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风机配件：风机轴瓦说明 作者：王军（139-7298-9387） 关键词：离心风机、风机轴瓦/a>、滑动轴承、轴瓦结构、巴氏合金、润滑系统、安装维护、故障分析 引言 离心风机作为工业领域中的关键气体输送设备，其核心功能是将机械能转换为气体的动能与压力能，广泛应用于通风、冷却、除尘、物料输送等诸多工艺环节。风机的稳定运行依赖于各个零部件的精密配合与协同工作，而风机轴瓦作为旋转部件——风机主轴的关键支撑元件，其性能与状态直接决定了整台设备的运行效率、可靠性及寿命。本文将深入解析离心风机中轴瓦的基础知识，包括其工作原理、结构类型、材料特性、润滑要求、安装维护要点及常见故障分析，旨在为风机技术从业者提供系统性的参考。 一、 风机轴瓦概述：滑动轴承的核心 在离心风机中，主轴通过轴承座内的轴承实现高速旋转。轴承主要分为滚动轴承和滑动轴承两大类。对于中大型、重载、高速的离心风机，滑动轴承因其承载能力强、阻尼特性好、耐冲击、运行平稳等优点而被广泛采用。而轴瓦（Bearing Shell）就是滑动轴承中直接与主轴轴颈接触的核心部件，也称为“轴衬”或“瓦块”。 其核心作用可概括为： 支撑承载：承受风机主轴、叶轮、皮带轮等旋转部件的径向载荷（有时也包括部分轴向载荷），并将其传递至轴承座和机架。 减少摩擦：在轴颈与轴承座之间形成一层稳定的润滑油膜，将固体间的干摩擦转变为液体内部的分子摩擦，显著降低摩擦阻力和功率损耗。 振动阻尼：润滑油膜具有良好的吸振性能，能有效吸收和衰减由转子不平衡等引起的振动，保证风机平稳运行。 磨损转移：作为可更换的部件，轴瓦的设计初衷是作为一个“牺牲件”。在异常工况下（如缺油、杂质侵入），优先磨损的是价格相对低廉、更换方便的轴瓦，从而保护价值更高、加工更复杂的主轴轴颈。 二、 轴瓦的结构与类型 风机轴瓦通常为剖分式结构，即由上下两半（或更多瓣）组合而成，便于安装和维修。其主要结构组成部分包括： 瓦背：轴瓦的基体，通常采用强度高、韧性好的钢材（如低碳钢）或铜合金铸造而成，其主要作用是提供足够的结构强度和刚性，保证在负载下不变形。 衬层/合金层：烧结或浇铸在瓦背内表面的减摩耐磨材料，最常见的是巴氏合金（Babbitt Metal），尤其是锡基巴氏合金。该层材料质地柔软、顺应性好、嵌入性强，能与轴颈良好贴合，并形成最优的油膜分布。 定位唇：位于轴瓦剖分面的一端，与轴承座上的定位槽配合，防止轴瓦在座孔内发生周向或轴向转动。 油槽与油孔：设计在轴瓦内表面的沟槽和贯穿瓦体的孔道，用于引导润滑油均匀分布到整个轴颈接触区域，建立完整的压力油膜。常见的油槽形式有周向槽、轴向槽、斜油槽等。 根据结构形式和润滑原理，风机轴瓦主要分为以下几种类型： 圆筒形轴瓦：结构最简单，内孔为圆柱形。主要依靠轴颈旋转带油形成动压油膜。适用于中低速、载荷稳定的场合。 椭圆轴瓦：内孔呈椭圆形，其顶部和侧部的间隙不同。这种设计提高了运行稳定性，不易发生油膜振荡，且有利于冷却油的流动散热。是离心风机中最常用的类型之一。 多油叶轴瓦：由多个圆弧段组成，形成多个油楔。每个油楔都能产生动压油力，稳定性极佳，抗振动能力强，特别适用于高速轻载的离心风机。 可倾瓦轴瓦：由多个独立的瓦块组成，每个瓦块均可绕支点自由摆动，自适应地形成最佳油膜。这种结构稳定性最好，对消除油膜振荡极为有效，但结构复杂、成本高，常用于超高转速或对振动要求极严苛的风机。 三、 轴瓦的关键材料：巴氏合金 如前所述，巴氏合金是风机轴瓦衬层的主流材料，其性能优劣至关重要。 锡基巴氏合金：以锡（Sn）为主，加入锑（Sb）、铜（Cu）等元素。其代表性牌号有ZChSnSb11-6。它具有优异的嵌入性（允许微量杂质嵌入而不划伤轴颈）、顺应性（能适应轴颈的轻微挠曲和对中误差）、抗咬合性（与钢轴颈不易粘着）和耐腐蚀性。其缺点是疲劳强度相对较低，在高温和重载循环应力下可能出现疲劳剥落。它广泛应用于大多数风机工况。 铅基巴氏合金：以铅（Pb）为主，成本较低，高温强度稍好，但其在耐腐蚀性、嵌入性和抗咬合性方面均不如锡基合金，应用逐渐减少。 选择巴氏合金作为衬层，本质上是利用其“以软护硬”的特性，保护更重要的风机主轴。 四、 轴瓦的润滑系统 “三分轴瓦，七分润滑”，润滑是轴瓦能否正常工作的生命线。离心风机轴瓦普遍采用强制压力循环润滑系统。 润滑原理：基于流体动压润滑理论。主轴旋转时，将具有一定粘度的润滑油从大口带入接触区，从收敛的小口挤出，从而形成足以将主轴“浮起”的压力油膜，实现完全液体摩擦。 