Для пусковых клеток синхронных электродвигателей характерны те же повреждения, что и у короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных электродвигателей. Кроме того, случаются нарушения контакта между сегментами пусковой клетки из-за некачественного лужения контактных поверхностей сегментов, вызывающего окисление и отслаивание полуды.
Пробои изоляции обмотки ротора наступают из-за перетирания корпусной изоляции катушкой полюса при неплотной посадке ее на сердечник. Неплотность посадки происходит из-за недостаточной толщины изоляционной прокладки (шайбы), а также из-за самоотвинчивания болтов крепления полюса к магнитному колесу. При значительном самоотвинчивании болтов (на величину, большую чем односторонний воздушный зазор) полюсной башмак может повредить активную сталь и обмотку статора, нарушить межполюсное соединение, что приведет к разрыву цепи и потере возбуждения. К этому также приводит перегорание междуполюсной перемычки вследствие некачественной пайки. Не закрепленная на сердечнике катушка может вызвать витковое замыкание.
Повреждение подшипников скольжения.
У электродвигателей с кольцевой смазкой повышение температуры выше допустимой и выплавление баббита могут произойти в результате медленного или полного прекращения вращения смазочных колец, неудовлетворительной работы скребков, из-за низкого уровня масла в подшипнике, применения более густого масла по сравнению с рекомендуемым заводом-изготовителем. Медленное вращение колец или их полная остановка может произойти из-за нарушения правильной геометрической формы колец (овальность, искривление колец или забоины).
Перегревы подшипников и выплавление баббита в результате осевого давления ротора на подшипники (рис. 3) могут произойти в связи с недостаточным осевым разбегом ротора, неправильной установкой электродвигателя и приводного механизма в осевом направлении, а также износа полумуфт. Повышенная вибрация, некачественная центровка валов, и неравномерность воздушного зазора также могут быть причиной повышенного нагрева.
Рис. 3. Повреждение подшипника скольжения вследствие торцевой выработки
Присутствие в масле посторонних примесей (пыли, ржавчины, шлака от сварки), обводнение масла, разъедание шейки вала подшипниковыми токами из-за нарушения изоляции подшипников, плохо подогнанный вкладыш, а также плохо отшлифованная шейка вала могут вызвать увеличение температуры и выплавление баббита. В электродвигателях со смазкой под давлением перегревы и выплавление баббита происходят при недостаточной подаче масла, например из-за засорения маслопроводов, масляного фильтра, и при неисправностях маслонасоса.
Неисправность подшипников качения.
Срок службы и надежность подшипников качения электродвигателей в процессе эксплуатации зависят от вибрации ротора, качества центровки и подгонки муфт, запыленности, влажности, наличия агрессивных примесей в окружающей среде, температуры подшипников, типа применяемой смазки и периодичности ее замены, качества технического обслуживания и соблюдения технологии ремонта.
Подшипники качения, как правило, не оснащены аппаратурой для его теплового и вибрационного контроля. Поэтому эксплуатационный и ремонтный персонал имеет ограниченную информацию о состоянии подшипникового узла.
Большой статистический материал, полученный путем наблюдения и анализа работы элекродвигателей в процессе эксплуатации в течении 15 лет дал возможность выявить закономерности срока службы подшипников отдельных типов. Обработка полученных результатов методами математической статистики дает возможность анализировать и прогнозировать срок службы подшипников, планировать сроки вывода электродвигателей в ремонт для замены подшипников, учитывать необходимое количество запасных подшипников различных типов и т.д.
Проведенный анализ показывает, что для электродвигателей с горизонтальным расположением вала срок службы подшипников качения со стороны привода значительно меньше (в 1,6 раза), чем со стороны свободного конца вала. Это объясняется тем, что указанный подшипник несет большие механические нагрузки, связанные с передачей вращающего момента и влияния качества центровки валов электродвигателя и привода.
Исключение составляет электродвигатель типа ДАЗО-15-69-8/10, у которого число замен подшипника со стороны свободного, конца вала больше на 9%, чем со стороны привода. Причины этого изложены в эксплуатационном циркуляре Главтехуправления Минэнерго № Э-4/70. Завод-изготовитель изменил конструкцию этого узла, перейдя на другой тип подшипника. Со стороны свободного конца вала вместо подшипника 8НЗЗОЛ с расчетной долговечностью 31 000 ч установлен подшипник 3530 с расчетной долговечностью 80 000 ч.
В электродвигателях с вертикальным расположением вала меньший срок службы (в среднем на 37%) имеет подшипник, расположенный со стороны свободного конца вала. Это связано с тем, что кроме радиальной нагрузки он нагружен осевым усилием от массы ротора электродвигателя. Средний срок службы подшипников с частотой вращения ротора а со стороны привода подшипник № 232Н. о - со стороны свободного конца вала подшипник № 326
750 об/мин больше, чем подшипников с частотой 1500 об/мин, так как процесс износа дорожек, сёпараторов и тел качения ускоряется с увеличением частоты вращения.
Рис, 4. Гистограмма и теоретическая кривая срока службы подшипников электродвигателя типа ДА3013-50-4:
На рис. 4 представлены ступенчатый график (гистограмма) и кривая, сглаживающая эту ступенчатую фигуру (называемая распределением Вейбулла) срока службы подшипников электродвигателей ДАЗО 13-50-4. По вертикальной оси отложена величина, равная числу замен подшипников в каждом временном интервале. Средний срок службы подшипника № 326—2,55 года, подшипника № 2326—2,05 года. Используя полученные результаты, можно рассчитать вероятность безотказной работы подшипниковых /узлов для любого периода эксплуатации.
Основными неисправностями подшипников качения в процессе эксплуатации являются перегрев подшипника, сильный шум и выброс смазки из подшипника. Перегрев подшипника может произойти из-за загрязнения, избытка или недостатка смазки, при большом натяге внутреннего кольца подшипника на вал или наружного кольца в корпус подшипника, износа или разрушения деталей подшипников. Значительные перекосы, повышенная вибрация и некачественная центровка валов двигателя и механизма способствуют возникновению и развитию повреждений. При большом износе тел качения и их дефектах (раковинах, коррозии, трещинах) подшипник работает с перегревом и шумом (рис.5).
Наличие в консистентной смазке продуктов износа работающего подшипника может стать причиной неравномерного абразивного износа сепаратора, сопровождающегося разбалансированием последнего. Если центровка сепаратора осуществляется по бортам внутреннего кольца подшипника, то при наличии абразивных примесей в смазке происходит быстрый износ, сопровождающийся появлением прогрессирующего дисбаланса (рис.5, в).
Рис. 5. Дефекты подшипников качения:
(ролики): а - дефект поверхности качения наружного кольца в - неравномерный
