高炉鼓风机组滑动轴承故障原因分析及预防措施

张清慧

（福建省三钢（集团）有限责任公司动力能源公司 福建省三明市 365000）

1 前言

高炉鼓风机组滑动轴承是机组转动部分和静止部分之间的过渡，它的寿命直接影响机组检修周期的长短。轴承不能安全工作，就会威胁到整个机组的安全运行。一付滑动轴承如果使用得当，最少可以连续运转三年以上，有的机组使用十年也未更换过轴承。如果使用不当，一个月内连续损坏几付轴承也是可能的，这种情况在有些机组上发生过。滑动轴承最理想的情况是在液体摩擦的条件下工作，因为此时轴与轴承的工作表面间为润滑油层所隔开，使轴与轴承的工作表面几乎没有磨损，因此，滑动轴承理想的工作期限，应该是十分长久的。但由于机器在工作过程中，经常需要启动和停止，使速度发生变化，机器在安装检修过程中一些细节问题处理不当，此外机器在工作过程中还会发生振动、载荷变化以及润滑不良等情况，这些都将破坏液体磨擦条件而引起轴承磨损，造成轴承故障。如果了解高炉鼓风机组滑动轴承故障原因，采取相应的预防措施，那么，消除轴承故障，延长轴承使用寿命，确保高炉鼓风机组安全连续运行是完全可以做到的。

2 高炉鼓风机组滑动轴承故障原因分析

滑动轴承能否正常工作，除了决定于它们的制造、安装和检修等质量是否合乎要求外，还决定于机组工作情况的变化和供油设备能否良好地供油，具体地说，即：在制造、安装、检修等方面，主要应注意乌金的浇铸质量必须合格，乌金不应有脱落、裂纹、砂跟等缺陷，乌金中不能有铁屑、砂粒；轴承安装间隙和紧力等应符合要求，轴瓦修刮正确，机组中心保持正确。运行方面应注意的主要是：监视轴瓦温度、润滑油温度以及供油设备的工作是否正常，轴承的振动是否过大和有无异音等。滑动轴承在运行中可能发生的故障分析如下：

（1）润滑油量不足或中断，这将会引起轴承油温升高，严重时会造成轴瓦乌金的熔化。其主要起因是：主油泵损坏（内部间隙变化，发生严重磨损）；带动主油泵的传动部分损坏；各轴承的进油管路及连接法兰漏油或破裂，油管路堵塞；油箱中油位过低，使主油泵吸油量不足或吸不上油来。

（2）润滑油不清洁，油内有砂粒、杂质，带入轴瓦后使油膜破坏。这时轴瓦和润滑油的温度升高，甚至可能造成轴瓦乌金熔化。

（3）轴承振动过大，引起乌金脱落和裂纹，破坏油膜。

（4）冷油器冷却水中断，进入轴承的油温过高，油的粘度下降很多，而且轴颈的热量不能被带走，在轴瓦内不能形成油膜。

（5）润滑油中有水，使轴承中油膜破坏。润滑油中水的主要来源是：汽轮机轴封漏汽，轴端轴封间隙过大，漏汽窜入轴承中。流经冷油器的冷却水压力如大于油压，则当换热管泄漏时，冷却水将漏入油中。

（6）在运行时由于轴承外壳的过度热变形，造成转子轴颈与轴瓦的接触面受力不均匀，致使轴瓦沿长度方向不能全面地与轴颈接触，结果引起乌金部分磨损和轴承发热。这种情况在圆筒形轴瓦上较容易出现。

3 高炉鼓风机组滑动轴承故障预防措施

根据以上分析，高炉鼓风机组滑动轴承故障原因有可能是制造原因，有可能是安装检修原因，也有可能是运行原因。一般来说，现在制造技术很成熟，出厂也有严格把关，制造质量问题很少见，高炉鼓风机组滑动轴承故障主要是安装检修方面一些细节的问题处理不好和运行操作不当造成的，因此，预防高炉鼓风机组滑动轴承发生故障主要从安装检修和运行操作二方面入手。

3.1 安装检修方面预防措施

根据实际情况发现，高炉鼓风机组安装检修过程中，轴瓦修刮不当和机组找中心不当是轴承出现故障的主要原因，因此，正确修刮轴瓦和正确找机组中心是预防高炉鼓风机滑动轴承故障的关键。

