關(guān)于空冷風(fēng)機(jī)軸承易損壞分析

未洪峰，劉 斌，周 勇

（吉林石化煉油廠，吉林吉林 132022）

1 空冷風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)

空冷風(fēng)機(jī)主要由葉片、輪轂、擋風(fēng)板、軸、軸承座、從動(dòng)皮帶輪、皮帶、電機(jī)皮帶輪、電機(jī)支架和電機(jī)等組成。電機(jī)通過皮帶輪和皮帶帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)，拱狀翼面朝下產(chǎn)生向上的推力，使氣流沿軸向上升，降溫管束內(nèi)介質(zhì)。

本裝置葉片采用鋁合金材料，空心薄壁結(jié)構(gòu)。鋁合金葉片與輪轂的連接采用U 形螺栓固緊。輪轂、皮帶輪與軸的連接采用錐形軸套，安裝、拆卸非常方便。風(fēng)機(jī)采用5V 形橡膠聯(lián)組皮帶傳動(dòng)，軸承座內(nèi)裝有1 個(gè)深溝球軸承和1 個(gè)調(diào)心滾子軸承，潤滑方式采用固態(tài)鋰基脂潤滑，保證風(fēng)機(jī)能有效、可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 空冷風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)

（1）使用安全可靠、維護(hù)檢修方便。風(fēng)機(jī)主要零部件都具有較大的安全系數(shù)，經(jīng)過了超速、超載試驗(yàn)，確保風(fēng)機(jī)能長期安全運(yùn)行。換熱管束在風(fēng)機(jī)上部，減少了雨水對空冷風(fēng)機(jī)及電機(jī)影響，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)檢修方便，冷卻效果也比較好。

（2）互換性好。輪轂和葉片均單獨(dú)進(jìn)行力矩平衡校正，葉片以標(biāo)準(zhǔn)葉片的力矩值為基準(zhǔn)進(jìn)行大力矩校正。用戶在安裝、使用過程中，同規(guī)格輪轂之間、同規(guī)格葉片之間可隨意互換。

（3）皮帶需進(jìn)行經(jīng)常性調(diào)整。風(fēng)機(jī)皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后尺寸會(huì)發(fā)生變化，安裝初期皮帶不宜過緊，容易對軸承產(chǎn)生較大的徑向力，會(huì)增加風(fēng)機(jī)和電機(jī)的故障率。在運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，皮帶受摩擦及環(huán)境溫度的影響會(huì)出現(xiàn)打滑，發(fā)生丟轉(zhuǎn)，如果維護(hù)不當(dāng)或不及時(shí)將造成傳動(dòng)效率低下，風(fēng)機(jī)達(dá)不到設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，造成冷卻效果差，所以皮帶的松緊要及時(shí)調(diào)整。

（4）風(fēng)量可調(diào)整。通過調(diào)節(jié)葉片的安裝角度來調(diào)整風(fēng)量，角度不宜過大或者過小，角度過大會(huì)造成風(fēng)機(jī)軸承過載和電機(jī)超載損壞設(shè)備，角度過小則風(fēng)冷效果差同時(shí)會(huì)造成電機(jī)功率損耗。風(fēng)機(jī)葉片角度調(diào)節(jié)方式有很多種，如停機(jī)手動(dòng)調(diào)角、不停機(jī)手動(dòng)調(diào)角、氣動(dòng)自動(dòng)調(diào)角、氣動(dòng)半自動(dòng)調(diào)角、變頻調(diào)速等。本裝置風(fēng)機(jī)為停機(jī)手動(dòng)調(diào)角，葉片安裝角度為+6°～+8°，調(diào)整風(fēng)量需調(diào)整葉片角度在這一范圍之間。

3 空冷風(fēng)機(jī)軸承失效分析

根據(jù)以往的檢修結(jié)果來看，軸承箱解體后，上軸承深溝球軸承基本完好，而下軸承調(diào)心滾子軸承磨損嚴(yán)重，保持架損壞，說明下調(diào)心滾子軸承所承受軸向力過大。

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)致軸承易損。通過對風(fēng)機(jī)軸的結(jié)構(gòu)、軸承箱的結(jié)構(gòu)和皮帶輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，認(rèn)為風(fēng)機(jī)傳動(dòng)軸較長，軸承箱內(nèi)上下兩軸承固定風(fēng)機(jī)，當(dāng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)上下不同心，產(chǎn)生較大振動(dòng)，形成很大的軸向力和徑向力，造成軸承受力大。由于上軸承是深溝球軸承，雖然能承受較大徑向力，但是承受的軸向力有限，所以使整個(gè)風(fēng)機(jī)的軸向力大部分由下部的調(diào)心滾子軸承承受，造成軸承載荷過大，易損壞。

