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风机配件：滚动轴承说明 作者：王军（139-7298-9387） 关键词：离心风机、滚动轴承、轴承选型、安装维护、故障诊断、润滑管理 引言 在离心风机的众多核心部件中，滚动轴承扮演着至关重要的“关节”角色。它不仅是支撑风机转子、确保其高速平稳旋转的关键，更是传递动力、承受复杂载荷的结构基础。对于风机技术从业者而言，深入理解滚动轴承的工作原理、类型选择、安装维护及故障诊断，是保障设备长期稳定运行、降低非计划停机时间、提升生产效益的核心技能。本文将系统性地解析离心风机中滚动轴承的基础知识，旨在为一线工程师和维护人员提供一份实用、全面的技术参考。 一、 滚动轴承在离心风机中的功能与重要性 离心风机的工作原理是通过叶轮高速旋转，对气体做功，提高其压力并予以输送。风机转子系统（主要包括主轴、叶轮、平衡盘等）在高速旋转时，会产生径向载荷（由叶轮重量、气体力及转子不平衡量引起）和轴向载荷（由于气体在叶轮中流动产生的推力）。滚动轴承的核心功能正是： 支撑转子：为高速旋转的转子提供稳定、精确的径向与轴向支撑，限制其不必要的移动。 传递载荷：将转子产生的径向力和轴向力可靠地传递到风机的机座和基础上。 降低摩擦：以滚动摩擦代替滑动摩擦，显著降低旋转阻力，减少功率损耗。 保证精度：维持转子与静止部件（如机壳、密封）间的相对位置精度，确保风机的气动性能。 轴承一旦失效，轻则导致振动噪声增大、能耗上升，重则引发转子抱死、叶轮损坏甚至主轴断裂等灾难性事故，因此其可靠性直接决定了整台风机的运行寿命与安全。 二、 离心风机常用滚动轴承的类型与特点 并非所有滚动轴承都适用于风机工况。根据载荷、转速及结构的不同，离心风机最常选用以下两类轴承： 1. 深沟球轴承 深沟球轴承是风机中最常见的轴承类型之一，主要用以承受径向载荷，也可承受一定的双向轴向载荷。 结构特点：结构紧凑，由内圈、外圈、保持架和一组球形滚子组成。摩擦系数小，极限转速高。 应用场景：适用于中小型离心风机、载荷较轻、主要以径向载荷为主的工况。常用于风机非驱动端（自由端），仅起到支撑作用。对于轴向载荷很小的双支撑风机，两端均可使用深沟球轴承。 优点：价格经济、转速高、摩擦小、制造维护方便。 2. 角接触球轴承 角接触球轴承是应对离心风机轴向推力的主力轴承类型。 结构特点：滚道与滚子设计使得接触角存在（常见有15°、25°、40°），可同时承受径向和单向轴向载荷。其承受轴向载荷的能力由接触角决定，接触角越大，轴向承载能力越强。 应用场景： O形布置：两个轴承外圈宽端相对安装。能承受双向轴向载荷，适用于轴向力方向可能变化的场合，但在风机中较少见。 X形布置（面对面）：两个轴承外圈窄端相对安装。提供较强的轴向刚性，对轴的热伸长适应性较好。 T形布置（背对背）：两个轴承外圈宽端相对安装。提供较大的力矩刚性，能更好地防止轴的弯曲，是风机驱动端最常用的配置方式。它能有效抵抗由叶轮气体推力产生的轴向力。 优点：可承受联合载荷，精度高，刚度好。 3. 圆柱滚子轴承 在大型重型离心风机中，有时会采用圆柱滚子轴承。 结构特点：滚子为圆柱形，与滚道为线接触。径向承载能力极强，但无法承受轴向载荷。 应用场景：通常与一个能承受轴向载荷的轴承（如双列角接触球轴承或推力轴承）组合使用。圆柱滚子轴承承担巨大的径向载荷，而配对轴承则专门负责轴向定位和承受轴向力。这种组合方案常见于大型烧结主抽风机、引风机等设备中。 优点：径向承载能力极高，耐冲击，允许轴相对于轴承座有有限的轴向位移（释放热膨胀应力）。 选型总结：风机轴承的选型是一个系统工程，需综合考虑径向载荷、轴向推力、工作转速、预期寿命、安装空间、调心要求等因素。通常由风机设计厂家根据仿真计算和实验数据确定，维护人员在更换时必须严格遵循原设计型号，不可随意替代。 三、 滚动轴承的代号体系 读懂轴承代号是进行采购和更换的前提。以国产HRB 7210B为例： 7：类型代号，表示角接触球轴承。 2：尺寸系列代号（宽度系列0省略，直径系列为2），表示中型尺寸。 10：内径代号。10 * 5 = 50mm，即内径为50mm。 B：接触角代号，表示接触角为40°。 不同品牌（如SKF, NSK, FAG等）有其自身的代号规则，但基本逻辑相通。技术人员需备有各品牌的轴承型录或通过专业查询工具确认其具体参数。 四、 滚动轴承的安装、调试与维护 正确的安装与维护是保证轴承达到设计寿命的关键。