賈永進
（科思創（chuàng）聚合物（wù）（中國（guó））有限公司）
【摘 要】主要分析原（yuán）先德國（guó）進口60B01風機剖分（fèn）式軸承座設計上的不足及使用過程中故障頻發的原因，設計了新的整體式軸承座，選擇了合適的金屬材料（liào）和製造（zào）工藝。改造後，風機運行平穩，軸承潤滑良好。經過連續三年的運行測評，其可靠性得到高度認可，維修成本大大降低（dī），也徹底解決了過（guò）去故障頻發等一係列（liè）問題，工廠穩定運（yùn）營，取得了較好的經濟效益。
主要分析進口60B01風機是瓶（píng）級切（qiē）片事業部60K01熱媒爐的重要附屬設備，它的穩定運行是保證熱媒爐乃（nǎi）至整個聚酯生產線穩（wěn）定運行的（de）前提。由於多年連續運行，風機故障頻發，主（zhǔ）要表現在：軸承座磨損，導致軸承跑外圈，軸承座密封失效漏潤滑油，軸（zhóu）承燒毀現象時有發生。60B01風機軸承座和傳動軸采購周期長、價格昂貴，如果風機頻繁出現故障，則沒有（yǒu）足夠的備件可換，這給熱媒爐的（de）連續穩定運行帶來了嚴重的隱患。每次因漏油、跑（pǎo）外圈導致軸承燒毀，都（dōu）會使檢修人員工作量大大增加，又影響工作環境，因此大膽提出將60B01軸承座的改（gǎi）造作為穩定生產、保證（zhèng）設備正常運行的重要措施（shī）。
心風（fēng）機（jī）工作原理如下：氣體軸向進入離心風機內，當氣體通過旋轉葉輪的流道（dào）時，由（yóu）於葉片的作用，葉輪對氣體做功產生巨大的離心力，使氣體獲得能量（靜壓和（hé）動能）。氣體壓力提高和動能增加後突（tū）然轉變為垂直於風機軸的徑（jìng）向運動，當氣體獲得的能（néng）量（liàng）足以克服其阻力時，則可將氣體輸送到高處或遠處。
離心風機主要由葉輪、機殼、軸封、前導器、傳動部件等部分組成（chéng）。
風機的故障原因有出口壓力不足，振動大，葉輪、軸承（chéng）損壞，軸封泄漏等。本文隻介紹風機軸承座的故障。
1 風機軸承座故障原因分析
1.1軸承座的作用
進口60B01風機軸承座原來是一種剖分式結構（圖1），在風機中（zhōng）主要起連接電機、支撐葉輪、傳（chuán）動作用。與懸臂式風機相比具有保護電機，減少振動，防止因軸承損壞而導致電機燒（shāo）毀的作用。
1.2故障原因（yīn）分析
60B01軸承座損壞頻繁，是造成風機故障的主要原因。該風機（jī）軸承座（zuò）結構在原（yuán）設計上存在著一些問題，它采用的是部分式結構，兩隻滾動軸承（NU214）分別固定在傳動軸兩端的兩個剖分軸承座之間（jiān），軸承外圈靠卡簧（huáng）定位，內圈靠（kào）鎖緊螺母鎖緊錐形軸套達到在軸上固定（dìng）的目的。
（1）設計缺陷。軸承（chéng）外圈用兩個擋圈（quān）固定，配合間隙較大，軸承有較大的竄動餘量（liàng），軸承（chéng）與軸承座相對運動摩擦，造成軸承跑外圈，一旦軸（zhóu）承跑外圈必然導致風機振動增大，噪聲增大，軸承損壞（huài）加劇。同時，軸承遊隙得不到精確調整，振動（dòng）較（jiào）大。
（2）安裝精度達（dá）不到要求。由於軸承座是剖分式結構且（qiě）采用油潤（rùn）滑方式，兩半軸瓦之間（jiān）使用石棉墊（diàn）片密（mì）封（fēng），石棉墊片具有較大的壓縮量，軸瓦與（yǔ）軸（zhóu）承外圈的配合（hé）公差得不到精確保證，有時會出現軸承外圈壓不緊的情況，進而直接導致軸承跑外圈。
（3）軸承座漏油。該軸承座油標為玻璃管，采用油氈密封，由於是剖分（fèn）式結構，靜（jìng）密封（fēng）點多，極易漏油。漏油嚴重會導致（zhì）軸承（chéng）缺油，軸承潤滑不良會加劇軸承滾道及滾（gǔn）子磨損，使振動增大，從而造（zào）成（chéng）軸承損壞。
（4）備件價格昂貴，庫存少（shǎo）。該備件需進口，價格極其昂貴，並且采購周（zhōu）期較長，風（fēng）機頻繁故障時則無備件可用，在（zài）極端故障情況下給快速恢複生產帶來了巨大（dà）挑戰。
2 改造方案及實施（shī）步驟
2.1改（gǎi）造方案
一方麵依據該設備的安裝位置，設計並加工一根新軸，使其一端滿足與風機葉輪、蝸殼的連接配合（hé），另一端滿足與聯軸節的連接配合；設計並加工一隻軸承（chéng）座，改剖分式為（wéi）整體（tǐ）式。另一方麵改原先的油潤滑方式為脂潤滑方式，采用2#鋰基進行潤滑，軸承內（nèi）側增設擋油（yóu）環。
2.2實施步驟
在一致性和利舊的原（yuán）則下進行改造（zào）。
2.2.1風機（jī）軸承座體（tǐ）的（de）改造思路與設計
（1）原60B01軸承座的中心高為110mm，改造後的中心高與原先一（yī）致，能保（bǎo）證安裝的一步到位，不需要（yào）附加任何（hé）墊片。為此，在設計中保持軸承座110mm的中心高。
