羅茨風機故障探析及處理

摘 要：對羅茨風機產(chǎn)生振動、發(fā)熱和異音問題的原因進行分析，并根據(jù)羅茨風機的工作原理、結(jié)構(gòu)特點以及設(shè)計標準提出了相應(yīng)的處理方法，主要針對羅茨風機的齒輪副中心距偏差和齒輪箱軸孔中心距偏差的關(guān)系以及羅茨風機八字葉輪之間的間隙分析，為羅茨風機的故障診斷提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：羅茨風機；齒輪副；八字葉輪；故障分析及處理

1 簡介

羅茨風機是通過葉輪軸主動齒帶動從動齒同步相向旋轉(zhuǎn)，從而使兩葉輪之間和葉輪與墻板，葉輪與機殼之間皆具有適當?shù)墓ぷ鏖g隙，形成吸氣和排氣腔體。通過風機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，形成無內(nèi)壓縮地將機體內(nèi)氣體由進氣到排氣腔后排出機體，以達到鼓風目的。為了保證羅茨風機的正常運轉(zhuǎn)，必須使兩葉輪之間、葉輪與墻板之間、葉輪與機殼之間均保持一定的間隙；若間隙過大，會出現(xiàn)被壓縮出去的氣體通過間隙部分倒流回來，造成風機作功損耗通常會顯現(xiàn)出來的問題是上量不好工藝上不便于調(diào)節(jié)；若間隙過小，則由于轉(zhuǎn)子、機殼受熱膨脹，可能導(dǎo)致兩葉輪之間、葉輪與墻板之間、葉輪與機殼之間出現(xiàn)相互摩擦現(xiàn)象造成機殼與轉(zhuǎn)子的磨損電機負載增大。在羅茨風機的運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)振動、發(fā)熱、異音問題，現(xiàn)就產(chǎn)生這些問題的原因及處理方法進行分析。

2 羅茨風機在運行過程中出現(xiàn)振動、發(fā)熱、異音的實質(zhì)性分析

羅茨風機主要由雙列角接觸球軸承、齒輪副、八字葉輪、墻板、機殼等部件組成，其產(chǎn)生振動、發(fā)熱、異音的主要原因是其主要部件在裝配中因加工誤差或裝配不到位所產(chǎn)生的。

2.1 齒輪副

羅茨風機的運行是依靠主動齒帶動從動齒同步相向旋轉(zhuǎn)，帶動葉輪旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)鼓風作用。因此，齒輪副中心距、齒輪箱軸孔中心距加工產(chǎn)生的形位誤差是造成羅茨風機振動、發(fā)熱、異音的主要原因。

羅茨風機齒輪副中心距偏差與齒輪箱軸孔中心距偏差的關(guān)系

根據(jù)《 漸開線圓柱齒輪精度》（GB 10095-88）標準，齒輪副中心距偏差△fa是在齒輪副的齒寬中間平面內(nèi)，實際中心距與設(shè)計中心距之差。齒輪中心距極限偏差（±fa），在公差精度7～8時fa為1/2IT8。設(shè)△fa為齒輪箱軸孔中心距偏差，即在齒輪箱軸孔內(nèi)，相嚙齒輪支承孔實際中心距與設(shè)計中心距之差。其允差的大小是由齒輪箱軸孔中心距極限偏差（±Fa）來控制的，齒輪箱軸孔中心距極限偏差（±Fa），在公差精度7～8時F與fa的關(guān)系Fa=1.25fa。按△fa的定義，齒輪副中心偏差是在齒輪齒寬中間平面內(nèi)測量的。按△Fa的定義，齒輪箱軸孔中心距偏差是在齒輪箱軸孔端面上測量的。由于測量平面的不同，因此，△fa與軸線平行度誤差無關(guān)，而△Fa與軸線平行度誤差有關(guān)。

圖1 圖2

從圖中可知，當齒輪箱軸孔兩軸線平行時，軸線平行度誤差△f￠=0，此時△Fa=△fa，用極限偏差表示，即Fa=fa（1）當齒輪箱軸孔的兩軸線不平行時，軸線間平行度誤差△f￠≠0，而△Fa≠△fa，此時Fa和fa的關(guān)系式Fa=1.25fa（2）。綜上（1）、（2）式，上述分析，當齒輪箱軸孔兩軸線平行時，齒輪箱軸孔中心距偏差△Fa才能和齒輪副中心距偏差△fa相等。由于加工誤差的存在，齒輪箱軸孔的兩軸線是不平行的，齒輪箱軸孔中心距偏差△Fa總是大于齒輪副中心距偏差△fa。△fa是齒輪副組裝工藝的誤差值，它直接影響齒側(cè)間隙。當中心距增大時，側(cè)隙也增大，會產(chǎn)生回程誤差和反向沖擊，產(chǎn)生羅茨風機的振動、發(fā)熱和異音。

