離心風(fēng)機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備,所以需要使用軸承??梢酝ㄟ^使用不同的軸承類型,不同的潤(rùn)滑方式和一些其他方法來保證風(fēng)機(jī)軸承有一個(gè)良好的使用壽命。軸承的兩種主要類型有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承,滾動(dòng)軸承的使用更為普遍,因此這篇文章主要介紹的是滾動(dòng)軸承。
在某些項(xiàng)目里,風(fēng)機(jī)使用原始軸承運(yùn)行了長(zhǎng)達(dá)40 多年。然而,一般風(fēng)機(jī)的滾動(dòng)軸承使用壽命在3-10 年。對(duì)于一些使用少于1年就失效的軸承,影響其使用壽命的因素多種多樣。也有可能是其他原因,例如振動(dòng)過大。另外,還有一些不斷變化的會(huì)對(duì)設(shè)備有影響的因素也需要考慮,例如噪音和污染。對(duì)各種影響因素的綜合考慮和評(píng)估,對(duì)于增加軸承使用壽命和確保風(fēng)機(jī)多年無故障的運(yùn)行有至關(guān)重要的作用。
軸承類型
風(fēng)機(jī)使用的滾動(dòng)軸承類型主要有深溝球軸承、圓柱滾子軸承、自調(diào)心球軸承和球面滾子軸承。前兩種軸承類型的軸承不對(duì)中調(diào)節(jié)能力更差。后兩種軸承類型的軸承不對(duì)中調(diào)節(jié)能力優(yōu)良。通過把兩個(gè)軸承放到同一個(gè)軸承箱里,兩個(gè)軸承可以更好的對(duì)中。使用現(xiàn)代化的五軸機(jī)床加工,軸承座孔可以有更好的同心度。并且可以使用CMM 來對(duì)軸承座孔進(jìn)行同心度的測(cè)量,確保軸承座孔的對(duì)中。這樣可以確保深溝球軸承和圓柱滾子的最大使用壽命。然而,使用一體式軸承座時(shí)轉(zhuǎn)子只能是懸臂結(jié)構(gòu)。
大型葉輪在現(xiàn)場(chǎng)安裝-滑動(dòng)軸承
一些深溝球軸承和圓柱滾子軸承的外表面會(huì)設(shè)計(jì)有球形外表面,并且安裝在具有匹配的球形表面的軸承箱中。這允許軸承在軸承箱內(nèi)旋轉(zhuǎn)以提供同心度。使用這種技術(shù)的最常見的軸承類型有一個(gè)鞍形軸承座,軸承凸出在軸承座之外。分體式滾子軸承使用圓柱滾子軸承來獲得較大的軸承使用壽命,因此是具有球形安裝面的主要的軸承類型之一。采用球形安裝面,軸承密封必須是軸承的一部分。

水泥行業(yè)冷卻風(fēng)機(jī)-一體式軸承座
球面滾子軸承和自調(diào)心球軸承有一個(gè)球形外圈軌道從而允許軸承進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。內(nèi)圈軌道必須是凹面的,這就意味著有軸向載荷的情況下有一列是不受力的,所以這兩種軸承類型都是雙列排布的。雖然球面滾子軸承和自調(diào)心球軸承允許有一定的同心度偏差,但是偏差不能太大。這是因?yàn)槭茌S承密封不對(duì)中和軸承能夠移動(dòng)的范圍的影響。
軸承載荷的影響
滾動(dòng)體有一個(gè)局部的應(yīng)力集中位置,球軸承是一個(gè)點(diǎn),滾子軸承是一條線。所有的軸承滾動(dòng)體都最終會(huì)因?yàn)楸砻娴膽?yīng)力集中而疲勞失效。這就是常說的疲勞剝落。滾動(dòng)體的疲勞壽命是取決于合理的計(jì)算公式和滾動(dòng)體的額定動(dòng)載荷。疲勞都是指的靜態(tài)情況。對(duì)于軸承,疲勞壽命取決于取的是軸承失效壽命的10%,也就是L10 壽命。
當(dāng)計(jì)算軸承的L10 壽命時(shí),慣例是一年就是10000 小時(shí)。也有各種各樣的L10 壽命要求。用戶可以指定20000 到100000 小時(shí)。API673 要求的設(shè)計(jì)工況下最小壽命是65000 小時(shí)。由于環(huán)境的影響,超過100000 小時(shí)的壽命一般比較難達(dá)到??紤]到這個(gè)和輕載的影響,超過100000 小時(shí)的L10 壽命要求比較少見。
