今天为大家介绍一下旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理。

    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110MW机组各配两台Y4—73No.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0.10～0.120mm，推力轴承温度在60～65℃徘徊，振动值和轴承温度值基本在规定值（振动不大于0.12mm；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0.27mm，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。

轴承振动值表

    （2）轴承解体后的现状承力轴承解体检查无缺陷，弹子间隙0.24～0.26mm，顶部间隙0.15mm，膨胀间隙29mm，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0.3mm，外跑道无缺陷，靠推力面有摩擦痕迹，推力间隙0.25mm，顶部间隙0.16mm，弹子间隙0.30～0.32mm，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0.02mm，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3.5mm），轮毂螺栓无松动和断裂现象；集流器完好，径向间隙在5～8mm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（0.24～0.27mm）＞轴向（0.11mm）＞径向垂直（0.08mm），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12～15kg，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0.03mm，推力轴承底部加垫2.4mm，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0.02～0.03mm，推力轴承游隙0.25～0.28mm，推力间隙0.28mm，顶部间隙0.16mm，承力轴承游隙0.21～0.25mm，顶部间隙0.18mm，膨胀间隙29mm。

    （5）试运最大振幅为0.05mm（在最大振幅0.12mm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。

    三、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。