旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理

旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理王博海南省三亚技师学院 海南省 572000摘要：旋转机械中轴承的振动和发热是机械运行中常见的故障，火力发电厂的旋转机械很多，如果不能有效控制和预防重要附属转动机械设备的振动和轴承发热，将会给火力发电厂的经济安全运行带来重大隐患。文中通过实例探讨了旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理，以供参考。关键词：旋转机械轴承 振动 发热 原因分析 处理前言旋转机械（特别是高速旋转机械）在运行过程中影响因素较多，比如：设备制造质量、使用正确与否、装配质量、润滑等。故障发生时，往往最直接的体现就是旋转机械设备振动发生了异常变化。某公司两台110M W机组各配两台Y473N o.28F（右旋45/135）型引风机，叶轮回转体（机械侧）用滚动轴承支撑并承载转动，轴承润滑采用浸油润滑方式，冷却采用油室加设环绕冷却水的方式。由于运行中出现过多次因机械振动和滚动轴承发热迫使引风机停运、机组减负荷运行的故障，给企业造成了很大的损失。其中，2#炉甲侧引风机自投运以来机械部分振动一直在0.100.120m m，推力轴承温度在6065徘徊，振动值和轴承温度值基本在规定值（振动不大于0.12m m；滚动轴承温度不高于75的上限位运行，这种运行趋势在2001年3月开始发生变化，振动值最大达到0.27m m，推力侧滚动轴承最高温度达75，两值均超过了规定值，引风机被迫退出运行进行，故障分析和处理。一、轴承振动及发热的原因分析1、现场检测数据（1）振动数值如下表所示。（2）轴承解体后的现状 承力轴承解体检查无缺陷，弹子间隙0.240.26m m，顶部间隙0.15m m，膨胀间隙29m m，油质完好；推力轴承解体后发现三个滚子起皮，轴承内跑道麻坑连片，最深处达0.3m m，外跑道无缺陷，靠推力面有摩擦痕迹，推力间隙0.25m m，顶部间隙0.16m m，弹子间隙0.300.32m m，润滑油内有大量铜末，弹架磨损痕迹明显；推承力侧滚动轴承冷却水检查均完好。（3） 转子检查 主轴各部同心度误差小于0.02m m，无裂纹和变形；叶轮无磨损，护板根部有裂纹，叶片入口有砂眼（最大砂眼直径3.5 mm），轮毂螺栓无松动和断裂现象；集流器完好，径向间隙在58mm之间，插入深度25mm；叶轮飘偏最大值2mm。（4）风道检查 入口挡板活动灵活，无卡涩，入口无积灰和杂物；出口风道畅通，无积灰和杂物；出入口风道无漏风，支架完好。（5）基础和环境检查 基础台面与基建时预留的标尺对照无明显变化；周围无深层掏挖和施工。2、振动原因分析（1）2#炉甲侧引风机属双头支撑离心式风机，引起振动的原因有以下几方面：a转子不平衡、不同心或主轴弯曲，水平超标。b轴承损坏或顶部间隙超标。c基础松动或生根断裂。d轮毂松动或多个固定螺栓断裂。e风道堵塞。f介质变化大。g叶轮飘偏或晃动。（2）主要原因确定 旋转设备的振动原因大多是众多因素的叠加所致，在众多因素中首先确定主要因素，然后确定振源进行处理，轴向振动一般不会持续存在，只是瞬时现象，在技术数据上只是参考。该风机从现场调查的技术资料分析，轴向推力、基础、叶轮飘偏、风道堵塞及轮毂松动等因素不是主因，而转子不平衡或者两轴承不同心及水平超标是主要因素，对照现场调查的两轴承振动数值：径向水平（0.240.27m m）轴向（0.11m m）径向垂直（0.08m m），且推力振幅大于支承力，可以确定平衡破坏。从轴承解体后的检查来分析，转子的水平和同心度（轴承安装导致）误差较大也是引起振动的主要因素。二、振动处理1、处理方案（1）首先是转子静平衡校正，然后进行动平衡校正。（2）转子水平检测。（3）转子同心度检测。（4）对有缺陷或间隙不符合标准的轴承进行更换。2、方案落实（1）静平衡校正时叶轮等分16点进行，配重1215k g，同时在出口风道上加装堵板，动平衡校正采用三点法，拖挂重量1350g, 不平衡重量计算出后点焊位置误差的圆心角不超过2。（2）叶片逐个敲击听声检查，重点是入口有砂眼的叶片，声音沉闷的叶片打孔吹灰，然后封孔并将各叶片入口的砂眼打磨焊补。（3）叶片根部护板做探伤检查，裂纹处挖至根部后进行补焊，如护板有深裂纹，必须切开护板检查叶片根部。（4）推承力轴承安装到位后上盖不扣，两侧各加轴向和径向百分表测同心度和水平，同时配用水平仪以确保准确度。3、方案实施后的检查及试运行效果（1）八只叶片根部护板有裂纹，打磨后补焊，三只叶片内吹出炉灰。（2）静平衡不平衡重量736g，动平衡不平衡重量1590g 。（3）两轴承同心度调整，误差0.03m m，推力轴承底部加垫2.4m m，水平调整后考虑到平衡轴向推力，推力轴承比承力轴承高0.08mm。（4）两侧轴承安装间隙均在0.020.03m m，推力轴承游隙0.250.28m m，推力间隙0.28m m，顶部间隙0.16m m，承力轴承游隙0.210.25m m，顶部间隙0.18mm，膨胀间隙29mm。（5）试运最大振幅为0.05m m（在最大振幅0.12m m内）。（6）推力轴承温度36左右，承力轴承温度32（在允许的75度范围内）。（7）检修后监视观察一周运行良好，交运行管理部门。结束语通过上面的分析，本案例中引风机属于典型的机械振动叠加振源，造成的原因是叶轮磨损后焊接气孔（砂眼）进灰，导致平衡破坏引起振动并伴随发热。可以得出以下结论：振动随着设备运行时间的延续可能随时产生，只能通过检查维护，发现问题及时采取相应措施阻止其发展和减少不良后果。而轴承发热只要在确保润滑油质量合格、油量适宜、轴承各部间隙符合标准的情况下很少发生。参考文献1 陈冰鸣. 滚动轴承振动与噪声分析J. 中国高新技术企业. 2010(16) 2 冯华林,李广娟,李文,刘