（2）皮帶傳送導(dǎo)致不平穩(wěn)。由于空冷風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)方式為皮帶傳動(dòng)，皮帶在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生皮帶的過松、過緊或松緊不一致等情況，容易導(dǎo)致風(fēng)機(jī)負(fù)荷不平穩(wěn)，造成軸承負(fù)荷不均勻，從而造成軸承磨損，最終引起軸承失效。

（3）葉片角度調(diào)整。東北地區(qū)冬季和夏季環(huán)境溫差大，因此在入冬及開春前需要對空冷風(fēng)機(jī)角度進(jìn)行調(diào)整，葉片角度過大會(huì)造成軸承軸向力增加，軸承磨損增加。

（4）皮帶輪不在同一平面。風(fēng)機(jī)和電機(jī)皮帶輪安裝需在同一水平面，由于風(fēng)機(jī)及電機(jī)需要經(jīng)常拆解維修，在回裝過程可能導(dǎo)致皮帶輪不在同一水平面，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中軸承受力變化，加速軸承磨損。

（5）潤滑脂不足。風(fēng)機(jī)潤滑方式為固態(tài)潤滑脂潤滑，軸承長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成潤滑脂缺失或變質(zhì)，而固態(tài)潤滑脂在不拆解軸承箱的情況下加脂或置換極其困難，軸承的磨損會(huì)越來越嚴(yán)重，也是軸承失效的原因之一。

4 改進(jìn)措施

通過對軸承的失效分析，做出以下改進(jìn)措施：

（1）提高安裝精度。提高軸承安裝精度，保證軸承外圈過盈配合，軸承外圈和軸承箱內(nèi)壁緊密配合，防止軸承跑外圈。對內(nèi)壁有磨損的軸承箱重新制作，軸承箱壓蓋與軸承內(nèi)圈間隙按照廠家要求進(jìn)行調(diào)整。在回裝過程中測量風(fēng)機(jī)皮帶輪及電機(jī)皮帶輪的水平度，保證在同一水平面。

（2）調(diào)整葉片角度在合理范圍內(nèi)。風(fēng)機(jī)葉片安裝角度為+6°～+8°，調(diào)整風(fēng)量需調(diào)整葉片角度在這一范圍之間，不能過大或過小，負(fù)荷足夠情況下，盡量保證原廠角度。

（3）定期調(diào)整皮帶。受環(huán)境因素及傳送摩擦影響，風(fēng)機(jī)皮帶在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后尺寸會(huì)發(fā)生變化，安裝初期皮帶不宜過緊，容易對軸承產(chǎn)生較大的徑向力，會(huì)增加風(fēng)機(jī)和電機(jī)的故障率；運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后也需進(jìn)行調(diào)整，防止皮帶過松，導(dǎo)致負(fù)荷變化。

（4）對錐形套進(jìn)行改進(jìn)。在原風(fēng)機(jī)上，軸與從動(dòng)皮帶輪連接是通過錐形套連接，用頂絲固定，如圖1 所示。錐形套是鑄鐵材料，拆卸時(shí)極易斷裂，對檢維修造成一定難度，也增加了成本，所以將錐形套改為圖2 形式。這種結(jié)構(gòu)軸套為碳鋼材料，拆解過程不易斷裂，并且對軸套與軸固定方式也做一些改變，比較易拆卸和安裝。

圖1 改進(jìn)前錐形套

圖2 改進(jìn)后軸套

（5）定期添加潤滑脂。定期從注油口添加潤滑脂，若注油口無法添加，則需打開軸承箱壓蓋進(jìn)行添加。

5 結(jié)論

通過對本裝置空冷風(fēng)機(jī)軸承易損壞的原因分析，提出了一系列改進(jìn)措施，旨在降低軸承承受的應(yīng)力，減小對軸承的磨損，實(shí)現(xiàn)長周期運(yùn)行。在風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中，車間也加強(qiáng)了對風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況檢查，定期維護(hù)保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，對風(fēng)機(jī)的易損部位做到預(yù)知性檢修，防患于未然。目前風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，但還需要長時(shí)間觀察。