关于空冷风机轴承易损坏分析

未洪峰，刘 斌，周 勇

（吉林石化炼油厂，吉林吉林 132022）

1 空冷风机结构

空冷风机主要由叶片、轮毂、挡风板、轴、轴承座、从动皮带轮、皮带、电机皮带轮、电机支架和电机等组成。电机通过皮带轮和皮带带动叶片旋转，拱状翼面朝下产生向上的推力，使气流沿轴向上升，降温管束内介质。

本装置叶片采用铝合金材料，空心薄壁结构。铝合金叶片与轮毂的连接采用U 形螺栓固紧。轮毂、皮带轮与轴的连接采用锥形轴套，安装、拆卸非常方便。风机采用5V 形橡胶联组皮带传动，轴承座内装有1 个深沟球轴承和1 个调心滚子轴承，润滑方式采用固态锂基脂润滑，保证风机能有效、可靠地运转。

2 空冷风机的特点

（1）使用安全可靠、维护检修方便。风机主要零部件都具有较大的安全系数，经过了超速、超载试验，确保风机能长期安全运行。换热管束在风机上部，减少了雨水对空冷风机及电机影响，同时结构简单，维护检修方便，冷却效果也比较好。

（2）互换性好。轮毂和叶片均单独进行力矩平衡校正，叶片以标准叶片的力矩值为基准进行大力矩校正。用户在安装、使用过程中，同规格轮毂之间、同规格叶片之间可随意互换。

（3）皮带需进行经常性调整。风机皮带在运转一段时间后尺寸会发生变化，安装初期皮带不宜过紧，容易对轴承产生较大的径向力，会增加风机和电机的故障率。在运转一定时间后，皮带受摩擦及环境温度的影响会出现打滑，发生丢转，如果维护不当或不及时将造成传动效率低下，风机达不到设计转速，造成冷却效果差，所以皮带的松紧要及时调整。

（4）风量可调整。通过调节叶片的安装角度来调整风量，角度不宜过大或者过小，角度过大会造成风机轴承过载和电机超载损坏设备，角度过小则风冷效果差同时会造成电机功率损耗。风机叶片角度调节方式有很多种，如停机手动调角、不停机手动调角、气动自动调角、气动半自动调角、变频调速等。本装置风机为停机手动调角，叶片安装角度为+6°～+8°，调整风量需调整叶片角度在这一范围之间。

3 空冷风机轴承失效分析

根据以往的检修结果来看，轴承箱解体后，上轴承深沟球轴承基本完好，而下轴承调心滚子轴承磨损严重，保持架损坏，说明下调心滚子轴承所承受轴向力过大。

（1）结构设计导致轴承易损。通过对风机轴的结构、轴承箱的结构和皮带轮的结构进行分析，认为风机传动轴较长，轴承箱内上下两轴承固定风机，当风机运转时上下不同心，产生较大振动，形成很大的轴向力和径向力，造成轴承受力大。由于上轴承是深沟球轴承，虽然能承受较大径向力，但是承受的轴向力有限，所以使整个风机的轴向力大部分由下部的调心滚子轴承承受，造成轴承载荷过大，易损坏。

（2）皮带传送导致不平稳。由于空冷风机的传动方式为皮带传动，皮带在长时间运转过程中会产生皮带的过松、过紧或松紧不一致等情况，容易导致风机负荷不平稳，造成轴承负荷不均匀，从而造成轴承磨损，最终引起轴承失效。

（3）叶片角度调整。东北地区冬季和夏季环境温差大，因此在入冬及开春前需要对空冷风机角度进行调整，叶片角度过大会造成轴承轴向力增加，轴承磨损增加。

（4）皮带轮不在同一平面。风机和电机皮带轮安装需在同一水平面，由于风机及电机需要经常拆解维修，在回装过程可能导致皮带轮不在同一水平面，在运转过程中轴承受力变化，加速轴承磨损。

（5）润滑脂不足。风机润滑方式为固态润滑脂润滑，轴承长时间运转会造成润滑脂缺失或变质，而固态润滑脂在不拆解轴承箱的情况下加脂或置换极其困难，轴承的磨损会越来越严重，也是轴承失效的原因之一。

4 改进措施

通过对轴承的失效分析，做出以下改进措施：

（1）提高安装精度。提高轴承安装精度，保证轴承外圈过盈配合，轴承外圈和轴承箱内壁紧密配合，防止轴承跑外圈。对内壁有磨损的轴承箱重新制作，轴承箱压盖与轴承内圈间隙按照厂家要求进行调整。在回装过程中测量风机皮带轮及电机皮带轮的水平度，保证在同一水平面。

（2）调整叶片角度在合理范围内。风机叶片安装角度为+6°～+8°，调整风量需调整叶片角度在这一范围之间，不能过大或过小，负荷足够情况下，尽量保证原厂角度。

（3）定期调整皮带。受环境因素及传送摩擦影响，风机皮带在运转一段时间后尺寸会发生变化，安装初期皮带不宜过紧，容易对轴承产生较大的径向力，会增加风机和电机的故障率；运转一段时间后也需进行调整，防止皮带过松，导致负荷变化。

（4）对锥形套进行改进。在原风机上，轴与从动皮带轮连接是通过锥形套连接，用顶丝固定，如图1 所示。锥形套是铸铁材料，拆卸时极易断裂，对检维修造成一定难度，也增加了成本，所以将锥形套改为图2 形式。这种结构轴套为碳钢材料，拆解过程不易断裂，并且对轴套与轴固定方式也做一些改变，比较易拆卸和安装。

图1 改进前锥形套

图2 改进后轴套

（5）定期添加润滑脂。定期从注油口添加润滑脂，若注油口无法添加，则需打开轴承箱压盖进行添加。

5 结论

通过对本装置空冷风机轴承易损坏的原因分析，提出了一系列改进措施，旨在降低轴承承受的应力，减小对轴承的磨损，实现长周期运行。在风机运行过程中，车间也加强了对风机运行情况检查，定期维护保养，发现问题及时处理，对风机的易损部位做到预知性检修，防患于未然。目前风机运转良好，但还需要长时间观察。