離心風(fēng)機使用經(jīng)驗

0 前 言

    離心風(fēng)機是水泥廠用得較多的生產(chǎn)設(shè)備，由于風(fēng)機工作環(huán)境較為惡劣，且運行中的轉(zhuǎn)速較高，所以，運行中的軸承溫度高、軸承座振動大、地腳螺栓斷裂及基礎(chǔ)磨損等問題比較突出，因此，如何正確地維護(hù)和使用離心風(fēng)機，對于提高系統(tǒng)設(shè)備運轉(zhuǎn)率，保證正常安全生產(chǎn)有很重要的意義。在此，筆者把離心風(fēng)機使用中的一些問題及處理措施介紹如下，供同行參考。

1 問題及處理措施

1.1 軸承發(fā)熱問題　　

    我公司1000t/d篦冷機的1號風(fēng)機為9-19№7.1D，電機為Y250M-2，55kW，運行中軸承溫度較高，一次軸承溫度升至90℃，超過允許使用溫度約10℃，為繼續(xù)生產(chǎn)，只得用水冷卻，并將轉(zhuǎn)速由2970 r/min降到2700r/min，但3小時后軸承溫度還是降不下來，最后軸承發(fā)熱抱死，電機跳停。停機后檢查發(fā)現(xiàn)，兩個22316CA軸承并未缺油，也未跑內(nèi)、外圈，風(fēng)機的振動當(dāng)時也不大，因此，懷疑是軸承本身問題引起，長時間溫度較高，造成軸承失效。更換兩個22316CA軸承后，轉(zhuǎn)動靈活，但開機后，軸承溫度又快速升高，且升高的速度并未下降，只得再次停機處理。后分析認(rèn)為，造成軸承溫度高的原因是軸承工作時的游隙較小，這可能是軸承本身游隙較小或緊固軸承座蓋聯(lián)接螺栓過緊引起的。檢查發(fā)現(xiàn)，同一批次的軸承的游隙為0.06mm，而查軸承手冊，22316軸承的游隙為0.05～0.08mm，這說明，軸承本身游隙沒有問題，但是，22316軸承的極限轉(zhuǎn)速在用油潤滑時為2600 r/min，低于正常生產(chǎn)時的2970 r/min，即軸承的選用是有問題的，對此認(rèn)為，采用22316CC/W33軸承時，用油潤滑時其極限轉(zhuǎn)速為3000r/min，是比較合適的，但當(dāng)時這種軸承沒有貨，為了生產(chǎn)運行采用了加大軸承工作游隙的辦法處理，即讓軸承座與上蓋之間的接合面留有間隙，但這樣一來，聯(lián)接螺栓容易松動，可能會跑外圈，對此，我們在軸承座與上蓋的結(jié)合面上加三層描圖紙，聯(lián)接螺栓還是按原來的程度擰緊，試車時，軸承溫度正常，生產(chǎn)后運行中軸承溫度只有52℃，軸承溫度高的問題得以解決。

    在離心風(fēng)機的使用中，軸承溫度較高是常見故障，引起軸承溫度高的原因有以下幾點：一是潤滑不良，油（脂）變質(zhì)或缺油（脂）；二是軸承的裝配質(zhì)量不良，預(yù)緊力過大，造成工作游隙小等；三是軸承本身質(zhì)量不良，如原始游隙不合要求，或滾子或套圈有缺陷等；四是風(fēng)機振動大軸承承受沖擊負(fù)荷等；五是軸承冷卻不好，通風(fēng)或通水量不足等。對于軸承的選用，使用單位一般會按照設(shè)備廠家的原型號換用，而不大注意選型是否合適，從以上的事例看，是軸承選用不當(dāng)造成的。由于離心風(fēng)機的軸與軸承的配合一般選用H7/js6（或者H7/k6），而軸承與軸承座孔的配合一般選用JS7/h6，這樣的配合不會太緊，對軸承游隙的影響有限，對于轉(zhuǎn)速較高，工作溫度較高的離心風(fēng)機，由于軸承座與上蓋的聯(lián)接螺栓的擰緊一般情況下并不用扭力搬手，為了防松，擰緊力常常過大，從而使工作游隙變小，進(jìn)而造成軸承發(fā)熱而引起溫度高；或者由于軸承工作游隙小，導(dǎo)致自由端軸承不能隨軸熱脹而自動移動，使兩軸承承受的軸向負(fù)荷過大，引起軸承發(fā)熱損壞。因此，生產(chǎn)中更換軸承時，尤其是轉(zhuǎn)速較高及工作溫度較高的離心風(fēng)機的軸承，要注意軸承的選用，一要注意其極限轉(zhuǎn)速是否合適，二是要選用原始游隙較大的C3組軸承。