3.1.1 正确修刮轴瓦

根据高速滑动轴承的工作原理，修刮轴瓦时最主要的是要想办法保证轴瓦的形状、尺寸与光洁度。轴瓦的形状，对圆柱形轴承，其正确的形状是一个完整的圆形，圆柱形轴瓦的直径应略大于工作轴的直径，这样就保证了正确的楔形间隙的形成。对椭圆形轴承，其上半与下半也是圆形的，半径也相等，只不过上下两半是不同心的，轴瓦的半径比工作轴颈的半径大一些。椭圆轴承的楔形收缩度比圆柱轴承要大一些。无论对圆柱轴承还是椭圆轴承，轴瓦表面光洁度都要求越高越好。

手工修刮的轴承需要使用一个假轴（或称测量轴），这个假轴的直径大于工作轴颈的直径，也就是说，假轴的直径等于工作轴的直径加上预期得到的油楔间隙。修刮轴瓦时使之与假轴相配，刮出的轴瓦要保证是圆形的，轴瓦与工作轴颈之间要有直径差，要有预期的楔形间隙，并且工作轴颈与轴瓦下部应是线接触的。由于修刮加工误差与变形，实际接触是一条窄面，这条沿轴向的窄面一般不应超过10mm，按假轴修刮的每一半轴瓦，都应与假轴相配。修刮光洁度越高越有利于油膜的形成。尤其是轴瓦下半60～70°部位，一般是建立油膜产生油压的区域，因此必须十分光洁，在此范围内不允许开油孔油槽，不允许有气孔、砂眼等缺陷，更不允许刮凹坑存油。图纸上注明“轴承接触角为60～70°”，说明此范围是油膜压力区，必须十分注意，并不是说要把这个范围刮成与工作轴颈相配。假轴的尺寸怎样决定呢?其直径要比工作轴颈大多少呢?这是根据预期要得到的楔形间隙大小来决定的。对圆柱轴承来说，假轴的直径应等于工作轴颈的直径加上顶部间隙。

3.1.2 正确找机组中心

根据实际情况发现，机组找中心的方法不正确，找出来的机组中心误差太大，或者是冷态找得可以，但热态时中心走动太大，这样会造成机组振动大，轴承磨损厉害、噪音大，运行不稳定，同时也额外增加了轴承的负荷，容易发生轴承故障。冷态时找中心误差大，主要有两方面的原因：①不够仔细；②找中心工具系统本身误差大。正确找机组中心，主要应做到以下点：

（1）确认找中心的工具系统是否可靠。把百分表搭到自身的轴上去，检查百分表在最上面一点，表面向上的时候，与轴转动180°表在最下面一点，表面向下时，读数是否有变化，这样可以判定找中心工具系统是否有问题。

（2）找中心时，二根轴要做定位标记，同时转动以消除零件加工误差。

（3）找中心时，最少要找上、下、左、右四点。外圆任何直径上的二个数字相加都应是一个常数，因此，校验数据时，无论中心实际偏差多大，上下数字相加与左右数字相加二个数字应该是相等的；找端面开口时，如能使二根轴的轴向位置相对不移动，那么找出的端面开口数据也应该是上下数字相加与左右数字相加二个数字相等，而不论实际开口有多大。

（4）找中心应该连续找三次。可以顺时针找一次，逆时针找一次，把找中心工具相对移动180°再找一次，几次找中心的结果应该是相同的。

（5）找中心时，应根据机组设计参数，考虑机组热态变形问题，冷态找中心时应进行预补偿。

3.2 运行操作方面预防措施

（1）运行中不断地监视供油设备（主油泵、辅助油泵、冷油器、减压阀、溢流阀、油箱、注油器等）的工作情况是否正常。这些设备的工作情况，主要是根据进油油压和油温来判断的，如发现异常应立即采取相应的处理蜡施。

（2）不断地监视轴承温度，如发现轴承温度变化，必须查明原因并予以消除。推力轴承的温度更应重视，其温度即使有少许的上升也有可能是乌金发生了严重的磨损，有时甚至推力轴承温度只上升1～2℃，乌金就已经磨损得很多了，若温度上升8～15℃，则不仅乌金已经熔化，而推力瓦片本身也已磨损得非常厉害了。

（3）定时观测轴承的振动值和转子的轴向位移，并注意汽轮机各监视段的压力变化情况，如发现异常，应立即进行分析，查明原因，果断处理。

（4）严密监视鼓风机的运行工况，决不允许鼓风机在不稳定工况下运行。

4 结束语

高炉鼓风机组是高炉冶炼系统关键设备之一，如果发生事故，造成的直接损失和间接损都将是巨大的。采取相应的防范措施，滑动轴承的故障是可以避免的，安装、检修、维护、操作得当，滑动轴承是可以长期安全稳定运行的。