王博

海南省三亚技师学院  海南省  572000

摘要：旋转机械中轴承的振动和发热是机械运行中常见的故障，火力发电厂的旋转机械很多，如果不能有效控制和预防重要附属转动机械设备的振动和轴承发热，将会给火力发电厂的经济安全运行带来重大隐患。文中通过实例探讨了旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理，以供参考。

关键词：旋转机械轴承 振动 发热 原因分析 处理

前言

旋转机械（特别是高速旋转机械）在运行过程中影响因素较多，比如：设备制造质量、使用正确与否、装配质量、润滑等。故障发生时，往往最直接的体现就是旋转机械设备振动发生了异常变化。某公司两台110M W机组各配两台Y4—73N o.28F（右旋45°/135°）型引风机，叶轮回转体（机械侧）用滚动轴承支撑并承载转动，轴承润滑采用浸油润滑方式，冷却采用油室加设环绕冷却水的方式。由于运行中出现过多次因机械振动和滚动轴承发热迫使引风机停运、机组减负荷运行的故障，给企业造成了很大的损失。其中，2#炉甲侧引风机自投运以来机械部分振动一直在0.10～0.120m m，推力轴承温度在60～65℃徘徊，振动值和轴承温度值基本在规定值（振动不大于0.12m m；滚动轴承温度不高于75℃的上限位运行，这种运行趋势在2001年3月开始发生变化，振动值最大达到0.27m m，推力侧滚动轴承最高温度达75℃，两值均超过了规定值，引风机被迫退出运行进行，故障分析和处理。

一、轴承振动及发热的原因分析

1、现场检测数据

（1）振动数值如下表所示。

（2）轴承解体后的现状 承力轴承解体检查无缺陷，弹子间隙0.24～0.26m m，顶部间隙0.15m m，膨胀间隙29m m，油质完好；推力轴承解体后发现三个滚子起皮，轴承内跑道麻坑连片，最深处达0.3m m，外跑道无缺陷，靠推力面有摩擦痕迹，推力间隙0.25m m，顶部间隙0.16m m，弹子间隙0.30～0.32m m，润滑油内有大量铜末，弹架磨损痕迹明显；推承力侧滚动轴承冷却水检查均完好。

（3） 转子检查 主轴各部同心度误差小于0.02m m，无裂纹和变形；叶轮无磨损，护板根部有裂纹，叶片入口有砂眼（最大砂眼直径3.5 mm），轮毂螺栓无松动和断裂现象；集流器完好，径向间隙在5～8mm之间，插入深度25mm；叶轮飘偏最大值2mm。

（4）风道检查 入口挡板活动灵活，无卡涩，入口无积灰和杂物；出口风道畅通，无积灰和杂物；出入口风道无漏风，支架完好。

（5）基础和环境检查 基础台面与基建时预留的标尺对照无明显变化；周围无深层掏挖和施工。

2、振动原因分析

（1）2#炉甲侧引风机属双头支撑离心式风机，引起振动的原因有以下几方面：

a转子不平衡、不同心或主轴弯曲，水平超标。

b轴承损坏或顶部间隙超标。

c基础松动或生根断裂。

d轮毂松动或多个固定螺栓断裂。

e风道堵塞。

f介质变化大。

g叶轮飘偏或晃动。

（2）主要原因确定 旋转设备的振动原因大多是众多因素的叠加所致，在众多因素中首先确定主要因素，然后确定振源进行处理，轴向振动一般不会持续存在，只是瞬时现象，在技术数据上只是参考。该风机从现场调查的技术资料分析，轴向推力、基础、叶轮飘偏、风道堵塞及轮毂松动等因素不是主因，而转子不平衡或者两轴承不同心及水平超标是主要因素，对照现场调查的两轴承振动数值：径向水平（0.24～0.27m m）＞轴向（0.11m m）＞径向垂直（0.08m m），且推力振幅大于支承力，可以确定平衡破坏。从轴承解体后的检查来分析，转子的水平和同心度（轴承安装导致）误差较大也是引起振动的主要因素。

二、振动处理

1、处理方案

（1）首先是转子静平衡校正，然后进行动平衡校正。

（2）转子水平检测。

（3）转子同心度检测。

（4）对有缺陷或间隙不符合标准的轴承进行更换。

2、方案落实

（1）静平衡校正时叶轮等分16点进行，配重12～15k g，同时在出口风道上加装堵板，动平衡校正采用三点法，拖挂重量1350g, 不平衡重量计算出后点焊位置误差的圆心角不超过2°。

（2）叶片逐个敲击听声检查，重点是入口有砂眼的叶片，声音沉闷的叶片打孔吹灰，然后封孔并将各叶片入口的砂眼打磨焊补。

（3）叶片根部护板做探伤检查，裂纹处挖至根部后进行补焊，如护板有深裂纹，必须切开护板检查叶片根部。

（4）推承力轴承安装到位后上盖不扣，两侧各加轴向和径向百分表测同心度和水平，同时配用水平仪以确保准确度。

3、方案实施后的检查及试运行效果

（1）八只叶片根部护板有裂纹，打磨后补焊，三只叶片内吹出炉灰。

（2）静平衡不平衡重量736g，动平衡不平衡重量1590g 。

（3）两轴承同心度调整，误差0.03m m，推力轴承底部加垫2.4m m，水平调整后考虑到平衡轴向推力，推力轴承比承力轴承高0.08mm。

（4）两侧轴承安装间隙均在0.02～0.03m m，推力轴承游隙0.25～0.28m m，推力间隙0.28m m，顶部间隙0.16m m，承力轴承游隙0.21～0.25m m，顶部间隙0.18mm，膨胀间隙29mm。

（5）试运最大振幅为0.05m m（在最大振幅0.12m m内）。

（6）推力轴承温度36℃左右，承力轴承温度32℃（在允许的75℃度范围内）。

（7）检修后监视观察一周运行良好，交运行管理部门。

结束语

通过上面的分析，本案例中引风机属于典型的机械振动叠加振源，造成的原因是叶轮磨损后焊接气孔（砂眼）进灰，导致平衡破坏引起振动并伴随发热。可以得出以下结论：振动随着设备运行时间的延续可能随时产生，只能通过检查维护，发现问题及时采取相应措施阻止其发展和减少不良后果。而轴承发热只要在确保润滑油质量合格、油量适宜、轴承各部间隙符合标准的情况下很少发生。

参考文献

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[2] 冯华林,李广娟,李文,刘华.  滑动轴承发热原因和解决方法的探讨[J]. 锻压装备与制造技术. 2010(03)

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[4] 李强,赵地,侯文富.  轴承故障的预防和诊断[J]. 现代零部件. 2010(S1) 下载本文