柴油發(fā)電機(jī)組由于轉(zhuǎn)子帶電引起軸電流最終造成機(jī)器元件損傷的情況較早出現(xiàn)在發(fā)電機(jī)組，故一般把軸電流形成的原因與電磁效應(yīng)聯(lián)系起來(lái)。隨著大型石油、化工裝置，特別是化肥裝置中蒸汽透平驅(qū)動(dòng)離心壓縮機(jī)組的應(yīng)用，軸電流影響機(jī)組長(zhǎng)周期安全運(yùn)行的問(wèn)題越來(lái)越突出，它在機(jī)組的推力軸承、徑向軸承、聯(lián)軸節(jié)、浮環(huán)密封以及傳動(dòng)齒輪等部位產(chǎn)生電火花放電，損傷金屬表面，破壞油膜形成。如果這種損傷沒(méi)有及時(shí)檢測(cè)到，則會(huì)給機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)很多問(wèn)題，并可能造成機(jī)器主要元件的嚴(yán)重破壞。

有關(guān)軸電流故障的介紹資料比較少見(jiàn)，在此結(jié)合生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題做一簡(jiǎn)單介紹。

一、軸電流對(duì)轉(zhuǎn)子零件的損傷及其后果

旋轉(zhuǎn)中的軸須采用一定的潤(rùn)滑方式使轉(zhuǎn)子與軸承保持不直接接觸，即整個(gè)轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與靜子之間有油膜絕緣。由于轉(zhuǎn)子對(duì)地存在電阻，一旦帶電，就會(huì)建立起對(duì)地電壓，當(dāng)電壓升高到某一數(shù)值，就會(huì)在電阻最小的區(qū)域擊穿，發(fā)生電火花放電。這種放電作用所帶來(lái)的主要后果如下

1、在放電區(qū)域熔化金屬粒子，在金屬表面形成極微小的電蝕凹坑

2、凹坑的積聚使表面變得粗糙，失去光澤，如果發(fā)生在軸瓦上則會(huì)產(chǎn)生純機(jī)械磨損

3、熔化的金屬微粒進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)，使?jié)櫥瑒┦艿轿廴荆麄€(gè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑性能變壞，而且含有大量金屬微粒的潤(rùn)滑劑會(huì)降低油膜電阻，加速電火花侵蝕的進(jìn)展

4、在軸承承載區(qū)產(chǎn)生局部高溫，破壞油膜，燒壞金屬，增加磨耗，最終造成嚴(yán)重的摩擦損壞

在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，最容易發(fā)生電火花放電的部位是徑向軸承和止推軸承的承載面、齒式聯(lián)軸器的工作齒面以及浮環(huán)密封面，這些部位因運(yùn)行中的多種條件變化(如負(fù)荷、溫度、潤(rùn)滑狀況以及轉(zhuǎn)子振動(dòng)等)，均有可能會(huì)使油膜和氣隙電阻減小，在這些部位引起電火花放電現(xiàn)象。

對(duì)于徑向滑動(dòng)軸承，軸承電蝕凹坑的發(fā)展會(huì)使巴氏合金表面受到嚴(yán)重的腐蝕，這不僅會(huì)改變軸承的原有間隙，而且表面光潔度下降還會(huì)導(dǎo)致軸承表面的擦傷和擦痕、局部高溫和燒傷。高速輕載軸承表面巴氏合金的磨耗會(huì)使一部分軸瓦瓦塊失去對(duì)轉(zhuǎn)子軸頸的預(yù)負(fù)荷作用，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)容易誘發(fā)油膜渦動(dòng)，造成轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而不穩(wěn)定的油膜反過(guò)來(lái)又會(huì)引起軸承油膜電阻的急劇下降，使更多的軸電流通過(guò)該區(qū)域，加劇電火花作用，彼此相互激勵(lì)，最終導(dǎo)致軸承或轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的損壞。

二、軸電流的成因和類(lèi)型

軸電流的形成除了外部對(duì)轉(zhuǎn)子施加一定的電位之外，大多數(shù)則是由于下面介紹的幾種因素感應(yīng)而產(chǎn)生的。

對(duì)于電機(jī)類(lèi)轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生軸電流的原因主要有磁力線分布的不對(duì)稱(chēng)效應(yīng)以及轉(zhuǎn)軸的磁化效應(yīng)。磁力線分布不對(duì)稱(chēng)通常是由于疊片層的不對(duì)稱(chēng)的間隙引起的。除電機(jī)類(lèi)轉(zhuǎn)子外，其他設(shè)備也會(huì)因軸的磁化效應(yīng)而產(chǎn)生軸電流。