1.2. 進(jìn)風(fēng)喇叭口與葉輪入口的徑向及軸向間隙　　

    離心風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)喇叭口與葉輪入口的徑向及軸向間隙有嚴(yán)格要求，配合間隙太小，運行中會碰擦產(chǎn)生振動，配合間隙大，則影響風(fēng)機的效率。我公司一臺Φ2.6×13ｍ水泥磨的收塵器風(fēng)機為G4-73-8D，Y180M-4，18.5kW，在更換風(fēng)葉時，因葉輪尺寸與原廠家的不同，其軸向尺寸比原來的大50 mm，入口處直徑也較原來的大，但更換時不注意，只是把進(jìn)風(fēng)喇叭口修短了約50 mm，直徑方向未處理，實際上變成直筒，從而造成換葉輪后風(fēng)力變小，運行時，風(fēng)門全開時電機電流為14A。隨后，用薄鋼板在喇叭口處加長軸向尺寸，并翻邊形成喇叭形，保證配合間隙，處理后，電機電流升為18A，收塵效果變好。

1.3 混凝土基礎(chǔ)松動或損壞的處理　　

    由于軸承座振動大，會造成地腳螺栓的松動及斷裂，進(jìn)而會造成基礎(chǔ)的松動及損壞，所以，在處理振動故障的同時，還要處理好混凝土基礎(chǔ)。在一般的設(shè)計中，離心風(fēng)機的軸承座安裝在數(shù)組墊鐵之上，墊鐵安裝在一次澆注層上，一次澆注層與軸承座之間的空隙用二次澆注層填實。從表面上看，墊鐵及二次澆注層都承受軸承座的力，但實際上，軸承座上的力大部分作用在墊鐵上，受力面積較小，對此我們進(jìn)行了改進(jìn)，如將一臺Φ3×48ｍ回轉(zhuǎn)窯的窯尾1號風(fēng)機，型號為Y4-73-11№14D，其風(fēng)機地腳螺栓頻繁斷裂，基礎(chǔ)也出現(xiàn)松動，為此重新處理基礎(chǔ)，并制作了一個鋼板支座，風(fēng)機軸承座安放于鋼支承座上，而墊鐵安裝在鋼支承座下[1]，這樣，地腳螺栓聯(lián)接于鋼支承座上，在振動大的情況下，先是鋼支承座與軸承座的聯(lián)接螺栓松動，這樣就可避免地腳螺栓的松動或斷裂，同時也可避免基礎(chǔ)受磨損或損壞。后來，我們在處理Φ3.2×5.8ｍ生料磨磨尾風(fēng)機（型號為SL5-48№16.5D）的地腳螺栓斷裂及基礎(chǔ)磨損的問題時，在未破壞一次澆注層的情況下，在軸承座下增加了兩塊250×1250×50鋼板，鋼板仍然安裝在墊鐵上，然后用二次澆注填實軸承座與一次澆注層之間的空隙，較好地解決了振動的問題[2]。這兩種辦法，都是采用增大軸承座與下部基礎(chǔ)的接觸面積，減小基礎(chǔ)單位面積上的受力強度，從而減小振動對基礎(chǔ)的磨損及損壞程度，當(dāng)然，第二種辦法更簡單，更便于操作。

