高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障原因分析及預(yù)防措施

張清慧

（福建省三鋼（集團(tuán)）有限責(zé)任公司動(dòng)力能源公司 福建省三明市 365000）

1 前言

高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承是機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分和靜止部分之間的過(guò)渡，它的壽命直接影響機(jī)組檢修周期的長(zhǎng)短。軸承不能安全工作，就會(huì)威脅到整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行。一付滑動(dòng)軸承如果使用得當(dāng)，最少可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)三年以上，有的機(jī)組使用十年也未更換過(guò)軸承。如果使用不當(dāng)，一個(gè)月內(nèi)連續(xù)損壞幾付軸承也是可能的，這種情況在有些機(jī)組上發(fā)生過(guò)。滑動(dòng)軸承最理想的情況是在液體摩擦的條件下工作，因?yàn)榇藭r(shí)軸與軸承的工作表面間為潤(rùn)滑油層所隔開(kāi)，使軸與軸承的工作表面幾乎沒(méi)有磨損，因此，滑動(dòng)軸承理想的工作期限，應(yīng)該是十分長(zhǎng)久的。但由于機(jī)器在工作過(guò)程中，經(jīng)常需要啟動(dòng)和停止，使速度發(fā)生變化，機(jī)器在安裝檢修過(guò)程中一些細(xì)節(jié)問(wèn)題處理不當(dāng)，此外機(jī)器在工作過(guò)程中還會(huì)發(fā)生振動(dòng)、載荷變化以及潤(rùn)滑不良等情況，這些都將破壞液體磨擦條件而引起軸承磨損，造成軸承故障。如果了解高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障原因，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，那么，消除軸承故障，延長(zhǎng)軸承使用壽命，確保高爐鼓風(fēng)機(jī)組安全連續(xù)運(yùn)行是完全可以做到的。

2 高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障原因分析

滑動(dòng)軸承能否正常工作，除了決定于它們的制造、安裝和檢修等質(zhì)量是否合乎要求外，還決定于機(jī)組工作情況的變化和供油設(shè)備能否良好地供油，具體地說(shuō)，即：在制造、安裝、檢修等方面，主要應(yīng)注意烏金的澆鑄質(zhì)量必須合格，烏金不應(yīng)有脫落、裂紋、砂跟等缺陷，烏金中不能有鐵屑、砂粒；軸承安裝間隙和緊力等應(yīng)符合要求，軸瓦修刮正確，機(jī)組中心保持正確。運(yùn)行方面應(yīng)注意的主要是：監(jiān)視軸瓦溫度、潤(rùn)滑油溫度以及供油設(shè)備的工作是否正常，軸承的振動(dòng)是否過(guò)大和有無(wú)異音等。滑動(dòng)軸承在運(yùn)行中可能發(fā)生的故障分析如下：

（1）潤(rùn)滑油量不足或中斷，這將會(huì)引起軸承油溫升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軸瓦烏金的熔化。其主要起因是：主油泵損壞（內(nèi)部間隙變化，發(fā)生嚴(yán)重磨損）；帶動(dòng)主油泵的傳動(dòng)部分損壞；各軸承的進(jìn)油管路及連接法蘭漏油或破裂，油管路堵塞；油箱中油位過(guò)低，使主油泵吸油量不足或吸不上油來(lái)。

（2）潤(rùn)滑油不清潔，油內(nèi)有砂粒、雜質(zhì)，帶入軸瓦后使油膜破壞。這時(shí)軸瓦和潤(rùn)滑油的溫度升高，甚至可能造成軸瓦烏金熔化。

（3）軸承振動(dòng)過(guò)大，引起烏金脫落和裂紋，破壞油膜。

（4）冷油器冷卻水中斷，進(jìn)入軸承的油溫過(guò)高，油的粘度下降很多，而且軸頸的熱量不能被帶走，在軸瓦內(nèi)不能形成油膜。

（5）潤(rùn)滑油中有水，使軸承中油膜破壞。潤(rùn)滑油中水的主要來(lái)源是：汽輪機(jī)軸封漏汽，軸端軸封間隙過(guò)大，漏汽竄入軸承中。流經(jīng)冷油器的冷卻水壓力如大于油壓，則當(dāng)換熱管泄漏時(shí)，冷卻水將漏入油中。

