低速柴油機(jī)高轉(zhuǎn)速離心式鼓風(fēng)機(jī)軸承過(guò)熱分析及改進(jìn)措施

談金弘 祁銳 薛宇

摘 要：高轉(zhuǎn)速離心式鼓風(fēng)機(jī)在以前試車(chē)和船東實(shí)際使用過(guò)程中，有過(guò)風(fēng)機(jī)軸承座溫度過(guò)高情況，甚至發(fā)生過(guò)若干次軸承燒毀事故，嚴(yán)重影響鼓風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行，該文通過(guò)對(duì)該情況的分析，提出可能的原因并提出改進(jìn)方案和注意事項(xiàng)，大大減少了軸承過(guò)熱損壞故障的發(fā)生，有效地提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：輔助鼓風(fēng)機(jī);軸承;過(guò)熱;措施

1 前言

傳統(tǒng)的低速柴油機(jī)輔助鼓風(fēng)機(jī)在掃氣箱兩端各布置一臺(tái)，由電機(jī)直接帶動(dòng)葉輪。MAN 公司新設(shè)計(jì)的高轉(zhuǎn)速離心式鼓風(fēng)機(jī)為聯(lián)體型式帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，此機(jī)型體積小、重量輕、安裝方便。

CFG406（圖1）為我所自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)的輔助鼓風(fēng)機(jī)，該鼓風(fēng)機(jī)特點(diǎn)是：體積小、轉(zhuǎn)速高、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等。由于該型式鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)到4400r/min，在以前試驗(yàn)和配機(jī)使用過(guò)程中，曾發(fā)現(xiàn)鼓風(fēng)機(jī)軸承座溫度過(guò)高的現(xiàn)象，甚至發(fā)生過(guò)若干次因軸承溫度過(guò)高而咬死，嚴(yán)重影響鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，表1是試驗(yàn)室測(cè)得的某臺(tái)風(fēng)機(jī)軸承座前后軸承端外表面溫度。此臺(tái)CFG406輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行30min時(shí)平均溫度已達(dá)到80℃，且隨輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)，溫度有進(jìn)一步升高的趨勢(shì)，超出《二沖程低速柴油機(jī) 離心式輔助鼓風(fēng)機(jī)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5.12的“軸承溫度不應(yīng)高于80℃”的規(guī)定。

2 鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行軸承溫度過(guò)高診斷分析

鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，軸承溫度偏高，將嚴(yán)重影響鼓風(fēng)機(jī)的正常工作，直接影響到柴油機(jī)的正常工作。因此，該現(xiàn)象不可小視，必須予以解決，確保軸承在正常溫度環(huán)境下工作，從而才能使鼔風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期正常工作。經(jīng)初步分析，造成軸承溫度升高的原因較多，但起主導(dǎo)作用的有以下四個(gè)方面：

2.1 潤(rùn)滑脂

為使?jié)L動(dòng)軸承在正常狀態(tài)下，長(zhǎng)期工作，選用與軸承型號(hào)及工作性能相適應(yīng)的潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑方式，尤為重要。滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑脂不僅潤(rùn)滑軸承，減少磨擦阻力，提高軸承效率;還具有冷卻軸承，抑制軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中因溫度升高，而引起游隙減小，阻礙軸承的正常工作。

在設(shè)計(jì)CFG406鼓風(fēng)機(jī)過(guò)程中，感到軸承的選用較為重要，軸承不僅是支撐工作葉輪，也是確保工作葉輪在高轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為此采用精度較高的SKF軸承，但使用中卻忽視了潤(rùn)滑脂質(zhì)量（即潤(rùn)滑脂品牌）的正確選用，因此，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，隨著負(fù)載的加大，軸承溫度上升較快。

2.2 葉輪動(dòng)平衡

工作葉輪動(dòng)平衡精度的高低，不僅會(huì)影響鼓風(fēng)機(jī)性能。葉輪不平衡也會(huì)直接導(dǎo)致葉輪連接軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作不平穩(wěn)，加劇軸承的負(fù)荷，也易促使?jié)L動(dòng)軸承溫度的升高。