軸的磁化效應(yīng)是轉(zhuǎn)軸由于各種原因而帶有磁性，例如轉(zhuǎn)子存在不平衡電流繞組使轉(zhuǎn)軸磁化，焊接、摩擦、碰撞以及電渦流裝置均可能使設(shè)備帶有磁性，并建立起磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體，會(huì)在這些零件內(nèi)感應(yīng)起一定電位，當(dāng)電位升高到足以擊穿油膜時(shí)，就形成電流回路。這種電流回路可能穿過(guò)整個(gè)轉(zhuǎn)子，也可能僅在軸承中或浮環(huán)密封中形成局部的短路電流，軸承或浮環(huán)中的短路電流又會(huì)產(chǎn)生新的磁場(chǎng)，磁化轉(zhuǎn)軸或其他零件(圖1-1中的兩類(lèi)情況)。因此，這種磁電相互轉(zhuǎn)換，會(huì)在機(jī)組內(nèi)形成很強(qiáng)的磁場(chǎng)，并出現(xiàn)很高的電流。

三、軸電流損傷的防治措施

減小或消除軸電流引起的損傷，主要手段是限制軸電壓的升高，一般認(rèn)為，足以引起軸電流損傷的電壓在20V以上，典型的軸承損傷電壓在30～100V之間。如果把軸電壓降到1V以下，基本上就可以消除軸電流帶來(lái)的故障。限制和降低軸電壓的方法有多種，使用較多的是各種型式的接地裝置，例如用炭刷、金屬滑靴、水銀槽、水密封等方法把轉(zhuǎn)子與機(jī)殼連接起來(lái)，使轉(zhuǎn)子對(duì)地導(dǎo)通，消除轉(zhuǎn)軸靜電電位。此外，還有一些導(dǎo)通轉(zhuǎn)軸上電荷的方法，例如，采用電離空氣通道，采用高導(dǎo)電性能的潤(rùn)滑油或在油中加人某種添加劑，使?jié)櫥妥兂闪紝?dǎo)體。

對(duì)于在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生軸電流侵蝕的機(jī)器，使用改變油膜厚度的方法(例如改變油的黏度、改變潤(rùn)滑油供應(yīng)量、改變軸承速度和負(fù)荷等)也可以減小電流侵蝕的速度，實(shí)際使用證明此法有一定效果。

使機(jī)器零件絕緣也是一種限制軸電流的方法，例如把一處或多處和軸承連接的地方(包括油路管線在內(nèi))進(jìn)行絕緣，這樣在軸承和它的支承體或任何周?chē)鷮?dǎo)體之間無(wú)金屬接觸，隔斷軸電流回路。但這種方法實(shí)施困難，較少采用。

如果證實(shí)轉(zhuǎn)軸帶有磁性，最好的辦法是進(jìn)行消磁處理。對(duì)于由不平衡繞組產(chǎn)生轉(zhuǎn)軸的磁化效應(yīng)，可以通過(guò)附加中性繞組來(lái)降低由這種效應(yīng)所產(chǎn)生的電流。如果這種方法不易實(shí)現(xiàn)，則可采用增加穿過(guò)軸承支承磁路中磁阻的方法，例如，在磁路中加入非磁材料來(lái)滿(mǎn)足這個(gè)要求。對(duì)于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子由于加工制造或其他原因造成的轉(zhuǎn)子帶磁，可以使用專(zhuān)門(mén)的消磁裝置進(jìn)行消磁處理，這種裝置的原理是將轉(zhuǎn)子置于一個(gè)交變磁場(chǎng)中，由于這個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度極高，轉(zhuǎn)子的磁性很快便可以消除。

一家專(zhuān)業(yè)從事柴油發(fā)電機(jī)組、船用柴油機(jī)、船用機(jī)組、農(nóng)業(yè)排灌用柴油機(jī)生產(chǎn)、銷(xiāo)售和服務(wù)的廠家。?

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