轴承保护环帮助水泥厂提高正常运行时间

似乎没有什么能阻止尖叫声。并不是说 Monarch Cement Company 的巨大球磨机已经不吵了。它由一台 5,000 马力的电机提供动力，每小时可粉碎 100 吨熟料（石灰石和页岩的燃烧混合物）。但尖叫并不是兰迪·里贝尔想听到的。作为位于堪萨斯州洪堡的 Monarch 工厂的电气主管，他知道噪音意味着电机的轴承再次运转。

事实上，在这座年产 130 万吨水泥的工厂里，长期轴承损坏的声音再熟悉不过了。自2001年球磨机全新以来，其电机轴承已更换3次。

“我们一直在润滑这些轴承，但它们一直发出尖叫声，”Riebel 回忆道。 “我们知道，如果等待时间过长，轴承座圈壁会像过去一样出现凹槽，而且由于所有费用和停机时间，我们不期待再次更换。拉动那个马达至少需要 10 天——这是一项主要生产。有时我们不得不雇人帮忙，租一个起重机把它放在卡车上，然后把它拿走重建。所以这一次（2009 年夏天），我决定尝试别的东西。”

“其他东西”是由缅因州静电技术 (EST) 制造的 AEGIS iPRO 轴承保护环。通过将有害电流从轴承安全地引导至地面，iPRO 延长了中压电机和发电机的使用寿命，从而提高了使用它们的整个系统的可靠性。它有多种尺寸可供选择，以适应直径达 30 英寸的发电机/电动机轴。

AEGIS iPRO 免维护，是驱动泵、压缩机、搅拌机、粉碎机、输送机和其他机械的中压电机的理想选择，这些电机用于采矿、食品加工、废水处理、石化精炼和许多其他高电流应用。 iPRO 还可保护公用事业和现场发电系统中发电机的轴承。

Riebel 一直在与当地电机和设备维修店独立电机公司 (IEMCO) 的电机车间运营经理 Scott Wilkins 讨论电气轴承损坏问题。 Wilkins 推荐了 iPRO，Riebel 让 IEMCO 在球磨机电机上安装了其中的两个。对于大多数大型电机，EST 建议在驱动端安装 iPRO 并在非驱动端安装绝缘材料，但对于某些大型电机——尤其是那些没有设计绝缘材料或不容易安装绝缘材料的电机——EST 建议安装 iPRO电机驱动端和非驱动端同时响起。

Riebel 和 Wilkins 选择了 iPRO 开口环模型，该模型旨在促进现场改造。每个 iPRO 的配对部分都安装在电机轴周围，无需将电机与磨机分离。

IEMCO 是一家成立于 1906 年的家族企业，销售、服务、维修和测试电机、发电机、起重机、焊机和配电开关设备。 IEMCO 位于堪萨斯城堪萨斯城的主要办公室拥有设备齐全的机械车间。该公司还在该地区设有五个其他服务中心。由于经常处理大型电机，IEMCO 的人员非常清楚轴电流会对电机轴承造成严重损坏。

减轻电气轴承损坏
如果不转移，轴电压会通过轴承放电，使滚珠和座圈壁产生点蚀。如果没有长期的轴承保护，沿滚道壁定期集中点蚀会导致称为凹槽的搓板状脊，这是噪音和振动的来源。最终结果是电机故障。

具有讽刺意味的是，一些旨在保护轴承的产品，例如传统的弹簧式接地刷，本身就需要大量维护。其他因素，例如绝缘和陶瓷轴承，可能会对连接的设备造成损害。

为了提高电子传输率，iPRO 的整个内圆周都衬有多排导电微纤维。这些微纤维牢固地锁定在环的专利 AEGIS FiberLock 通道中，完全围绕电机轴，为有害轴电流提供数百万个放电点，并创建阻力最小的路径，有效地将这些电流从轴承转移到地面。超细纤维本身经过专门设计，具有出色的灵活性，可防止断裂并确保环在电机的整个使用寿命内都能持续使用。由于 iPRO 可延长轴承、电机和电机驱动系统的使用寿命，因此符合联邦能源管理计划的可持续技术。

一个烦人的、普遍存在的问题
中西部六个州的承包商和家装零售店依赖于 Monarch 工厂，该工厂通过卡车和火车将水泥运送到其位于爱荷华州得梅因和堪萨斯州道奇市的码头。这些码头将水泥分发给 13 Monarch 子公司，在各自的地区销售。一些水泥以散装形式出售，一些以袋装形式出售。并且，其中一些由子公司进一步加工，制造建筑产品或添加石子和沙子来生产预拌混凝土。

当 Monarch 于 1908 年成立时，大块高达 4 英尺的爆破石灰石（“碎石”）被手工装入骡车。现在这块石灰石由巨大的前端装载机、50吨自卸车和输送机搬运，由一系列计算机控制的破碎机、窑炉和磨粉机加工，直到它像面粉一样细。

