回转窑/窑尾高温风机振动原因分析及处理

我公司在江西合作的一个客户有一条 4 500t/d 生产线，窑尾高温风机（W5-2×48-14 №30F）配套主电动机（YPTQ800-6），功率 2 500kW，转速 995r/min，变频调速，联轴器采用弹性柱销齿式联轴器，风机轴承采用“油浴、油环-循环油”复合润滑方式。用了我 公司的高铝耐磨复合砖，镁铝尖晶石复合砖。自 2010 年 12 月投产以来，多次出现高温风机振动升高、风机轴承损坏的故障，被迫停窑更换轴承。Z终得出的结论如下：

1 风机振动情况及原因分析

导致风机振动的原因很多，常见的有：转子失衡、偏心、固定松动、滚动轴承故障、转子弯曲、叶轮损坏和系统气流不稳定等。 对该风机分析认为，转子主轴水平偏差大和风机轴承损坏是其振动的主要原因。

1.1 转子主轴水平偏差大 

在试生产的前三个月， 风机轴承振动一直都偏大，固定端和自由端的振动值都在 7mm/s 以上，且呈逐渐趋势，固定端轴承的滚子及内、外圈滚道已出现严重损坏，需更换。 

检查转子主轴水平度，发现转子的固定端比自由端低了 4mm，远低于主轴水平度≤0.04/1 000 的要求。转子主轴水平偏差大致使风机振动过大，同时由于固定端低，且轴承固定，相比自由端所受力更大，因而风机在高振动运转三个月后，固定端轴承损坏，自由端轴承的间隙也变大到 450μm。主轴水平偏差大除安装原因外，极有可能是风机安装完成后及运转过程中基础不均匀沉降引起的。 

1.2 风机轴承损坏

将主轴的水平偏差问题解决后，又出现过几次风机振动高报，风机轴承损坏的故障。 具体情况是： 

在每次更换轴承后，风机的运转都很平稳，两端轴承的水平和垂直方向振动值均在 2mm/s 以下，而运转一段时间后（短则半个月，长则二个月），会出现风机固定端轴承振动突然增大，并迅速恶化的现象。在风机振动值增加后，我们检查均发现轴承润滑稀油站的回油过滤器上总有很多金属屑，说明轴承磨损很严重。停机检查，发现固定端轴承的滚子及内、外圈滚道确实出现严重损坏，需重新更换新轴承。同时检查风机叶轮磨损及黏结情况等，均正常，两侧进风门的开度也同步。从以上的实际状况分析，基本可以确定是由于风机固定端轴承损坏引起的风机振动。 

风机两端轴承均是 SKF 轴承，型号为 23048C3/W33。在逐一排除了轴承质量、选型和润滑方面的问题后，认为轴承座安装和联轴器安装是引起轴承损坏的两大原因。

1）风机轴承座采用的是剖分式，我们通过压铅丝的方法检查发现，上盖的压紧力有问题。 通过厂家得知，轴承座加工时，在轴承座对分面垫有 0.2mm 厚的青稞纸，而在实际安装时却没有垫，这样造成轴承座上盖与下座螺杆拧紧后，轴承变形，游隙变小，特别是自由端轴承外圈与轴承座间隙无法满足高温风机工作时热膨胀自由伸缩的要求，叶轮轴膨胀时，自由端轴承无法自由游动。我们在高温风机轴承振动值加后，将自由端轴承座上盖拧紧螺杆适当拧松后，振动情况出现好转，也印证了此点分析。因而可以认定，自由端轴承无法自由游动是造成轴承过早损坏的主要原因。 

2）主电动机与叶轮之间的弹性柱销齿式联轴器安装有问题。此联轴器安装校正方便，可以适应由于微偏心产生的振动，同时对冲击振动有较好的阻尼作用。 检查发现，联轴器的找平找正没问题，但两半联轴器端面存在相互碰擦痕迹，说明联轴器之间的轴向间隙过小。分析原因是联轴器找平找正时忽略了主电动机轴承是滑动轴承，而在校正两半联轴器端面的轴向间隙时没有注意到电动机的磁力中线。另外，在轴承安装时轴承加热温度过高 （高于120℃），也有可能对轴承产生不利影响。

2 解决措施

根据上述分析，我们从安装环节入手，确保安装质量，以保障风机的正常生产。 

1）严格轴承的采购程序，寻找正规的SKF 轴承经销商，确保轴承的质量。 新轴承安装前开箱认真检查是否存在缺陷， 轴承的径向原始游隙应为240～320μm。用油煮法加热轴承时，使用干净的油，将轴承放在支撑网架上，不直接与油箱底部接触；均匀加热，加热温度控制在 95～105℃，不能超过 110℃。 到预定时间后快速捞出，用干净不脱毛的布巾将轴承上的油迹和附着物擦干净后，尽快套到轴上。 

2）校正主轴、两轴承座对分面水平度，轴承座水平度要求轴向≤0.04/1 000，横向≤0.08/1 000，主轴水平度≤0.04/1 000。 在找主轴的水平度时，考虑到叶轮自重对主轴的弯曲作用及主轴的结构特点，在两端轴承近端位置分别用框式水平仪找正，数值要相对应。找正合格后，拧紧轴承座的地脚螺栓后，应复查上述三项水平度。 

3）主轴水平找好后， 用汽油将轴承箱内清洗干净，安装轴承座上盖和两端盖。 安装上盖时要在两轴承座对分面垫上 0.2mm 的青稞纸，拧紧紧固螺杆，检查两端轴承的安装游隙并做好记录，特别要检查自由端轴承外圈与孔的间隙，应确保有 30～50μm 间隙。

4）主电动机轴承是滑动轴承，因而在校正两半联轴器端面的轴向间隙时要特别注意电动机的磁力中线。本主电动机标出的磁力中线如图 1 所示，从图 1 上可得知电动机磁力中线位置，通过电动机空转也确认了该数据是正确的。根据所知的磁力中线位置，在安装粗找时就用撬杠将电动机转子移其标示的位置，然后再找两半联轴器端面的轴向间隙控制在 8～10mm。

5）在对电动机轴电流的检C中，检C到了电动机运转时存在较大的轴电流。为了消C电动机轴电流对轴承损伤，我们在靠近主电动机侧半联轴器上安装了碳刷，碳刷具有弹性支撑，电动机运转时能始终与半联轴器保持紧密接触，碳刷用金属导线与支架相连，支架与地线相连，将轴电流引向大地。 同时在联轴器的两端面外挡板及外套内表面与半联轴器间用青稞纸绝缘，如图 2 所示。

3 实施效G

在 2012 年 7 月更换轴承时，经过技术革新后 我们严格按上述措施处理 ，高温风机平稳运行，基本解决了高温风机振动的问题，确保了回转窑的稳定生产。我公司提供的耐火砖没有受到因机器 故障引起的损失，确保了瑞道耐材在客户群里没有负面影响。 

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