作者（zhě）：董炳戌（xū） 劉 娟
（蘭州交通大學）

　　摘（zhāi）　要：對E式傳動離心通（tōng）風機軸承損壞過快的問題進行了較深入的力學理論分（fèn）析，得出是由於機架變形所致，應在設計和生產中加以改進的結論。並運用這一結論在實踐中探索出簡便的檢查分析方法和簡（jiǎn）單實用的技術改進措施。
　　關鍵詞：離心式通風機；軸承；有效分析（xī）
　　1　風（fēng）機（jī）軸（zhóu）承加速損壞的現象
　　1.1風機構造及軸承的特點
　　某廠車間主空調通風機是T4-72型，該（gāi）風機性能：風量123000m³/h 、壓力850Pa、轉速740r/min 、電動（dòng）機功率55kW，是（shì）雙吸入離心通風機，E式傳動結構；風機轉子的軸承座在風機殼體側的鋼架上。軸（zhóu）承型號為111662型，是雙向心球軸承，為自動調心型。它可以調整徑向縫隙和軸（zhóu）向縫隙，屬中寬型軸承，配用GZ2－110型軸承座。對於該風機轉子的（de）靜負荷和動負荷及使用溫度（dù）來說，軸承均有較大（dà）的安全係數，在正常工況下和正常（cháng）的維（wéi）修下，其使用壽命應在8000h以上，可以（yǐ）滿足該空調係統全年運行的要求（qiú）。
　　1.2風機軸承損壞的情況
　　該廠對此風機執行了正常的大、中、小維修計劃，並全年（nián）連續運行，自投產後一直正常。但在運行幾年後（hòu）某個時刻起，該軸承（chéng）使用壽命逐（zhú）漸縮短，起初由半年變為（wéi）3個月至1個月，Z後僅為一周左右便損壞。軸承損壞的標誌：即（jí）外套或內套滾道出現磨損凹麵，一個或數個滾珠球麵出現磨損凹麵，俗稱“暴皮”，運行中發出異常的響聲
　　2　風機軸承加速損壞的原因分析
　　2.1首（shǒu）先檢查風機轉子和軸承（chéng）
　　(1)風機轉子無問題，風機轉子（zǐ）的（de）靜、動平衡並未失調，這可以從試轉的振動來檢查（chá）判定。葉輪軸的水平（píng）度用方框水平儀檢測也未見異常。
　　(2) 新軸承質量完好（hǎo）；錐套與風機軸、軸承內套配合正確；軸承清洗幹淨，無任何雜物；潤滑脂質量及（jí）注入量符合標準。
　　以上各項未發現問題，然（rán）後進一步檢查軸承座支架（jià），此項檢查在現場是難（nán）以進（jìn）行的，但（dàn）可按以下（xià）理論分析及檢查方法進行。
　　2.2軸承受力的定性分析　
　　2.2.1靜負荷下軸承受力
　　軸承在風機轉子的靜負荷下（xià）其受力情況符合圖1實線所示（shì）的（de）規律：

　　1點受力Z大，2點和3點依次減少，至4點受力為零。正常安（ān）裝（zhuāng）的軸承應符合上麵分析的受力情況（kuàng）。
　　2.2.2動負荷下的軸承（chéng）受力
　　圖1虛線所示，為風機轉子順時針方向轉動（dòng）時軸承的受力情況。轉子（zǐ）轉動時，軸承滾珠及內套也隨之滾動與轉動，均勻承受著Z大（dà）的負荷（hé）。但在（zài）風（fēng）機轉動情況下，無法檢查軸承受力情況，故在此不多予以分析，而軸承在靜負（fù）荷下的（de）受力情況可在現（xiàn）場拆下軸承座蓋進行檢查。
　　3　現場軸承實際受力情況（kuàng）的檢查結果
　　在靜負荷作用（yòng）下，拆下軸承座蓋，檢（jiǎn）查軸承滾珠的受力情況，檢查方法：依次用手指撥（bō）動軸承的（de）滾珠，發現以下受力情況（見圖2）。

　　滾珠1轉動輕（qīng）鬆，不受力。滾珠2 、5可以轉動，但費力。滾珠3 、4 不能轉動，受力Z大（圖（tú）中左右麵相對稱，隻畫出左麵情況）。那麽，軸承內（nèi）套、外套受（shòu）力情（qíng）況也同於上述情況。因為點3 、點4受力大小（xiǎo）不能直接檢（jiǎn）測（條件所限），按受力檢查分析，應大體是（shì）圖中所示情況。
　　檢查結果與正常情況下的受力截然不同：受力應Z大處卻不受力，而受力應為零處（或Z小處）卻承受很大的（de）力，即靜負荷下軸承受力不正常。此情況的出現，隻能說明軸承外套與（yǔ）內（nèi）套的間隙在此靜負荷下出現（xiàn）了（le）異常現象，即軸承外套發生了彈性變形。
　　在（zài）這（zhè）種情況（kuàng）下風機轉動時，軸承受的動負荷將變得更大和不（bú）均勻。受力負（fù）荷過大點即外套和內套滾道的易磨損點，滾（gǔn）珠在此點也承受過大的負荷。當金屬表層負荷超過其（qí）抗壓強度極限時，由於壓縮、彈伸和摩擦作用，會引起裂紋，並會很快向深（shēn）、廣（guǎng）方向擴展，產生表麵脫落，即發生“疲勞脫落”，或俗稱磨損“暴皮”，不論軸承內、外套滾道還是滾珠（zhū），隻要出現一點的磨損（sǔn），則磨損的程度便會加速擴大，致使軸承很快報廢。
　　4　分析產生不正常受力現象的（de）原因
　　4.1軸（zhóu）承座（下座）發生了變形
　　在靜負荷作用下出現的不正常受力情況，亦即軸承外套發生（shēng）變形的現象，應是支撐（chēng）風機轉子軸承的軸（zhóu）承座（下（xià）座）產生變形引起的。
　　該軸承座是標準部件，在（zài）工作範圍內其變形（xíng）如圖3虛（xū）線所示，軸承（chéng）外套與（yǔ）軸承下（xià）座（zuò）半（bàn）圓槽均勻緊（jǐn）密接觸，外套與（yǔ）內（nèi）套間隙正（zhèng）常（cháng），其受力（lì）情況也會正常。若軸承座在靜負荷下其形態發（fā）生了變形，如圖3實線所示，半圓槽的豎向半徑變長，水平半徑變短。軸承在向（xiàng）下的靜（jìng）負荷和軸承（chéng）座向上的支持力的作（zuò）用下，其外套也會產生相應的變（biàn）形，便出現了不正常的受力情況。