大多数加工机械由电动机提供动力，长期轴承损坏的问题绝不仅限于工厂的球磨机。许多电机由变频驱动器 (VFD) 控制，这会在电机轴上产生额外的高频电流。如果输入由 VFD 调制，风扇或泵电机往往会使用较少的功率，但如果电机持续发生故障，提高效率的好处就会消失。

此类故障是 Riebel 反复头痛的问题，但由于 2009 年安装的两个 AEGIS iPRO 环似乎在保护球磨机电机的轴承，此后他让 IEMCO 在另外九台必须停止使用的电机上安装 iPRO。

一个典型的例子是 VFD 控制的冷却通风风扇，其中 300-HP 电机近八年必须经常更换。每次，窑都必须关闭至少一天。旧电机被拆除，重建的备用电机必须对齐和耦合。

“我们会将拉出的电机送去重建，但三到六个月后，我们不得不重新做同样的事情，”Riebel 说。 “对于冷却器通风风扇电机，我们尝试对两个轴承进行绝缘处理。通过绝缘，电机在两次故障之间可以使用两年。分流的电力可能会损坏风扇本身的轴承。绝缘只是将问题推到了底线。如果没有接地，电力必须去某个地方。 iPRO 为这款风扇带来了全新的开始。”

“我们并没有真正意识到问题是什么，”Riebel 反映道。 “关于电气轴承损坏的可用信息并不多。我们只知道轴承会出现故障并且电机会过热，但我们并不想知道原因。一次又一次，我们只是将电机送出，对其进行了重建，然后重新投入使用。我们不知道根本原因。”

通过创新的绿色技术解决
现在 Monarch 的政策是，每当 VFD 控制的 Monarch 风扇电机进行大修时，让 IEMCO 在商店中添加 iPRO 环。另一个这样的安装是在 2,250 马力的电机上，用于 ID（感应通风）风扇将窑内加热的空气通过辊磨机，在原料研磨过程中干燥石灰石和页岩。现在配备 iPRO 的其他电机包括工厂窑炉中的四个电机，在那里强制空气进出：两个 2,000-HP ID 风扇电机和两个 1,000-HP 袋式除尘器（集尘）风扇电机。

此外，由于水泥厂是一个尘土飞扬的地方，许多电机都在室外，因此 Monarch 已开始指定其某些新电机必须配备 AEGIS 重载 SGR 轴承隔离器轴接地环，这是另一种静电技术产品。与 iPRO 一样，AEGIS Severe-Duty SGR 的安全导电微纤维完全包围电机轴以实现高效接地，但该型号具有内置 IP56 非接触式隔离密封件，可提供额外的防尘、防水和其他污染物保护。

在咨询了 IEMCO 的 Wilkins 之后，Monarch 的维护经理 Mark Pily ​​授权购买工厂的第一台带有工厂安装的 Severe-Duty SGR 的电机。在撰写本文时，200 马力的空气压缩机电机是该工厂唯一在运行的此类电机。

“我们希望保持轴承清洁，因为我们非常用力地推动电机，”Riebel 解释说。 “我们通常会因为绕组故障而丢失那台电机。我认为其中大部分是由于轴承开始出现故障，从而导致电机过载。”

一盎司的预防
Riebel 使用电压探头和示波器定期读取工厂所有带有接地环的电机的轴电压读数。他对结果很满意，因为读数很低，这表明环降低了可能具有破坏性的轴电压。

Riebel 还对工厂从 IEMCO 获得的服务给予了高度评价：“在我看来，他们是迄今为止我们合作过的最好的商店，我们与该地区的大多数商店都有过合作。斯科特（威尔金斯）真的参与其中。他真的是一个第一次就做对的人。”

时间会告诉我们这些环会为 Monarch 整体节省多少钱，但 Riebel 坚信 AEGIS iPRO 可提供有效、长期的轴承保护，从而降低停机时间和电机维护成本。

“到目前为止，一切都很好，”他说。 “在 5,000 马力上，由于上​​一组轴承只使用了一年，我们现在很可能已经注意到问题，但我们没有任何问题 - 没有尖叫。”

如需更多信息，请联系：John Shepherd，中西部地区销售经理，静电技术，拉夫兰，俄亥俄州 45140。您可以致电 513-417-1161，发送电子邮件至 [email protected] 或访问 www.est-aegis.com .

图 1. Monarch Cement Company 位于堪萨斯州洪堡的工厂。

图 2. Monarch Cement Company 工厂安装前两个接地环的球磨机。磨机 5,000-HP 电机的轴承经常出现故障，直到损坏的电压被电机两端的 AEGIS iPRO 轴承保护环（插图）转移。由于使用了 iPRO 的开口环版本，这些现场改造无需将电机与轧机分离即可完成。

图 3. AEGIS iPRO 轴承保护环安装在 IEMCO 车间的内部轴承护圈中，作为 Monarch Cement Company 机械电机检修的一部分。

图 4. AEGIS iPRO 轴承保护环在其球磨机上取得成功后，Monarch Cement Company 将该环安装在这台布袋除尘器风扇电机（蓝色）上，该电机也需要频繁更换轴承。