低速柴油機高轉速離心式鼓風機軸承過熱分析及改進措施

談金弘 祁銳 薛宇

摘 要：高轉速離心式鼓風機在以前試車和船東實際使用過程中，有過風機軸承座溫度過高情況，甚至發生過若干次軸承燒毀事故，嚴重影響鼓風機的安全運行，該文通過對該情況的分析，提出可能的原因并提出改進方案和注意事項，大大減少了軸承過熱損壞故障的發生，有效地提高了產品質量。

關鍵詞：輔助鼓風機;軸承;過熱;措施

1 前言

傳統的低速柴油機輔助鼓風機在掃氣箱兩端各布置一臺，由電機直接帶動葉輪。MAN 公司新設計的高轉速離心式鼓風機為聯體型式帶輪轉動，此機型體積小、重量輕、安裝方便。

CFG406（圖1）為我所自行設計生產的輔助鼓風機，該鼓風機特點是：體積小、轉速高、重量輕、結構簡單、安裝方便等。由于該型式鼓風機轉速高達到4400r/min，在以前試驗和配機使用過程中，曾發現鼓風機軸承座溫度過高的現象，甚至發生過若干次因軸承溫度過高而咬死，嚴重影響鼓風機的正常運轉，表1是試驗室測得的某臺風機軸承座前后軸承端外表面溫度。此臺CFG406輔助鼓風機運行30min時平均溫度已達到80℃，且隨輔助鼓風機運轉時間的延長，溫度有進一步升高的趨勢，超出《二沖程低速柴油機 離心式輔助鼓風機》企業標準5.12的“軸承溫度不應高于80℃”的規定。

2 鼓風機運行軸承溫度過高診斷分析

鼓風機在運轉期間，軸承溫度偏高，將嚴重影響鼓風機的正常工作，直接影響到柴油機的正常工作。因此，該現象不可小視，必須予以解決，確保軸承在正常溫度環境下工作，從而才能使鼔風機長期正常工作。經初步分析，造成軸承溫度升高的原因較多，但起主導作用的有以下四個方面：

2.1 潤滑脂

為使滾動軸承在正常狀態下，長期工作，選用與軸承型號及工作性能相適應的潤滑脂和潤滑方式，尤為重要。滾動軸承運轉時，潤滑脂不僅潤滑軸承，減少磨擦阻力，提高軸承效率;還具有冷卻軸承，抑制軸承在運轉中因溫度升高，而引起游隙減小，阻礙軸承的正常工作。

在設計CFG406鼓風機過程中，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速下正常運轉，為此采用精度較高的SKF軸承，但使用中卻忽視了潤滑脂質量（即潤滑脂品牌）的正確選用，因此，鼓風機運轉后，隨著負載的加大，軸承溫度上升較快。

2.2 葉輪動平衡

工作葉輪動平衡精度的高低，不僅會影響鼓風機性能。葉輪不平衡也會直接導致葉輪連接軸旋轉時，工作不平穩，加劇軸承的負荷，也易促使滾動軸承溫度的升高。

2.3 皮帶輪加工、裝配情況

這個問題初看好像與軸承溫度的升高關系不大，但皮帶輪槽側面和底部粗糙度不好，帶輪的六個槽尺寸和角度不一，則造成載荷分布不均勻，導致皮帶受力不均，皮帶與帶輪之間打滑，帶輪溫度急劇增高，傳導至鼓風機后端軸承。另外由于皮帶負載不勻而造成軸承工作不穩，也會造成軸承溫度升高。

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。但通過拆查幾套軸承溫度偏高的鼓風機，發現軸承配合間隙過小，從而使軸承工作游隙減小。當鼓風機正常工作時隨著負載的增大軸承溫度的升高，軸承游隙隨至減小，嚴重影響軸承的正常運轉，嚴重時也會發生軸承咬死。

3 改進措施

針對上述分析，對存在的問題，分別采取相應的改進措施：①采用與SKF軸承相匹配的潤滑脂提供使用，對用量及補充周期作了明確的規定;②提高工作葉輪動平衡精度，校驗中嚴格按照規范操作達到G6.3平衡等級;③對軸與軸承座的成品，嚴格檢驗其相關尺寸確保尺寸不超差，并符合裝配要求;④嚴格控制皮帶輪構槽的尺寸及表面精度，在裝配過程中按“裝配技術條件”的要求仔細調整，精心安裝;⑤相關生產、檢驗人員從以上幾個方面著手進行質量全程控制。從采取有效的改進措施后，所交付的聯體式鼓風機，運行中軸承溫度均在規定要求的范圍內。表2為改進方案實施后實測該臺輔助鼓風機前后端軸承溫度。此臺CFG406輔助鼓風機運行30min時溫度基本穩定在61℃左右，并且繼續運行溫度無明顯升高趨勢，滿足企業標準和試驗規范要求，也在該軸承的許可工作溫度范圍內。

4 結語

從表1和表2軸承溫度數值，可看出經改進后，輔助鼓風機前后軸承端溫度有明顯的下降。表1的試驗數據顯示運行30min時溫度已經超過80℃，并且有上升趨勢;表表2的試驗數據顯示運行30min時溫度基本穩定在61℃左右，無明顯上升趨勢。由此可見，我們對于軸承溫度過高的原因分析是基本正確的，采取的改進措施是有效的。在生產及裝配過程中，嚴格按全面質量體系的要求，精心加工、認真安裝，是完全可以避免軸承過熱損壞故障發生，從而提高鼓風機的質量，減少售后服務的次數，大大降低了生產成本。

通過一線生產、檢驗人員對于故障的分析與總結，為我們在鼓風機的設計和質量改進方面提供了極其寶貴的資料，為制訂技術文件和生產規范提供依據，使鼓風機產品質量躍上了一個新的臺階，贏得客戶的信任，為我所實現“打造精品，做強主業”的經營理念做一份貢獻。

參考文獻：

[1]姜勇國.通風機軸承過熱問題的分析與技術措施[J].煤炭技術，2008（6）.

[2]曲思民、李硯婷等.風機軸承過熱原因分析[J].山東冶金，2000（6）.