1.4 軸承座局部斷裂的處理　　

    當(dāng)風(fēng)機振動大或運行中風(fēng)葉磨損掉落時，會造成軸承座的斷裂，斷裂的位置一般在振動大的風(fēng)葉端，對于斷裂嚴(yán)重的軸承座，只得更換，但對于只是其中一個地腳螺栓處斷裂，軸承座油腔未受影響時，可采用加固的辦法處理。例如，我公司的輥壓機的M5-48№19Ｄ循環(huán)風(fēng)機，就曾因葉片磨損很大，而發(fā)生前盤及葉片飛出現(xiàn)象，導(dǎo)致軸承座振動大而振松螺栓，最后使軸承座前端斷裂，對此，我們更換了新葉輪，并在軸承座前端用厚10 mm，寬120mm的圓弧板制作了一個抱箍，抱箍兩端安裝于軸承座前端的兩個M36螺母下，擰緊螺栓后，再在軸承座與圓弧板頂部的間隙中墊鋼板，實現(xiàn)兩者的緊密結(jié)合（具體如圖1左所示）。經(jīng)處理后此軸承座已使用兩年多，現(xiàn)仍然在使用。對于較小風(fēng)機的軸承座斷裂，則用厚25mm的鋼板制作壓板，利用軸承座前后兩端的螺栓壓緊，壓板與軸承座之間的空隙用墊板墊實，然后把壓板與墊板焊接成一體（如圖1右所示）。實踐證明，這兩種辦法都是可行的。

 1.5 風(fēng)機的振動問題　　

    風(fēng)機的振動問題是風(fēng)機使用中常見的故障，也是比較復(fù)雜的難以處理的問題。常見的造成風(fēng)機振動的原因有以下幾點：一是基礎(chǔ)不牢固引起的；二是聯(lián)軸器不對中引起的；三是部件松動引起的；如地腳螺栓松動或葉輪輪轂與后盤的結(jié)合處松動等；四是軸承故障引起的；五是葉輪不平衡引起的，如風(fēng)葉的不均勻磨損，葉片積灰和夾層焊縫開裂進(jìn)灰等等。對于一般的離心風(fēng)機，其振動大小用振動速度的有效值Vrms來判斷，據(jù)通風(fēng)機振動檢測及其限值（JB/T8689-1998），對于通風(fēng)機的振動烈度允用值，對于剛性支承，Vrms≤4.6mm/s，對于撓性支承，Vrms≤7.1mm/s。然而，這個值比較小，現(xiàn)場實際情況中，都要比此值要大，所以，在一些大型風(fēng)機的說明書中，對振動的允許值作了調(diào)整，比如我公司的高溫風(fēng)機（型號為W6-2×29-46№21.5F），風(fēng)機軸承振動的報警值為雙振幅：144μm，振速：8mm/s；軸承振動的最大允許值為雙振幅：198μm，振速：11mm/s。大型風(fēng)機中，一般軸承座安裝有測振儀測量振幅值或振動速度，并在控制屏顯示，對于中小型風(fēng)機，我們可以用手持式測振儀進(jìn)行測量，以初步判斷故障原因。不同振動原因都有自己的振動特征，如不平衡時，1倍頻率為主，徑向（水平和垂直）振動大，振幅隨轉(zhuǎn)速升高而增大。不對中時，表現(xiàn)在軸向振動較大，與聯(lián)軸器靠近的軸承振動大，不對中故障的特征頻率為2倍頻，同時常伴有基頻和３倍頻。對于松動，一般其垂直方向上的振動要高于水平方向上的振動。對于風(fēng)葉的不平衡引起的振動，如果是葉輪積灰，則必須及時清理，如果是風(fēng)葉本身質(zhì)量分布不均勻，則要用劃線法、三點法找平衡，或者用平衡儀等方法找平衡。我公司的高溫風(fēng)機，曾因葉輪不平衡引起振動大及焊修葉片，先后用劃線法及單轉(zhuǎn)子單校正面動平衡儀做平衡，都取得較好的效果，現(xiàn)在風(fēng)機的兩軸承座的振動值在1.7 mm/s，振幅值≤50μm，運行狀況較好。

2 總 結(jié)

    只有合理地使用、正確地維護(hù)、及時地處理生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，才能保證離心風(fēng)機的安全運行；而采取有效措施，對葉片進(jìn)行加強處理，延長葉輪使用壽命，對于提高設(shè)備運轉(zhuǎn)率，降低材料消耗也有重要的意義。

                       參考文獻(xiàn)

[1]劉明紅.風(fēng)機地腳螺栓頻繁斷裂原因及處理措施.四川水泥，2006（5）.

[2]劉明紅，劉軍民.生料磨風(fēng)機振動原因分析及改進(jìn)措施.水泥，2009（5）.