（6）在運(yùn)行時(shí)由于軸承外殼的過(guò)度熱變形，造成轉(zhuǎn)子軸頸與軸瓦的接觸面受力不均勻，致使軸瓦沿長(zhǎng)度方向不能全面地與軸頸接觸，結(jié)果引起烏金部分磨損和軸承發(fā)熱。這種情況在圓筒形軸瓦上較容易出現(xiàn)。

3 高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障預(yù)防措施

根據(jù)以上分析，高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障原因有可能是制造原因，有可能是安裝檢修原因，也有可能是運(yùn)行原因。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在制造技術(shù)很成熟，出廠也有嚴(yán)格把關(guān)，制造質(zhì)量問(wèn)題很少見(jiàn)，高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承故障主要是安裝檢修方面一些細(xì)節(jié)的問(wèn)題處理不好和運(yùn)行操作不當(dāng)造成的，因此，預(yù)防高爐鼓風(fēng)機(jī)組滑動(dòng)軸承發(fā)生故障主要從安裝檢修和運(yùn)行操作二方面入手。

3.1 安裝檢修方面預(yù)防措施

根據(jù)實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，高爐鼓風(fēng)機(jī)組安裝檢修過(guò)程中，軸瓦修刮不當(dāng)和機(jī)組找中心不當(dāng)是軸承出現(xiàn)故障的主要原因，因此，正確修刮軸瓦和正確找機(jī)組中心是預(yù)防高爐鼓風(fēng)機(jī)滑動(dòng)軸承故障的關(guān)鍵。

3.1.1 正確修刮軸瓦

根據(jù)高速滑動(dòng)軸承的工作原理，修刮軸瓦時(shí)最主要的是要想辦法保證軸瓦的形狀、尺寸與光潔度。軸瓦的形狀，對(duì)圓柱形軸承，其正確的形狀是一個(gè)完整的圓形，圓柱形軸瓦的直徑應(yīng)略大于工作軸的直徑，這樣就保證了正確的楔形間隙的形成。對(duì)橢圓形軸承，其上半與下半也是圓形的，半徑也相等，只不過(guò)上下兩半是不同心的，軸瓦的半徑比工作軸頸的半徑大一些。橢圓軸承的楔形收縮度比圓柱軸承要大一些。無(wú)論對(duì)圓柱軸承還是橢圓軸承，軸瓦表面光潔度都要求越高越好。

手工修刮的軸承需要使用一個(gè)假軸（或稱(chēng)測(cè)量軸），這個(gè)假軸的直徑大于工作軸頸的直徑，也就是說(shuō)，假軸的直徑等于工作軸的直徑加上預(yù)期得到的油楔間隙。修刮軸瓦時(shí)使之與假軸相配，刮出的軸瓦要保證是圓形的，軸瓦與工作軸頸之間要有直徑差，要有預(yù)期的楔形間隙，并且工作軸頸與軸瓦下部應(yīng)是線接觸的。由于修刮加工誤差與變形，實(shí)際接觸是一條窄面，這條沿軸向的窄面一般不應(yīng)超過(guò)10mm，按假軸修刮的每一半軸瓦，都應(yīng)與假軸相配。修刮光潔度越高越有利于油膜的形成。尤其是軸瓦下半60～70°部位，一般是建立油膜產(chǎn)生油壓的區(qū)域，因此必須十分光潔，在此范圍內(nèi)不允許開(kāi)油孔油槽，不允許有氣孔、砂眼等缺陷，更不允許刮凹坑存油。圖紙上注明“軸承接觸角為60～70°”，說(shuō)明此范圍是油膜壓力區(qū)，必須十分注意，并不是說(shuō)要把這個(gè)范圍刮成與工作軸頸相配。假軸的尺寸怎樣決定呢?其直徑要比工作軸頸大多少呢?這是根據(jù)預(yù)期要得到的楔形間隙大小來(lái)決定的。對(duì)圓柱軸承來(lái)說(shuō)，假軸的直徑應(yīng)等于工作軸頸的直徑加上頂部間隙。

