摘要：文章首先概述了西门子1CV2252A型电机的基本特性(包括其类型、防护等级以及轴承信息等)，随后从电机超速运行、非正常运行环境及环境温度升高等角度，分析了轴承寿命缩短及失效的原因，进一步探讨了轴承失效对转子扫膛的严重影响。在预防措施方面，文章提出了应定期检查其轴承磨损程度、防止振蚀及关注其润滑脂状态等综合性措施，在改进建议上则强调了应选择高质量的材料与提升其耐疲劳性、优化接触角设计、改进装配工艺等，还详细介绍了基于大数据与物联网的轴承健康监测与预测技术，旨在通过提高设备预测的准确性来提前预警潜在故障，进一步减少设备的停机时间。

　　关键词：西门子1CV2252A型电机轴承；寿命缩短；失效原因；转子扫膛

　　0引言

　　在工业自动化与机械设备领域中，西门子1CV2252A型电机以其卓越的性能成为众多工业场合中不可或缺的关键组件。轴承作为电机的核心部件，主要起到支撑引导轴、减小设备摩擦、连接不同设备等作用，其剩余寿命预测对系统健康管理起着十分重要的作用[1]。在目前的实际应用过程中，西门子1CV2252A型电机轴承的寿命缩短及失效问题时有发生，这在增加企业运维成本的同时，也会对生产安全造成潜在威胁。轴承寿命的缩短与多种因素密切相关，例如轴承本身的品质问题、润滑条件的不当、恶劣的使用环境及缺乏有效的维护保养等。当轴承出现失效时，往往会导致电机内部的力学平衡被打破，进而引发一系列问题，其中最为严重的便是转子扫膛现象。其不仅会造成电机性能的急剧下降，同时还会对电机本体造成不可逆的损害，甚至引发更为严重的设备故障。因此，文章探讨西门子1CV2252A型电机轴承寿命缩短及失效的原因，并分析其对转子扫膛的影响，对提高电机运行的可靠性、降低维护成本及保障生产安全都具有重要意义。

　　1西门子1CV2252A型电机轴承概述

　　西门子1CV2252A型电机属于低压电机，其采用了IEC鼠笼式转子且具备自冷功能。在防护等级上，它达到了IP55标准，这意味着其能够有效防止灰尘与水的侵入：该电机也符合130(B)温度等级，其最高工作温度可达约68℃,在效率方面，该电机达到了基本线高效IE2等级；在功率与频率方面，这款电机是尺寸为250M的双极电机(在50 Hz频率下为55 kW；在60 Hz频率下则为62 kW)；关于其轴承信息，无论是驱动端还是非驱动端均采用了型号为6315 C3的轴承，且这两款轴承均具备C3游隙等级。

　　2西门子1CV2252A型电机轴承寿命缩短及失效原因分析

　　西门子1CV2252A型电机轴承寿命缩短及失效的原因分析如下：当电机以高于其额定速度运行时，振动就会显著增强而致使轴承需要承受额外的径向与轴向力，这种额外的负荷会缩短轴承的寿命，还会加速机械磨损及减少润滑剂的有效使用时间，这进一步降低了轴承的耐久性；对非正常的运行环境，如设备或环境本身引起的振动增加，同样会对轴承造成不利影响(这些振动可能源自轨道不平顺、齿轮啮合不良等)；环境温度的升高对轴承与润滑脂的寿命同样有着显著影响，即每增加10℃,润滑脂的寿命与再润滑间隔就会减半[2]。此外，长期的储存也会降低轴承的性能，譬如：对开放式轴承，若存放时间超过12个月，就需要对其进行检查并更换润滑脂；对密封型轴承，存放时间超过24个月就建议更换驱动端与非驱动端的轴承。润滑是确保轴承正常运行及延长其寿命的关键因素，选择不恰当的润滑剂、润滑剂用量不足或润滑周期设置不当，都可能成为导致轴承提前失效的因素。对设计为不可再润滑的轴承，其整体寿命会直接受限于所使用润滑脂的寿命，这意味着一旦润滑脂失效，轴承的性能与寿命也将随之受到影响；对那些可再润滑的轴承，通过及时对其补充润滑剂，就可以延长其使用寿命。

