引风机轴承高温问题分析及解决方案

引风机轴承高温问题分析及解决方案

邓守军   ,陈彦强   ,冯斌  ,杜文军

甘肃银光聚银化工有限公司 甘肃白银 730900

摘要:针对某厂引风机经常发生轴承高温导致引风机无法正常工作的情况,以发生轴承高温问题的引风机为研究对象,进行热分析、尺寸公差分析等,找出影响轴承高温若干因素;对几种因素进行详细分析,从而找到相应的防范措施。同时,用分析的高温影响因素对引风机运行中轴承高温进行排查,最终确定轴承高温的主要原因，并制定了相关改进措施，从实际来看得到了良好的效果。

0．前言：

引风机作为工业生产中常见的设备，具有通风、排尘、冷却、输送物料等重要作用。然而在长时间使用中，引风机轴承承受较高的负载和磨损，导致其高温问题普遍存在，严重影响设备的运行效率和寿命。本文将以某厂引风机轴承频繁发生高温问题的原因、表现和解决方案等方面，对该引风机轴承发生高温的问题进行深入探讨，旨在为工业生产中引风机维修和维护提供一定的指导和参考。

1.高温现象分析

轴承高温问题的表现是指引风机轴承在高温环境下可能出现寿命缩短、速度限制下降以及运行温度过高等现象。其中，轴承寿命缩短是因为在高温条件下，润滑剂失效，摩擦增大，导致轴承的磨损加剧[1]，当工作温度高于120℃时,温度越高,轴承疲劳寿命越短[2]，按照李振宗等人的计算分析结果，当工作温度高达200℃时，滚动轴承的使用寿命将缩短52%[3]；轴承速度限制下降是因为在高温条件下，材料的热膨胀系数变大，导致轴承内在应力增加；轴承运行温度过高则会使整个系统的工作效率降低、耗电量增大，甚至会引起设备的事故隐患[4]。

某厂引风机在运行过程中长期存在滚动轴承高温问题，温度在60℃～80℃之间，在该温度下运行导致轴承的正常寿命大大缩短、整个系统的工作效率降低、耗电量增大；引风机轴承高温问题给生产线平稳运行、设备维修带来极大的困难。根据大修拆卸情况，初步确定了产生高温的原因主要有以下几个方面：

第一，在转动设备的工作状态下，高温气流和高温介质会直接对轴承产生高温影响；第二，由于在高温情况下轴承的润滑剂失效的速度更快，轴承容易出现润滑不良的现象；第三，轴承公差配合不当，摩擦生热，而轴承广泛采用的钢材材质在高温下也容易出现热膨胀现象，影响轴承的运行状态。根据前期改造解决方案，高温润滑剂不是主要原因，而根据以往运行情况、运行数据以及环境温度，高温气流和高温介质对轴承产生高温的作用特别不明显，所以作者认为轴承公差配合不当导致摩擦生热是轴承产生高温的主要原因。

2.解决措施

引风机轴承为22324CA，属于双列调心滚子轴承，使用润滑油进行润滑。前期在维修过程中尝试着采取了不少措施，但效果均不明显。首先尝试了优化轴承润滑系统；针对轴承高温问题，优化轴承润滑系统是常见的一种有效的解决方案。还有其他常见的解决方案，如通过更换高温润滑剂、减小轴承收缩量、增加润滑剂油膜厚度等方式来优化轴承润滑系统，以期望达到减少轴承高温问题的发生。此外，还可以对轴承的冷却系统进行优化，例如增加冷却水（油）流量、安装冷却器等。通过这些方法，可以有效地降低轴承的运行温度，减少轴承寿命的损失。但是经过实际分析结果、前期改造结果以及各方案比对发现，优化轴承的冷却系统成本较高，而本单位在前期更换多种高温润滑剂也不能够解决该风机轴承高温问题，所以经过分析轴承结构及尺寸，作者决定调整轴承座公差。

根据实际测量轴承座孔、轴承外径尺寸及原厂图纸情况看，引风机轴承座原设计公差为φ260 JS7(-0.026～+0.026）；该风机轴承为22324CA，属于双列调心滚子轴承，其合理的轴承座应选用公差为φ260 H7（0～+0.052)的轴承座进行适配。

采取相应措施对轴承座孔进行修理。首先对该引风机轴承座孔进行镗削，使其达到φ260 H7（0～+0.052)尺寸；其次使用装砂布头的内磨机手工修磨镗削轴承座孔，使其内孔尺寸增大0.02～0.03mm。并在修磨内孔时有如下要求：前后轴承孔同心度≤0.03mm，轴承座孔椭圆度≤0.015mm。

通过选配合理的轴承座公差，该引风机的转速较低，从间隙配合改为过盈配合，解决了引风机轴承高温问题，改造完成后正常运行至今，轴承部位振动值正常，轴承温度一直保持在45℃以下。

3.结论

本文以某工厂引风机为例，引风机轴承受到高温环境的影响导致轴承寿命大大缩短，同时产生热膨胀使得运行速度下降，生产线运行不稳定。为了解决某厂引风机轴承高温问题，我们分析了轴承高温原因并提出了可供选择的解决方案和措施，最终采用选配合理的轴承座公差，使其更加适合高温环境下的运行。经过实践表明，采用选配合理的轴承座公差的方式很好的解决了某工厂引风机轴承高温问题，减少了停机维修次数，提高了设备运行效率，降低了停机维修成本。

参考文献：

[1].王付岗,李成晨,卓然,李永奎,杨杨.MW级风电增速齿轮箱高速轴轴承高温问题研究[J].机械传动,2019,43(05):161-166.DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.05.031.

[2].朱亮亮,林素敏,吕秋硕,等.滚动轴承寿命计算方法的优化[J].机械,2015,42(2):6.DOI:10.3969/j.issn.1006-0316.2015.02.006.

[3].李振宗,张奇平,徐尹,毛明明.滚动轴承寿命及其失效分析的研究[J].装备机械,2012,(01):62-66.

[4]王旭辉.轴承齿轮材料接触疲劳试验系统的研制[D].北京交通大学[2023-06-28].