3.1.2 正確找機(jī)組中心

根據(jù)實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，機(jī)組找中心的方法不正確，找出來(lái)的機(jī)組中心誤差太大，或者是冷態(tài)找得可以，但熱態(tài)時(shí)中心走動(dòng)太大，這樣會(huì)造成機(jī)組振動(dòng)大，軸承磨損厲害、噪音大，運(yùn)行不穩(wěn)定，同時(shí)也額外增加了軸承的負(fù)荷，容易發(fā)生軸承故障。冷態(tài)時(shí)找中心誤差大，主要有兩方面的原因：①不夠仔細(xì)；②找中心工具系統(tǒng)本身誤差大。正確找機(jī)組中心，主要應(yīng)做到以下點(diǎn)：

（1）確認(rèn)找中心的工具系統(tǒng)是否可靠。把百分表搭到自身的軸上去，檢查百分表在最上面一點(diǎn)，表面向上的時(shí)候，與軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°表在最下面一點(diǎn)，表面向下時(shí)，讀數(shù)是否有變化，這樣可以判定找中心工具系統(tǒng)是否有問(wèn)題。

（2）找中心時(shí)，二根軸要做定位標(biāo)記，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)以消除零件加工誤差。

（3）找中心時(shí)，最少要找上、下、左、右四點(diǎn)。外圓任何直徑上的二個(gè)數(shù)字相加都應(yīng)是一個(gè)常數(shù)，因此，校驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，無(wú)論中心實(shí)際偏差多大，上下數(shù)字相加與左右數(shù)字相加二個(gè)數(shù)字應(yīng)該是相等的；找端面開(kāi)口時(shí)，如能使二根軸的軸向位置相對(duì)不移動(dòng)，那么找出的端面開(kāi)口數(shù)據(jù)也應(yīng)該是上下數(shù)字相加與左右數(shù)字相加二個(gè)數(shù)字相等，而不論實(shí)際開(kāi)口有多大。

（4）找中心應(yīng)該連續(xù)找三次?？梢皂槙r(shí)針找一次，逆時(shí)針找一次，把找中心工具相對(duì)移動(dòng)180°再找一次，幾次找中心的結(jié)果應(yīng)該是相同的。

（5）找中心時(shí)，應(yīng)根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)，考慮機(jī)組熱態(tài)變形問(wèn)題，冷態(tài)找中心時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償。

3.2 運(yùn)行操作方面預(yù)防措施

（1）運(yùn)行中不斷地監(jiān)視供油設(shè)備（主油泵、輔助油泵、冷油器、減壓閥、溢流閥、油箱、注油器等）的工作情況是否正常。這些設(shè)備的工作情況，主要是根據(jù)進(jìn)油油壓和油溫來(lái)判斷的，如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即采取相應(yīng)的處理蠟施。

（2）不斷地監(jiān)視軸承溫度，如發(fā)現(xiàn)軸承溫度變化，必須查明原因并予以消除。推力軸承的溫度更應(yīng)重視，其溫度即使有少許的上升也有可能是烏金發(fā)生了嚴(yán)重的磨損，有時(shí)甚至推力軸承溫度只上升1～2℃，烏金就已經(jīng)磨損得很多了，若溫度上升8～15℃，則不僅烏金已經(jīng)熔化，而推力瓦片本身也已磨損得非常厲害了。

（3）定時(shí)觀測(cè)軸承的振動(dòng)值和轉(zhuǎn)子的軸向位移，并注意汽輪機(jī)各監(jiān)視段的壓力變化情況，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)立即進(jìn)行分析，查明原因，果斷處理。

（4）嚴(yán)密監(jiān)視鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況，決不允許鼓風(fēng)機(jī)在不穩(wěn)定工況下運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

高爐鼓風(fēng)機(jī)組是高爐冶煉系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一，如果發(fā)生事故，造成的直接損失和間接損都將是巨大的。采取相應(yīng)的防范措施，滑動(dòng)軸承的故障是可以避免的，安裝、檢修、維護(hù)、操作得當(dāng)，滑動(dòng)軸承是可以長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的。