1、機(jī)組概述
    高爐軸流風(fēng)機(jī)機(jī)組承擔(dān)著向高爐熱風(fēng)爐供風(fēng)的任務(wù)，風(fēng)機(jī)運(yùn)行的可靠性功能與否，直接影響高爐的穩(wěn)定生產(chǎn)，機(jī)組的維護(hù)質(zhì)量是機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。
    AV71-15軸流風(fēng)機(jī)機(jī)組由風(fēng)機(jī)、增速箱、電動(dòng)機(jī)和潤(rùn)滑油系統(tǒng)等組成，具有結(jié)構(gòu)緊湊、高效、節(jié)能、運(yùn)行可靠及操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)及增速箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由低速齒輪軸、支承軸承、推力軸承和高速齒輪軸、支承軸承、推力軸承和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，軸承是該風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵件之一。由于軸承較多，軸承性能的優(yōu)劣對(duì)整個(gè)機(jī)組能否穩(wěn)定運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。而該風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)推力端軸承溫度偏高現(xiàn)象不利于機(jī)組安全運(yùn)行。因此對(duì)其軸承進(jìn)行研究與改進(jìn)，提高軸承性能很有必要。
2、原因分析
    由于軸流風(fēng)機(jī)的軸承集中于軸承箱內(nèi)，置于進(jìn)氣室的下方，當(dāng)發(fā)生軸承溫度高時(shí)，由于風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，很難判斷是軸承自身質(zhì)量有問題還是潤(rùn)滑、冷卻的問題。
    首先是油冷器效果是否良好。按照定期保養(yǎng)的要求對(duì)油系統(tǒng)及輔機(jī)進(jìn)行了檢查。啟動(dòng)油泵后，最遠(yuǎn)點(diǎn)潤(rùn)滑油壓滿足要求。關(guān)閉主油泵開啟輔助油泵后壓力未見減小，經(jīng)過三次試驗(yàn)，結(jié)果一樣。調(diào)試完后，停機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油管道、閥件系統(tǒng)進(jìn)行檢查，沒有發(fā)現(xiàn)問題。于是認(rèn)為該主潤(rùn)滑系統(tǒng)及輔助潤(rùn)滑系統(tǒng)不存在問題。
    第二，重點(diǎn)放在風(fēng)機(jī)軸承本身。由于該軸流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子為剛性軸，軸向尺寸非常緊湊，這使軸承的徑向尺寸受到嚴(yán)格限制，由于軸承結(jié)構(gòu)受到限制，對(duì)軸承溫升有較大影響。從圖l風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以看出，該風(fēng)機(jī)是軸向進(jìn)氣，因此風(fēng)機(jī)的軸向受力包括三部分，壓縮機(jī)葉輪由于壓差產(chǎn)生的指向進(jìn)氣方向的軸向力F_a1，設(shè)為正方向；風(fēng)機(jī)的軸向分力F_a2，葉輪鎖緊螺母產(chǎn)生的軸向力F_a3，為負(fù)方向。當(dāng)F_a1>F_a2+F_a3時(shí)，推力軸承主推力面受力處于工作狀態(tài)；當(dāng)Fal<F z+F時(shí)，推力軸承副推力面受力處于工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)子軸向位置處于不穩(wěn)定狀態(tài)，由于主軸軸向間隙太小，無法補(bǔ)償軸的受熱膨脹量，造成軸承卡死，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦發(fā)熱導(dǎo)致推力端軸承溫度升高與周圍零部件f如密封裝置、軸承座）之間有摩擦。前期為解決漏油、漏氣等問題，曾對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行了改進(jìn)，軸支承軸承以四油葉軸承為主，有少部分采用橢圓瓦等，轉(zhuǎn)子為剛性軸，對(duì)轉(zhuǎn)子改進(jìn)后原有的支承軸承無法滿足要求。

    在對(duì)其它類似風(fēng)機(jī)的跟蹤調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，有的機(jī)組推力軸承溫度達(dá)到78～82℃，出現(xiàn)這種情況的原因除上述提到的軸向力方向變化和軸向間隙小外，另一個(gè)主要原因是隨著風(fēng)機(jī)進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度的不斷提高，殘余軸向力也在加大，并且推力軸承推力面有效承載區(qū)線速度高，軸承溫度必會(huì)升高，其它如軸承進(jìn)油不暢、高溫機(jī)殼的熱輻射等，也會(huì)使軸承溫度升高。
3、技術(shù)研究與改進(jìn)
    分析出軸承發(fā)熱的原因后，解決問題的方法是對(duì)推力軸承結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。新設(shè)計(jì)的支承軸承為四塊可傾瓦塊結(jié)構(gòu)，見圖2，轉(zhuǎn)子的支承與旋轉(zhuǎn)通過四個(gè)可傾瓦塊來實(shí)現(xiàn)。可傾瓦塊具有內(nèi)外圓雙偏心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在軸承體中的固定采用徑向與軸向相結(jié)合的方式，根據(jù)可傾瓦塊的支點(diǎn)位置來確定軸承的旋轉(zhuǎn)方向，四個(gè)可傾瓦塊在性能上各向同性，因此軸承在所有方向上性能一致，可傾瓦塊之間可以互換。

    該軸承具有抗油膜振蕩，承載能力大，高速穩(wěn)定性好，摩擦功耗小等優(yōu)點(diǎn)，可完全滿足改進(jìn)后轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)要求。原有推力軸承由于承載能力小，無法承受軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)氣壓力提高后所產(chǎn)生的軸向力，因此將主推力面改進(jìn)為可自動(dòng)調(diào)心的活支瓦塊結(jié)構(gòu)。
4、改進(jìn)效果
    經(jīng)過上述軸承的優(yōu)化改進(jìn)后，經(jīng)運(yùn)行觀察由于軸向距離的加大及軸向力方向變化對(duì)推力軸承的影響減小，推力軸承溫度穩(wěn)定在60℃左右，達(dá)到了預(yù)期效果。機(jī)組的運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、可靠，同時(shí)該推力軸承結(jié)構(gòu)，使摩擦功耗降低，機(jī)械效率提高，推力軸承有效承載區(qū)線速度降低，溫度下降，檢修周期延長(zhǎng)一倍，從而降低了該風(fēng)機(jī)的運(yùn)行成本，提高了運(yùn)行效率和使用經(jīng)濟(jì)性。
5、建議
    風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中軸承的管理不應(yīng)當(dāng)注意：適時(shí)進(jìn)行保養(yǎng)和維修，是預(yù)防和減少軸承故障，保證風(fēng)機(jī)軸承正常工作的必要條件。定期檢查油量、油質(zhì)，按要求選擇潤(rùn)滑油，保持油質(zhì)清潔是保證軸承良好運(yùn)行的基礎(chǔ)；在維護(hù)和保養(yǎng)中，強(qiáng)化軸瓦的刮瓦質(zhì)量．并嚴(yán)格控制安裝間隙；裝配時(shí)要特別注意主軸竄量的調(diào)整和軸承座安裝，軸承座蓋與座體聯(lián)接不能太緊也不能太松。盡量采用先進(jìn)的診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的在線監(jiān)測(cè)。如選用軸承故障診斷儀、頻譜分析儀或設(shè)備在線監(jiān)測(cè)專家系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確地確定軸承故障部位、故障原因，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的安全正常工作。