　　因為軸承拆下之後，檢查內、外（wài）套間隙正常，故稱其外套的變形為彈性變形。因此，靜負（fù）荷下軸承座的變（biàn）形是軸承（chéng）發生不正常（cháng）受力情況（kuàng）造成的。
　　4.2軸承座產生變形（xíng）的原因
　　軸承座安裝在風機殼體兩側的機架上，由機架支撐。在工（gōng）作負荷作用下，機架應有足夠的剛（gāng）度（dù），它在轉子靜負荷（hé）及動負荷（hé）作用下，產生的撓度及振動值應（yīng）在允許的（de）範圍內，在機架的支撐下，軸（zhóu）承座不會產生影響正常工（gōng）作的變形。Z直觀的表現（xiàn）則為軸（zhóu）承（chéng）受力應符合（hé）前麵表述的正常受力狀況。
　　而軸承座發生了不應（yīng）有的變形（xíng），則是由於支持它的機架剛度不足，在轉子靜負荷下，機（jī）架產生了微小的但卻超過允許值的形變而引起的。隻有恢複機架的足夠剛（gāng）度，使機架在轉子靜負荷作用下保持應有的水平度，則可恢複軸（zhóu）承座的正常受力狀（zhuàng）況和形狀，保持並維持軸承正常的受力狀況。
　　4.3風機軸承（chéng）機架發生變形的原因
　　機架在正常使用幾年後發生上述現象，主要是（shì）機架（jià）長期在風（fēng）機轉子動（dòng）負荷的作用下，出現了“疲勞”現象，機架的剛度開（kāi）始（shǐ）減弱，在靜、動負荷作用下形變撓度增加。分析其產生的原（yuán）因，可能有以下幾種：
　　(1)設計機架時，其負載的安全係數偏小；
　　(2)機（jī）架所用鋼材不（bú）符合設計要求的鋼材標準：
　　(3)機架製作和焊接不符合設計要求。
　　5　現場（chǎng）解決問題的技（jì）術措施
　　按上述理論分析，采取了下述技術措施處理（見圖4）。

　　（1）在無轉子負荷作用時，加固機（jī）架：在轉子軸的垂（chuí）直中心線位置，在中間橫架與（yǔ）下橫（héng）架之間加豎直支撐。
　　（2）在（zài）轉（zhuǎn）子軸的垂直中心線位置，在上機架與中間機架安裝（zhuāng）可調整（zhěng）高（gāo）度的活動支撐。
　　活動支撐由上、下螺栓及調整（zhěng）螺母組成，上螺（luó）杆為左旋螺紋，下螺杆為右旋螺紋（M24細牙（yá）普（pǔ）通（tōng）螺紋），焊接在上、中機架上，調整螺母為對絲螺母（mǔ）（非標準件），旋轉它可（kě）以調整螺杆的長度。
　　在軸承安裝就位，未裝軸（zhóu）承上座時進行調整（zhěng）檢（jiǎn）查。在風機轉（zhuǎn）子靜負荷作用下，慢慢（màn）旋轉調整螺母的同時，隨（suí）即檢查軸承滾珠受力情況，直調到軸承受力情況與前麵所述的正常受（shòu）力情況一致為止，把上、下（xià）鎖（suǒ）緊螺（luó）母鎖定，即調整完畢。
　　（3）處（chù）理效果
　　采取上述技術措施後，經（jīng）實際運行，效果良好。此辦法（fǎ）解決了軸承（chéng）加速損壞的疑難問題。
　　軸承正常（cháng）使用的（de）時間與調整的Z後結果，即軸承受力是否符合軸承正常受力狀況有關。因在現場調整、檢（jiǎn）測全憑（píng）操作者的（de）技術經驗，因而（ér）結果便會有差異；不過，軸承Z短的使用壽命應在半年以（yǐ）上，長者可超過一年（nián）。
　　6　結論
　　（1）對軸承受力分析以及由此而進行的（de）E式傳動風機軸承加速損壞原因的分析是正確的，解決問（wèn）題的技術措施簡單易行，效果（guǒ）明顯。
　　（2）因（yīn）為是在使用現場，風機殼體與轉子配合的幾何尺寸又相當重要，所以不便采取較大的加固（gù）機架的技術措（cuò）施（如重新製作機架），故采取上述方法（fǎ）是適宜的，雖是“權宜之（zhī）計”，但卻相當有效。若處理得當，便可使風機正常運行，從而保證（zhèng）了車間空調係統的正常（cháng）運行。
　　（3）當然，解決此類問題的根本措施是（shì）加強或改進風機機架設計和製造的剛度。
　　參考文獻
　　[1] 劉澤深，鄭貴臣，陳保青. 機械基礎. 中國建築工業出版（bǎn）社（shè），1996.

來源：《風機技（jì）術》