風機軸承故障的案例分析及解決

李文越　毛海誼

【摘 要】正確的安裝和維護軸承可以最大程度的發揮其作用，保證風機的正常運轉。本文以國內某電廠風機運轉中發生的軸承損壞故障為案例，通過對故障的原因分析找到解決方案，旨在為后續的風機設計及維護中提供借鑒。

【關鍵詞】軸承；故障；保持架；滾動體

0 前言

電廠有大量的廠房房間和機器設備，為了滿足設備運轉和人員操作時需要的溫度、濕度以及換氣量等要求，維持設備的正常運轉，電廠通風系統提供了正常運轉時和停產維護時廠房必須的環境條件。電廠通風系統的關鍵設備是風機，為通風系統提供動力；風機軸承用以支撐風機軸和軸上零件，是風機的主要部件，堪稱風機設備的心臟，所以軸承部件正確的維護和安裝，使其最大程度的發揮作用，可以保證廠房內通風系統安全有效的運行，使廠房設備正常運轉，滿足生產任務。

本文以國內某電廠在風機運轉中發生的由于設計及安裝不當造成的軸承損壞事件為案例，旨在為后續的風機設計及維護中提供借鑒。

1 缺陷處理經過及分析

1.1 缺陷描述

2015年7月5日七時左右，巡檢人員聞到焦糊味，現場檢查某系統風機驅動端探頭顯示100度，超出環境溫度70度，立即停運風機，現場核實故障風機驅動端軸承潤滑脂已變質。

1.2 缺陷描述事件后果

直接后果：設備損壞，風機不可用。

潛在后果：該通風系統可用性降級，影響廠房設備安全運行。

1.3 處理過程

維修人員對風機振動及溫度曲線進行檢查，發現風機驅動端軸承溫度監測曲線異常，在2015年7月5日凌晨01：30左右有一次溫升，最高升到83度，后又下降到35度左右；7月5日07：00驅動端軸承溫度再次上升，最高達到100度。隨后對風機進行解體檢查，打開驅動端軸承端蓋，發現軸承潤滑脂已變質，打開非驅動端軸承端蓋檢查軸承潤滑脂完好，據此初步懷疑驅動端軸承存在異常。

經解體檢查發現風機有以下異常：

1）軸承潤滑脂發黑

風機驅動端軸承潤滑脂已變質（見圖1），非驅動端潤滑脂完好。

2）軸承內部組件磨損

靠葉輪側軸承保持架明顯發黑（見圖2），且該保持架局部有輕微裂痕（見圖3），與滾動體接觸面有明顯劃痕，驅動端軸承靠葉輪側滾動體發黑并有明顯劃痕。

3）軸承內外圈磨損嚴重

軸承外圈靠葉輪側發黑且有明顯劃痕（見圖4），內圈靠葉輪側發黑（見圖5），其他部位無異常。

由此可以看出，軸承滾動體和保持架受損，導致對滾動體支撐變形，使滾動體定位偏差（見示意圖6），當軸承高速旋轉時，滾動體離開設計位置，導致摩擦加大，軸承內、外圈磨損嚴重，溫度上升。

1.4 原因分析

根據現場解體檢查情況，確認風機故障起因于保持架受損，驅動端軸承滾動體與軸承內外圈摩擦嚴重，摩擦導致軸承溫度升高、接觸面發黑、潤滑脂變質。

以下軸承拆裝情況進行模擬：

故障風機驅動端軸承型號是SKF 22313E，為圓柱孔球面滾子軸承，不可調游隙，屬較大型的軸承，需要進行熱裝，軸承與軸過盈配合，安裝后與軸抱箍較緊，拆卸困難。軸承座為整體式不可剖分，在安裝軸承時，需先將軸承座套在軸上，留出足夠的空間以便安裝軸承，再將軸承加熱后套軸肩位置，待軸承冷卻后，將軸承座壓倒軸承外圈上。故障風機主軸由于設計不合理導致軸肩長度略短，軸承座預留空間不足。實際安裝時，加熱后的軸承沒有碰到軸肩就被軸承座擋住，此時用軸承端蓋將軸承座壓到軸承外圈上，最后用銅棒敲擊軸承內圈將軸承及軸承座安裝到軸肩位置。安裝好后，軸承內部組件無法進行檢查。在敲擊軸承內圈使軸承組件到位的過程中，葉輪側滾珠將部分軸向力傳遞到保持架，產生變形和微裂紋。同時，此結構形式在拆卸軸承時，由于驅動端軸向內有凸臺，軸承座無法移位，無法架設三爪式拉碼，軸承座與軸承一體采用盤式拉碼器受力不均拉拔無效果，必須采用破壞性切割方式。

風機驅動端主軸結構形式及安裝示意圖詳見圖7、圖8。

根據現場實際情況，排除備件、環境的問題，維修人員總結本次1DVC003ZV軸承溫度高故障發生最有可能的原因為：由于風機軸設計不合理，導致安裝困難；驅動端軸承安裝時，不規范的敲擊導致保持架變形和損傷，使軸承滾動體偏離原設計軌道高速旋轉，滾動體與內外圈摩擦產生大量熱量，造成了軸承溫度高的缺陷。

1.5 解決措施

對主軸凸臺處進行切削，以使軸承可以在主軸上熱裝到位，而不受軸承座的阻礙，避免敲擊軸承。

2 結束語

本文通過對某風機運行中出現的軸承損壞故障進行分析，找到了故障的根本原因并成功解決了問題。在風機設計及檢修中應熟悉設備結構及檢修工藝，避免因設備自身結構問題增加檢修難度，本文的工程經驗有利于提高設計及檢修人員的實操水平，避免產生類似缺陷。

【參考文獻】

[1]軸承綜合型錄[Z].SKF公司.

[2]現代機械設計實用手冊[M].機械工業出版社.

[責任編輯：田吉捷]