润滑油要求：通常选用ISO VG32或VG46等级的透平油或抗氧防锈型汽轮机油。油品需具备合适的粘度、良好的氧化安定性、抗乳化性和防锈性。 润滑系统组成：包括主/辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、压力表、温度计及遍布的油管路。油压、油温、油流状态必须持续监控。 油膜厚度：正常运行时，轴瓦与轴颈之间的油膜厚度非常薄，通常在微米级别。这要求润滑油必须高度清洁，任何颗粒污染物都可能导致轴瓦和轴颈的划伤与磨损。 五、 轴瓦的安装、调试与维护 正确的安装和维护是保证轴瓦长周期安全运行的关键。 安装要点： 清洁度：确保轴承座、轴瓦、轴颈、油路绝对清洁，无任何毛刺、灰尘和杂质。 间隙测量： 顶间隙：用压铅法测量轴瓦与轴颈顶部的间隙。此间隙至关重要，过大则油压建立困难，振动和噪音增大；过小则油量不足，易导致温升和烧瓦。间隙值通常根据轴颈尺寸和转速按经验公式或厂家标准确定（一般为轴颈直径的0.1%~0.2%）。 侧间隙：轴瓦分面两侧的间隙通常为顶间隙的一半，并应呈楔形逐渐减小，以利油楔形成。 接触斑点检查：在轴颈上涂一层薄的红丹油，然后安装轴瓦和轴承盖，盘动转子数圈后拆开。检查巴氏合金表面的接触痕迹，要求接触点均匀分布，接触面积通常要求≥70%。若接触不良，需进行刮研（但现代高性能轴瓦通常不允许用户自行刮研）。 紧力测量：测量轴瓦外径与轴承座内孔的过盈量（紧力），防止轴瓦在座孔中松动和颤动。通常采用压铅丝法测量。 调试与运行监测： 首次启动或大修后启动，必须首先启动润滑油泵，确认油压、油流正常。 点动风机，检查无异常后正式启动，并密切监控轴承温度。温度应缓慢上升并稳定在安全值以下（通常报警值设定为75-80℃，停机值设定为85-90℃）。 监测轴承振动值，异常振动往往与轴瓦磨损、松动或润滑不良有关。 日常维护： 定期检查润滑油质，按时过滤或更换润滑油。 定期清洗或更换油过滤器。 通过轴承座上的视镜观察油流情况。 监听轴承运行声音，异常噪音往往是故障的先兆。 六、 常见故障分析与处理 烧瓦与熔敷： 现象：轴承温度急剧升高，合金层熔化，与轴颈粘着抱死，导致风机骤停。 原因：根本原因是缺油或油膜破裂。具体包括：油泵故障、油路堵塞、断油、润滑油变质、油温过高、轴向窜动过大、异物进入、顶间隙过小、超载运行等。 处理：立即停机，解体检修。必须更换轴瓦，并彻底排查和消除润滑系统故障。若主轴轴颈有损伤，需进行磨修或喷涂修复。 疲劳剥落： 现象：巴氏合金表面出现网状裂纹，继而合金小块从瓦背上脱落。 原因：长期过载、振动过大、轴承座孔变形、轴瓦背与座孔接触不良（导致局部热应力集中）、合金材质或浇铸质量不佳。 处理：更换轴瓦，检查并校正轴承座孔的圆度和圆柱度，保证瓦背贴合良好。 磨损与划伤： 现象：合金表面有深沟或大面积拉毛。 原因：润滑油清洁度不达标，含有硬质颗粒污染物；安装时清洁度控制不严；轴颈表面粗糙度超标。 处理：更换轴瓦和润滑油，彻底清洗油系统，检查并抛光轴颈。 腐蚀： 现象：合金表面出现点蚀或大面积蚀坑。 原因：润滑油氧化变质产生酸性物质；空气中腐蚀性气体（如SO₂）通过呼吸器进入润滑油。 处理：更换油品，选择抗氧化和防锈性能更好的润滑油，检查油箱呼吸器。 七、 现代发展趋势 新材料应用：如高分子聚合物复合材料轴瓦，具有自润滑、耐腐蚀、抗污染等优点，在某些工况下可替代巴氏合金轴瓦。 状态监测：除了传统的温度、振动监测，在线油液分析技术被广泛应用，通过监测润滑油中的磨损金属颗粒数量和形态，可提前预警轴瓦的早期磨损故障，实现预测性维修。 精密制造：随着数控加工和检测技术的进步，现代轴瓦的尺寸精度和一致性越来越高，减少了安装时的刮研需求，提高了可靠性。 结语 风机轴瓦虽是一个“小”配件，却是离心风机稳定运行的“心脏”级部件。对其结构、材料、润滑和维护的深刻理解，是每一位风机技术从业者必备的专业素养。从设计选型到日常维护，再到故障诊断，每一个环节都应给予轴瓦足够的重视。唯有坚持精细化维护管理，确保润滑系统的绝对可靠，才能最大程度地发挥轴瓦的性能，保障风机设备的长周期、安全、高效运行，为生产系统的稳定保驾护航。 离心风机基础知识及AI800-1.3155/0.9585系列鼓风机配件详解 轻稀土提纯风机之核心动力：S(Pr)713-2.62型离心鼓风机深度解析 特殊气体风机：C(T)1993-2.2型号解析与风机配件修理指南 |
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