（2）選7314向心推力軸承，要求軸承與（yǔ）準150mm軸（zhóu）承座孔相配，軸承座孔（kǒng）的尺寸公差為+0.01～+0.03mm（圖2）。考慮到風機運行中（zhōng）軸承既要承受軸向力，又要承受徑向力，故選用向心推力球軸承。軸承座孔準150mm的選用，主要考慮（lǜ）軸承熱裝於軸上冷卻後（hòu），內圈與軸為過盈配（pèi）合，整體裝入軸承座後，軸承外（wài）圈與軸承座（zuò）孔為間隙配合。其中葉（yè）輪端靠軸承壓蓋壓緊軸承外圈，聯軸節端靠軸承壓蓋（gài）壓緊一彈簧墊片，靠彈簧（huáng）墊片的彈力（lì）實現滾動軸（zhóu）承的軸向預緊，減少遊隙（滾動軸承（chéng）的遊隙在軸承工作時因內外圈溫升而（ér）減小，因工作負荷作用，滾動（dòng）體與套圈會產生彈性變形而使（shǐ）遊隙增大，有時遊（yóu）隙突（tū）然變化，會大大降低軸的剛度和旋轉精度，引起風（fēng）機的振動和噪聲，受風機出口儀表調節風門（mén）開閉的影響，振動、噪聲尤為明顯（xiǎn））。
（3）使軸承座的四個地腳螺栓與原（yuán）軸承座螺栓孔位置一致，避免在原基礎上鑽（zuàn）孔、攻絲。
（4）軸承座的材質選用HT250。HT250為珠光體灰口鑄鐵，有較高的強度，耐磨性、耐熱性、減震性良好，鑄造性較好，適（shì）宜（yí）製造軸承座。鑄造時不得有砂眼（yǎn）、氣孔（kǒng）、裂紋，鑄（zhù）件做時效處理。
2.2.2傳動（dòng）軸的改造思路與設計
（1）新軸的設計在長度上（shàng）與舊軸（zhóu）一致，便於改造後安裝，減少機體的調整。在傳動軸的結構上做較大的改變（圖3）。
（2）在（zài）風機葉輪安裝端軸頸準45mm處與軸準70mm中間處設立準55mm軸徑，此處是軸與風（fēng）機蝸殼的密封部位，同時避免準45mm軸徑與準70mm軸徑直接相接，減小由於同一軸（zhóu）上（shàng）軸徑懸殊而（ér）引起的扭轉應力集中（zhōng），避免傳（chuán）動軸剪切斷裂現象的發生。
（3）為繼續使用原風機葉輪和（hé）聯軸（zhóu）節，設（shè）計中使新軸兩端尺（chǐ）寸（cùn）與之相匹配，采用基孔製過渡（dù）配合。
（4）兩軸承安裝準（zhǔn）70mm軸頸處的同軸（zhóu）度要求為0.01mm，便於軸承安裝，更主要的是避免（miǎn）因同（tóng）軸（zhóu）度相（xiàng）差太（tài）大引起風機振（zhèn）動（dòng），造成軸承損壞。
（5）準70k6軸兩處經對軸承的軸向預緊量、軸在軸承座中允（yǔn）許Z大軸向竄動量≤0.8mm等因素的綜（zōng）合考慮，通（tōng）過尺寸鏈的計算Z終兩軸承安裝準70mm處的長度分別（bié）為74mm、78mm。
（6）風機軸材質選用45#鋼，調質處理。
2.2.3軸承座的潤滑與密封
將原先（xiān）的（de）油潤滑方式改為脂（zhī）潤滑（huá）方式（shì），考慮到現場風機露天（tiān）工作條（tiáo）件和狀況，采用（yòng）2#鋰基脂，在軸承座上增（zēng）設兩個加油孔（kǒng）、兩（liǎng）個排油孔，在軸承背後設計擋油環，傳動軸軸封采用（yòng）油氈密封，杜絕潤滑脂泄漏，以保證軸承的潤滑效果（guǒ）（圖4）。
3 結（jié）語
改造後的60B01風機軸承座與原先的軸承座相比結構更簡單，檢修、安裝、定位方便，經在60B01.1、60B01.2、60B01.3位置連續三年的考驗（yàn），風機運行電流普遍較以前低（dī）2～4A，徹底（dǐ）解決了過去故障頻發等一係列問題（tí），為熱媒爐的穩定運行提供了可靠保證。
新（xīn）軸承座在改造過程（chéng）中，堅持能利用的零部（bù）件盡可能（néng）利用的原則，避免了全部設備更新帶來的（de）資金浪費（fèi）。原先一套新進口的軸承座需十多萬元，而每台風機軸承座（zuò）的改造費用僅需（xū）一萬元（yuán），三台可減少備件（jiàn）費用三十多萬元。
本次（cì）改造取得了一定成績，得到了本單位領導（dǎo）和技術同事（shì）的大力支持，充分（fèn）體現了團隊合作精神（shén），也為其他設備改造提高可靠性、增大產能、降低維修成本打下了堅實基礎，堅定了技術信心。但風機故障多變，因（yīn）此對我們（men）技術人員提出了（le）更（gèng）高的（de）要求，也需機（jī）、電、儀、管、操“五位一體”共同協作，才（cái）能更好（hǎo）地維護設備，確保穩定（dìng）運（yùn）行。以後我們會進一步探（tàn）索利用狀態監測技術，力爭將故障消滅在（zài）萌芽狀態，為設備的高可靠性穩定運行做出貢獻。
來源：《機電信息》2019年12期（qī）