　　3西门子1CV2252A型电机轴承失效对转子扫膛的影响

　　在西门子1CV2252A型电机中，其轴承失效对转子扫膛的影响是多方面的，且后果较为严重。一旦轴承出现严重故障(如散架问题)，将无法为转子提供必要的支撑，进而导致定子与转子之间发生摩擦性扫膛。在此种情况下，扫膛会引发转子停转，极端情况下还可能烧毁绕组，从而对电机造成灾难性损坏；轴承失效还往往伴随着电动机定子与转子之间出现不同轴的现象，此种现象会显著加剧它们之间的摩擦(极端情况下甚至会导致两者抱死)。对这种不同轴的问题，究其根源多半是轴承系统发生了深度故障，比如轴承的破损或散架。此外，还有一些其他因素也会促使转子扫膛的发生，比如轴承内圆尺寸的变化(俗称“跑内圆”)或轴承与端盖之间的配合变得过于宽松(俗称“跑外圆”)。

　　4预防措施与改进建议

　　4.1预防措施

　　为预防西门子1CV2252A型电机轴承失效而对转子扫膛产生影响，应采取一系列综合性的预防措施。定期检查其轴承的磨损程度，一旦发现有严重损坏的现象，应立即换新，以避免潜在的运行风险；为了防止振蚀现象，则需要每半年对电机轴承进行一次旋转操作，同时考虑到长期存放可能会对轴承润滑寿命产生不利影响，还需要特别关注润滑脂的状态(包括其填充量与类型)，以确保其始终保持在正常范围内，后续也需要根据具体环境温度及运行条件适时对其进行再润滑[3]。在电机运行过程中，合理控制其加速时间与运行速度也非常重要，应确保加速时间不低于规定值，以防止过高的角加速度或过短的加速时间致使轴承滚珠打滑。同时，将运行速度严格控制在额定范围内，以防过高的转速增加振动而缩短轴承的使用寿命。另外，为了减少电磁干扰对轴承的影响，还应在非运行侧安装隔离的电机轴承，并注意使用具有相同截面面积的电缆；或采取一系列电气措施来降低轴承电流(如使用对称电缆截面、低阻抗接地电缆、单独的HF等电位连接电缆以及电机电抗器等)。存储环境也是影响电机使用寿命的关键因素之一，譬如在灰尘与湿度较大的环境中长时间存放会加速电机的老化，因此在必要时应对绝缘系统进行检测。

　　4.2改进建议

　　4.2.1材料的选择与提升耐疲劳性

　　为增强西门子1CV2252A型电机轴承的耐疲劳性，从应首选高质量的真空脱气轴承钢。此材料通过去除杂质与气体而显著提升了材料的纯净度及疲劳寿命。同时，考虑引入不锈钢或高强度钢等其他高性能的合金材料，这些材料能够有效抵抗长期运行中的高应力环境。为进一步增强轴承的耐用性，还应实施滚压、喷丸等表面强化处理技术，通过提升材料表面的硬度并减少应力集中点，来延长轴承的使用寿命。

　　4.2.2优化接触角设计以减少等效负荷

　　经研究发现，增大轴承的接触角能有效降低等效负荷并提升其承载能力。在仅调整轴向加载方向时，虽然接触角的增加会导致等效负荷略有下降，但承载能力的减少相对有限，这有助于延长轴承的整体寿命。因此，在具体设计中，会更倾向于采用较大的接触角(如60°)，以更好地适应高负荷的工作环境。另外，在评估西门子1CV2252A型电机轴承的设计时，工程师认识到单纯增加非轴向加载行的距离并不能直接等同于延长轴承寿命，但这一因素确实需要与轴向载荷的变化一同纳入综合考量要素之中[4]。当处于零轴距的理想状态时，较大的接触角预示着更长的轴承寿命。然而，现实情况往往复杂多变，随着轴向间隙的逐渐减小(即预留量的增加)，轴承的工作环境与应力状态也会发生显著变化，这种变化往往会对轴承寿命产生不利影响，致使其寿命下降速度加快。因此，在西门子1CV2252A型电机轴承的设计过程中，必须精心权衡各种因素之间的关系，注意考虑如何在不同工况下保持轴承的最佳性能(包括选择合适的材料、优化结构设计、确保合理的接触角与轴向间隙)，只有这样才能确保电机轴承在各种条件下都能稳定可靠运行。

　　4.2.3改进装配工艺

　　在加工西门子1CV2252A型电机的过程中，工程师需采取一系列措施来确保所有零件的尺寸与形状都符合设计规格。例如，电机端盖与轴承的配合尺寸需严格控制在φ32 mm，且配合间隙必须精确至0.01 mm,作业时间需优化至不超过3 s。

