风机轴承故障的案例分析及解决

李文越　毛海谊

【摘 要】正确的安装和维护轴承可以最大程度的发挥其作用，保证风机的正常运转。本文以国内某电厂风机运转中发生的轴承损坏故障为案例，通过对故障的原因分析找到解决方案，旨在为后续的风机设计及维护中提供借鉴。

【关键词】轴承；故障；保持架；滚动体

0 前言

电厂有大量的厂房房间和机器设备，为了满足设备运转和人员操作时需要的温度、湿度以及换气量等要求，维持设备的正常运转，电厂通风系统提供了正常运转时和停产维护时厂房必须的环境条件。电厂通风系统的关键设备是风机，为通风系统提供动力；风机轴承用以支撑风机轴和轴上零件，是风机的主要部件，堪称风机设备的心脏，所以轴承部件正确的维护和安装，使其最大程度的发挥作用，可以保证厂房内通风系统安全有效的运行，使厂房设备正常运转，满足生产任务。

本文以国内某电厂在风机运转中发生的由于设计及安装不当造成的轴承损坏事件为案例，旨在为后续的风机设计及维护中提供借鉴。

1 缺陷处理经过及分析

1.1 缺陷描述

2015年7月5日七时左右，巡检人员闻到焦糊味，现场检查某系统风机驱动端探头显示100度，超出环境温度70度，立即停运风机，现场核实故障风机驱动端轴承润滑脂已变质。

1.2 缺陷描述事件后果

直接后果：设备损坏，风机不可用。

潜在后果：该通风系统可用性降级，影响厂房设备安全运行。

1.3 处理过程

维修人员对风机振动及温度曲线进行检查，发现风机驱动端轴承温度监测曲线异常，在2015年7月5日凌晨01：30左右有一次温升，最高升到83度，后又下降到35度左右；7月5日07：00驱动端轴承温度再次上升，最高达到100度。随后对风机进行解体检查，打开驱动端轴承端盖，发现轴承润滑脂已变质，打开非驱动端轴承端盖检查轴承润滑脂完好，据此初步怀疑驱动端轴承存在异常。

经解体检查发现风机有以下异常：

1）轴承润滑脂发黑

风机驱动端轴承润滑脂已变质（见图1），非驱动端润滑脂完好。

2）轴承内部组件磨损

靠叶轮侧轴承保持架明显发黑（见图2），且该保持架局部有轻微裂痕（见图3），与滚动体接触面有明显划痕，驱动端轴承靠叶轮侧滚动体发黑并有明显划痕。

3）轴承内外圈磨损严重

轴承外圈靠叶轮侧发黑且有明显划痕（见图4），内圈靠叶轮侧发黑（见图5），其他部位无异常。

由此可以看出，轴承滚动体和保持架受损，导致对滚动体支撑变形，使滚动体定位偏差（见示意图6），当轴承高速旋转时，滚动体离开设计位置，导致摩擦加大，轴承内、外圈磨损严重，温度上升。

1.4 原因分析

根据现场解体检查情况，确认风机故障起因于保持架受损，驱动端轴承滚动体与轴承内外圈摩擦严重，摩擦导致轴承温度升高、接触面发黑、润滑脂变质。

以下轴承拆装情况进行模拟：

故障风机驱动端轴承型号是SKF 22313E，为圆柱孔球面滚子轴承，不可调游隙，属较大型的轴承，需要进行热装，轴承与轴过盈配合，安装后与轴抱箍较紧，拆卸困难。轴承座为整体式不可剖分，在安装轴承時，需先将轴承座套在轴上，留出足够的空间以便安装轴承，再将轴承加热后套轴肩位置，待轴承冷却后，将轴承座压倒轴承外圈上。故障风机主轴由于设计不合理导致轴肩长度略短，轴承座预留空间不足。实际安装时，加热后的轴承没有碰到轴肩就被轴承座挡住，此时用轴承端盖将轴承座压到轴承外圈上，最后用铜棒敲击轴承内圈将轴承及轴承座安装到轴肩位置。安装好后，轴承内部组件无法进行检查。在敲击轴承内圈使轴承组件到位的过程中，叶轮侧滚珠将部分轴向力传递到保持架，产生变形和微裂纹。同时，此结构形式在拆卸轴承时，由于驱动端轴向内有凸台，轴承座无法移位，无法架设三爪式拉码，轴承座与轴承一体采用盘式拉码器受力不均拉拔无效果，必须采用破坏性切割方式。

风机驱动端主轴结构形式及安装示意图详见图7、图8。

根据现场实际情况，排除备件、环境的问题，维修人员总结本次1DVC003ZV轴承温度高故障发生最有可能的原因为：由于风机轴设计不合理，导致安装困难；驱动端轴承安装时，不规范的敲击导致保持架变形和损伤，使轴承滚动体偏离原设计轨道高速旋转，滚动体与内外圈摩擦产生大量热量，造成了轴承温度高的缺陷。

1.5 解决措施

对主轴凸台处进行切削，以使轴承可以在主轴上热装到位，而不受轴承座的阻碍，避免敲击轴承。

2 结束语

本文通过对某风机运行中出现的轴承损坏故障进行分析，找到了故障的根本原因并成功解决了问题。在风机设计及检修中应熟悉设备结构及检修工艺，避免因设备自身结构问题增加检修难度，本文的工程经验有利于提高设计及检修人员的实操水平，避免产生类似缺陷。

【参考文献】

[1]轴承综合型录[Z].SKF公司.

[2]现代机械设计实用手册[M].机械工业出版社.

[责任编辑：田吉捷]