据统计，近一半的轴承提前失效源于不当的安装与润滑。 1. 安装前的准备 清洁：确保轴承、轴、轴承座及相关工具绝对清洁。任何微小的颗粒物都是潜在的磨粒磨损源。 检查：仔细检查轴和轴承座的尺寸公差、形位公差（圆度、圆柱度、肩部垂直度）及表面粗糙度，确保符合图纸要求。 轴承检查：核对轴承型号，用手转动新轴承，应灵活无卡滞，无异常声响。 2. 安装方法 冷装法（机械或液压法）：最推荐的方法。使用专用套筒和压力机，将压力平稳、均匀地施加在要配合的套圈上（内圈配合则压内圈），直至到位。绝对禁止直接敲击轴承滚子或保持架。 热装法：对于过盈量较大的中大型轴承，可采用油浴加热（温度不超过120℃）或感应加热器。加热均匀后，迅速、一次性地安装到轴上。严禁使用明火直接烘烤。 3. 游隙调整 对于成对安装的角接触球轴承，预紧力的调整至关重要。 定位预紧：通过磨窄套圈或加垫片获得恒定的预紧力。精度高，应用广泛。 定压预紧：通过弹簧提供预紧力，预紧量随温度和工作条件变化，适用于高速场合。 调整后需确保轴承转动灵活，无轴向窜动，且温升在合理范围内。这一步需要丰富的经验， often使用百分表测量轴向窜动量。 4. 润滑管理 润滑是轴承的“血液”，其核心作用是减摩、冷却、防锈和清洁。 润滑剂选择： 脂润滑：占风机应用的90%以上。优点是密封结构简单，不易泄漏，维护周期长。选择高温性能好（滴点高）、机械安定性好、抗水性佳的锂基或复合磺钙基润滑脂。NLGI稠度等级通常为2#。 油润滑：适用于高速、高温或需要带走大量热量的工况。可采用油浴、溅油、循环油或油雾润滑。 加脂量与周期：遵循“少量多次”的原则。加脂量一般为轴承内部空间容积的1/3到1/2，过量会导致搅拌发热。加脂周期需根据风机工作环境、转速和轴承型号制定，可参考设备手册或基于状态监测（如根据润滑脂劣化程度）进行调整。 5. 日常维护与监控 听：使用听音棒监听轴承运行声音，均匀的“沙沙”声为正常，尖锐的嘶鸣声、不均匀的冲击声或沉闷的摩擦声均为异常。 摸：在安全前提下，触摸轴承座，感知其温升。表面温度一般不应超过环境温度+45℃，且绝对温度不宜超过75-80℃。 看：检查密封是否完好，有无润滑脂泄漏或污染物侵入的痕迹。 测：定期使用振动分析仪监测轴承的振动速度/加速度值。振动烈度的显著增大是轴承出现磨损、疲劳、松动等缺陷的早期征兆。对于关键风机，应建立振动趋势图，进行预测性维护。 五、 常见故障模式与原因分析 疲劳剥落：在循环应力作用下，滚道或滚动体表面出现麻点并扩展成片状剥落。是轴承正常的寿命终结形式。但若提前发生，原因可能是：超载、安装不当、润滑不良或轴承自身材质缺陷。 磨损：配合表面粗糙度下降，游隙增大。主因是磨粒污染：密封失效导致粉尘、水汽侵入，或润滑脂本身清洁度不达标。 胶合：高速重载下，油膜破裂，导致表面金属熔化并相互粘焊。现象是异常高温和严重噪声。原因：润滑不足、预紧力过大、转速超出极限。 锈蚀与腐蚀：表面出现红褐色锈迹或局部腐蚀坑。原因是水、酸碱性物质侵入或停机期间防护不当。 塑性变形：滚道上出现与滚子间距相同的凹坑（布氏压痕）。原因是风机停机后，巨大的静态载荷长期作用在静止的轴承上，或受到严重冲击载荷。 保持架损坏：保持架断裂、磨损或变形。原因：安装不当（如歪斜）、润滑不良（保持架与滚子间干摩擦）、极限转速下共振等。 六、 总结 滚动轴承作为离心风机的核心配件，其技术状态的好坏是设备健康运行的晴雨表。作为一名风机技术工作者，绝不能将其视为一个简单的标准件。从深刻理解其类型与功能，到精准无误的安装调试，再到科学精细的润滑管理与状态监测，每一个环节都需要秉持严谨细致、精益求精的工匠精神。 建立以振动分析为核心的状态监测体系，推行基于数据的预测性维护，是实现风机安全、稳定、长周期、高效运行的根本保障。唯有如此，才能最大限度地发挥每一套轴承的设计潜能，为企业创造持续稳定的价值。 风机选型参考:AI(M)530-1.245/1.03离心鼓风机技术说明 硫酸风机基础知识详解：以S(SO₂)1380-1.2616/0.8126型号为核心 稀土矿提纯风机：D(XT)263-1.55型号深度解析与维护指南 硫酸风机S(SO₂)1800-1.1656/0.7756基础知识详解 轻稀土钷(Pm)提纯风机:D(Pm)894-2.53型高速高压多级离心鼓风机技术解析 风机选型参考:AI340-1.2651/0.9082离心鼓风机技术说明 |
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