2.3 皮帶輪加工、裝配情況

這個(gè)問(wèn)題初看好像與軸承溫度的升高關(guān)系不大，但皮帶輪槽側(cè)面和底部粗糙度不好，帶輪的六個(gè)槽尺寸和角度不一，則造成載荷分布不均勻，導(dǎo)致皮帶受力不均，皮帶與帶輪之間打滑，帶輪溫度急劇增高，傳導(dǎo)至鼓風(fēng)機(jī)后端軸承。另外由于皮帶負(fù)載不勻而造成軸承工作不穩(wěn)，也會(huì)造成軸承溫度升高。

2.4 軸承座、軸承和軸之間的相互配合間隙

軸承與軸承座和軸之間的合理的安裝尺寸，是保證滾動(dòng)軸承正常工作的首要條件，只有這樣才能保證軸承合理的工作游隙。但通過(guò)拆查幾套軸承溫度偏高的鼓風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)軸承配合間隙過(guò)小，從而使軸承工作游隙減小。當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)正常工作時(shí)隨著負(fù)載的增大軸承溫度的升高，軸承游隙隨至減小，嚴(yán)重影響軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)也會(huì)發(fā)生軸承咬死。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)上述分析，對(duì)存在的問(wèn)題，分別采取相應(yīng)的改進(jìn)措施：①采用與SKF軸承相匹配的潤(rùn)滑脂提供使用，對(duì)用量及補(bǔ)充周期作了明確的規(guī)定;②提高工作葉輪動(dòng)平衡精度，校驗(yàn)中嚴(yán)格按照規(guī)范操作達(dá)到G6.3平衡等級(jí);③對(duì)軸與軸承座的成品，嚴(yán)格檢驗(yàn)其相關(guān)尺寸確保尺寸不超差，并符合裝配要求;④?chē)?yán)格控制皮帶輪構(gòu)槽的尺寸及表面精度，在裝配過(guò)程中按“裝配技術(shù)條件”的要求仔細(xì)調(diào)整，精心安裝;⑤相關(guān)生產(chǎn)、檢驗(yàn)人員從以上幾個(gè)方面著手進(jìn)行質(zhì)量全程控制。從采取有效的改進(jìn)措施后，所交付的聯(lián)體式鼓風(fēng)機(jī)，運(yùn)行中軸承溫度均在規(guī)定要求的范圍內(nèi)。表2為改進(jìn)方案實(shí)施后實(shí)測(cè)該臺(tái)輔助鼓風(fēng)機(jī)前后端軸承溫度。此臺(tái)CFG406輔助鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行30min時(shí)溫度基本穩(wěn)定在61℃左右，并且繼續(xù)運(yùn)行溫度無(wú)明顯升高趨勢(shì)，滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)規(guī)范要求，也在該軸承的許可工作溫度范圍內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

從表1和表2軸承溫度數(shù)值，可看出經(jīng)改進(jìn)后，輔助鼓風(fēng)機(jī)前后軸承端溫度有明顯的下降。表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示運(yùn)行30min時(shí)溫度已經(jīng)超過(guò)80℃，并且有上升趨勢(shì);表表2的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示運(yùn)行30min時(shí)溫度基本穩(wěn)定在61℃左右，無(wú)明顯上升趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，我們對(duì)于軸承溫度過(guò)高的原因分析是基本正確的，采取的改進(jìn)措施是有效的。在生產(chǎn)及裝配過(guò)程中，嚴(yán)格按全面質(zhì)量體系的要求，精心加工、認(rèn)真安裝，是完全可以避免軸承過(guò)熱損壞故障發(fā)生，從而提高鼓風(fēng)機(jī)的質(zhì)量，減少售后服務(wù)的次數(shù)，大大降低了生產(chǎn)成本。

通過(guò)一線生產(chǎn)、檢驗(yàn)人員對(duì)于故障的分析與總結(jié)，為我們?cè)诠娘L(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)和質(zhì)量改進(jìn)方面提供了極其寶貴的資料，為制訂技術(shù)文件和生產(chǎn)規(guī)范提供依據(jù)，使鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量躍上了一個(gè)新的臺(tái)階，贏得客戶的信任，為我所實(shí)現(xiàn)“打造精品，做強(qiáng)主業(yè)”的經(jīng)營(yíng)理念做一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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