密封安装方式不当，导致外部油液、水汽、灰尘进入电机，经混合后对电机内部绕组腐蚀，导致绝缘损坏，进而发生故障。（3）电机前端法兰连接处损坏故障分析电机前端轴承座采用了铸铁材质，其质地疏松，组织不均匀，塑性差，机械性能低。由于截割机构为掘进机主要工作机构，其受力较为复杂，振动较大，个别螺栓出现松动现象，进而导致受力不均匀，当单个螺栓受力较大时很有可能被拉断。而轴承座两端相连接的部件均为铸钢件，在受力不均匀的情况下就会发生铸铁件被压溃。3改进方案（1）电机内部轴承损坏改进方案调整电机轴向力的承载结构，将前轴端挡圈固定改为圆螺母固定，这样未知轴向力由圆螺母承担，不会发生脱落；后端圆螺母改为薄型圆螺母，加大圆螺母与端盖之间的距离，提高电机可靠性；（2）电机内部进水进油导致线圈损坏改进方案将电机轴端骨架油封安装方式由密封唇向电机内侧改为密封唇向电机外侧，这样电机工作时，骨架密封起到很好的防护作用，防止油