2.2 軸承軸向游隙調(diào)整不到位、軸承座磨損造成風機振動

當發(fā)現(xiàn)風機振動突然增大時，首先用聽音棒聽軸承轉(zhuǎn)動是否有異音，軸承室是否發(fā)熱，軸承軸向間隙是否調(diào)整合理。這幾點問題均會影響風機振動。

2.3 葉輪

羅茨風機的兩葉輪相互之間、葉輪與墻板之間以及葉輪與機殼之間均應(yīng)保持一定的間隙，以保證羅茨風機的正常運轉(zhuǎn)。通常在維修過程中用塞尺進行間隙測量會發(fā)現(xiàn)間隙過小，主要是檢修人員沒有對從動齒輪齒輪圈與齒輪轂之間的定位銷進行調(diào)整，出現(xiàn)定位作用失效，從而導(dǎo)致風機的振動、發(fā)熱等異常情況的出現(xiàn)。

3 針對以上三方面原因出現(xiàn)的異常情況，采取相應(yīng)的處理方法

3.1 解決羅茨風機齒輪副中心距偏差與齒輪箱軸孔中心距偏差的方法

雖然通過測量和理論性的推算驗證了這種誤差的存在，但是由于設(shè)備制造中已經(jīng)確定了羅茨風機齒輪中心距之間的配合偏差、齒輪軸線平行度誤差、齒輪箱軸孔中心距偏差以及齒輪箱軸孔軸線平行度誤差，因此在維修中無法調(diào)整誤差。解決這些誤差只有成對更換風機齒輪、葉輪軸，降低或消除齒輪齒側(cè)間隙，消除此類故障。

3.2 軸承軸向游隙調(diào)整不到位、軸承座磨損造成風機振動的解決方法

首先要檢查軸承滾動體、彈道的磨損情況，再對滾動軸承游隙進行測量，看是否存在軸承軸向定位不佳，通常對軸承端蓋加減墊子壓鉛的方法來調(diào)整軸向間隙。若均在標準值范圍內(nèi)，取下軸承檢查軸承是否存在跑外圈情況，若發(fā)現(xiàn)軸承室有磨損痕跡，可使用環(huán)氧樹脂、配一定量的鄰苯二甲酸、乙二胺進行粘接固定，可以消除此類故障。

3.3 通過調(diào)整從動齒定位銷位置來實現(xiàn)葉輪、墻板、機殼之間的間隙調(diào)整的方法

從動齒輪是由齒輪圈和齒輪轂組成，從動齒上的定位銷就是為了調(diào)節(jié)間隙而設(shè)計的。檢修羅茨風機時，在安裝齒輪副前不要固定從動齒輪的齒輪圈與齒輪轂之間的定位銷，先把從動齒輪裝人風機中，此時主動齒輪與從動齒輪配合通過聯(lián)軸器手動盤車，調(diào)整齒輪副間隙以及之間葉輪的間隙，待間隙調(diào)整好后，將從動齒輪的齒輪圈與齒輪轂鎖緊螺栓緊固，整體從設(shè)備中拆除，重新選擇定位孔位置配鉆，此時得到的定位孔才是風機目前的精確定位尺寸，如圖2所示。安裝后可將兩葉輪傾斜45°將從動齒輪對準主動齒輪壓入軸上，依次裝入齒輪擋圈、齒輪墊圈和鎖緊螺母。進行盤車，若不能轉(zhuǎn)動，葉輪回轉(zhuǎn)再調(diào)整齒輪的位置，直到轉(zhuǎn)動靈活沒有刮蹭或死點，此時緊固鎖緊螺母，并在兩葉輪之間用塞尺進行測量其間隙控制在30至60絲之間，再將從動齒輪的齒輪圈和齒輪轂用鎖緊螺母緊固后拆下，在車床上配鉆。這樣就能準確地確定齒輪副齒側(cè)間隙和葉輪之間的間隙，保證了葉輪與機殼、墻板之間的間隙符合設(shè)計標準。

4 結(jié)束語

上述分析表明，羅茨風機在維修過程中從以上三方面去著手制定詳細的檢修標準和檢修方案，就可避免振動、發(fā)熱、異音等故障的發(fā)生。