　　为实现这一目标，应采用高精度机床与工具对其进行加工，并注意引入弹簧阻尼单元模拟静压轴承，以进一步提升加工精度；通过建立电主轴转子系统的有限元模型，来分析其动态特性，以此为优化轴承的设计与安装流程提供依据；在装配阶段，则建立了完整的检测体系，例如使用塞尺等工具精确测量缝隙的大小，以确保转子紧固件无松动现象，及转子笼条的完好无损。之后，通过剖析影响主轴旋转精度的关键因素(如轴承精度、滚道形状误差等)，并针对这些问题制定相应的预防措施，以确保装配质量能够达到最高标准。

　　在优化该电机性能与寿命的过程中，采用了先进的模拟工具对其进行动态行为分析，以提升设计精度与效率。基于机车-轨道耦合动力学模型，着重考虑了仿真计算的效率，因此在模拟轨下结构时，仅将钢轨作为主要研究对象，并通过钢轨胶垫与扣件来模拟垂向与横向的支撑条件，如图1所示。

　　为了分析电机轴承在运转过程中的动态行为，工程师采用了高精度的仿真软件，基于这款软件能精准模拟轴承在各种工况下的受力情况，而可以清晰洞察其运作机制；之后，基于仿真结果来优化轴承的设计与安装流程，以便能从根源上减少因其振动而产生的额外径向力与轴向力，从而显著降低轴承的磨损，进一步延长其使用寿命；通过在轴承与转子组件之间安装预紧力弹簧(或预压力垫圈)，来确保轴承在运转过程中始终可以保持高度的旋转精度与刚度；对滚动轴承，通过对其实施预加载荷策略，旨在消除轴承游隙并创造适度的过盈状态。此方法可以显著提升轴承的旋转精度与刚度，也能保障电机整体运行的稳定性、可靠性。

　　4.2.4增强监测与诊断技术

　　基于大数据及物联网的西门子1CV2252A型电机轴承健康监测预测研究取得了显著进展，通过收集并分析大量实时数据，再结合人工智能算法(如神经网络、支持向量机等)，就可以建立轴承性能衰退的信号特征参数映射关系，以此来实现对其剩余寿命的预测。这种方法可以提高预测的准确性，也能够提前预警潜在故障并减少设备的停机时间[5]。为了进一步提升故障诊断的全面性与精准度，还可以引入多源数据融合与改进注意力机制的智能诊断方法。该方法可将来自不同位置传感器的振动信号作为输入向量，通过改进注意力机制动态调整各通道及空间权重参数，来增强对故障特征的提取能力，最终借助深度卷积神经网络模型的强大学习能力，实现对滚动轴承故障的高效、准确诊断。这种智能诊断方法在滚动轴承故障诊断任务中表现出色，且具有良好的自适应性及鲁棒性。

　　5结语

　　西门子1CV2252A型电机的轴承寿命及其健康状态对电机的整体运行稳定性与可靠性有重要影响。因此，在面对电机超速运行、处于非正常运行环境及环境温度升高等挑战时，必须采取定期检查轴承磨损、防止振蚀及关注其润滑脂状态等积极的预防措施，以延长轴承寿命并避免轴承失效带来的严重后果(如转子扫膛等)。未来，随着相关技术的不断进步，相信西门子1CV2252A型电机的轴承健康管理与维护将会更加智能化、精准化，进一步为电机的安全、稳定、高效运行提供强而有力的保障。

　参考文献：

　　[1]吕海霆,赵霞,魏延刚,等.径向游隙对深沟球轴承疲劳寿命影响精细分析[J].制造技术与机床,2024(7)：40-47.

　　[2]俞海鹏,王洪锋,路斌,等.活套控制对轧机齿轮箱轴承寿命的影响[J].山西冶金,2024,47(4)：239-240，243.

　　[3]张菀,张泰瑀,贾民平,等.多传感器融合和MHA-LSTM的电机轴承剩余寿命预测[J].仪器仪表学报,2024,45(3)：84-93.

　　[4]陈国辉.浅谈电动自行车检修(3)[J].摩托车技术,2020(9)：55-58.

　　[5]罗杰,薛超.三角带传动离心风机电动机轴承损坏原因分析[J].科技视界,2020(8)：69-73.