所有軸承都有一個(gè)最小載荷的要求以保證軸承有效運(yùn)轉(zhuǎn)。如果軸承滾動(dòng)體受力不當(dāng),或者沒有足夠的力讓鋼球或者滾子滾動(dòng),滾動(dòng)體會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。滾子軸承一邊受力時(shí)會(huì)翹起,所以相比于球軸承滾子軸承更容易產(chǎn)生滑動(dòng)。這就意味著滾子軸承需要更大的載荷。有長(zhǎng)滾子的軸承,滾針軸承和CARB 軸承需要更大的力來防止滑動(dòng)。
風(fēng)機(jī)的軸向力總會(huì)有一些波動(dòng),導(dǎo)致滾動(dòng)體會(huì)產(chǎn)生垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)方向的微移動(dòng)。沒有滑動(dòng)時(shí),軸承軌道上的壓痕是無光澤的。然而,在風(fēng)機(jī)的應(yīng)用中,總是會(huì)有一些受力滑動(dòng)的情況,所以軸承軌道類似于在經(jīng)歷拋光。拋光的程度取決于滑動(dòng)的程度。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)應(yīng)用里軸承會(huì)有滑動(dòng)的趨勢(shì)產(chǎn)生,風(fēng)機(jī)最小載荷要高于軸承供應(yīng)商指定的最小載荷,因?yàn)檩S承供應(yīng)商的最小載荷是在穩(wěn)定的受力情況下得到的。有一個(gè)通用規(guī)則是,風(fēng)機(jī)行業(yè)的軸承預(yù)估壽命不應(yīng)該大于1000000 小時(shí)。
軸承游隙影響著軸承的滑動(dòng)能力。游隙越小,軸承越不容易歪斜和滑動(dòng)。這就意味著當(dāng)有滑動(dòng)問題時(shí),即可以考慮把滾子軸承換成球軸承,也可以考慮減小軸承的游隙。
軸承滑動(dòng)會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)體的熱循環(huán)。滑動(dòng)導(dǎo)致的熱循環(huán)是因?yàn)檩S承外圈備約束并且會(huì)通過軸承座被冷卻?;瑒?dòng)產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致鋼球或者滾子膨脹,并且減小軸承內(nèi)部的游隙,從而減少滑動(dòng)。因?yàn)榛瑒?dòng)減少因此軸承溫度下降,游隙增大,滾動(dòng)體又開始產(chǎn)生滑動(dòng)。輕微的滑動(dòng)導(dǎo)致的熱循環(huán)一般持續(xù)30 分鐘到1 個(gè)小時(shí),并且會(huì)導(dǎo)致溫度的波動(dòng),溫度上升5℃。很多風(fēng)機(jī)在以一個(gè)良好的軸承使用壽命運(yùn)行的同時(shí)都伴隨有這種程度的熱循環(huán)。
在有些情況下,軸承滑動(dòng)產(chǎn)生的熱影響會(huì)導(dǎo)致軸承游隙的不穩(wěn)定損失。這是因?yàn)殇撉蚧蛘邼L子在受力區(qū)域邊界上產(chǎn)生的熱量不能被消散。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí),游隙的損失會(huì)導(dǎo)致一個(gè)或者更多的鋼球或者滾子卡死,并且保護(hù)架破裂或者損壞。如果保持架損壞,將會(huì)有一個(gè)溢出的熱影響導(dǎo)致軸承卡住。這個(gè)可以通過在軸承長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之前先啟停幾次軸承來讓油脂,軸承軌道和鋼球或者滾子建立一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。外部的冷卻也同樣有效。



