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如何提升风机轴承的使用寿命

   2024-08-13 21810
核心提示:通过使用不同的轴承类型,不同的润滑方式和一些其他方法来保证风机轴承有一个良好的使用寿命。
离心风机是旋转设备,所以需要使用轴承。可以通过使用不同的轴承类型,不同的润滑方式和一些其他方法来保证风机轴承有一个良好的使用寿命。轴承的两种主要类型有滚动轴承和滑动轴承,滚动轴承的使用更为普遍,因此这篇文章主要介绍的是滚动轴承。
在某些项目里,风机使用原始轴承运行了长达40 多年。然而,一般风机的滚动轴承使用寿命在3-10 年。对于一些使用少于1年就失效的轴承,影响其使用寿命的因素多种多样。也有可能是其他原因,例如振动过大。另外,还有一些不断变化的会对设备有影响的因素也需要考虑,例如噪音和污染。对各种影响因素的综合考虑和评估,对于增加轴承使用寿命和确保风机多年无故障的运行有至关重要的作用。
轴承类型
风机使用的滚动轴承类型主要有深沟球轴承、圆柱滚子轴承、自调心球轴承和球面滚子轴承。前两种轴承类型的轴承不对中调节能力更差。后两种轴承类型的轴承不对中调节能力优良。通过把两个轴承放到同一个轴承箱里,两个轴承可以更好的对中。使用现代化的五轴机床加工,轴承座孔可以有更好的同心度。并且可以使用CMM 来对轴承座孔进行同心度的测量,确保轴承座孔的对中。这样可以确保深沟球轴承和圆柱滚子的最大使用寿命。然而,使用一体式轴承座时转子只能是悬臂结构。
大型叶轮在现场安装-滑动轴承
一些深沟球轴承和圆柱滚子轴承的外表面会设计有球形外表面,并且安装在具有匹配的球形表面的轴承箱中。这允许轴承在轴承箱内旋转以提供同心度。使用这种技术的最常见的轴承类型有一个鞍形轴承座,轴承凸出在轴承座之外。分体式滚子轴承使用圆柱滚子轴承来获得较大的轴承使用寿命,因此是具有球形安装面的主要的轴承类型之一。采用球形安装面,轴承密封必须是轴承的一部分。
水泥行业冷却风机-一体式轴承座
球面滚子轴承和自调心球轴承有一个球形外圈轨道从而允许轴承进行自我调节。内圈轨道必须是凹面的,这就意味着有轴向载荷的情况下有一列是不受力的,所以这两种轴承类型都是双列排布的。虽然球面滚子轴承和自调心球轴承允许有一定的同心度偏差,但是偏差不能太大。这是因为受轴承密封不对中和轴承能够移动的范围的影响。
轴承载荷的影响
滚动体有一个局部的应力集中位置,球轴承是一个点,滚子轴承是一条线。所有的轴承滚动体都最终会因为表面的应力集中而疲劳失效。这就是常说的疲劳剥落。滚动体的疲劳寿命是取决于合理的计算公式和滚动体的额定动载荷。疲劳都是指的静态情况。对于轴承,疲劳寿命取决于取的是轴承失效寿命的10%,也就是L10 寿命。
当计算轴承的L10 寿命时,惯例是一年就是10000 小时。也有各种各样的L10 寿命要求。用户可以指定20000 到100000 小时。API673 要求的设计工况下最小寿命是65000 小时。由于环境的影响,超过100000 小时的寿命一般比较难达到。考虑到这个和轻载的影响,超过100000 小时的L10 寿命要求比较少见。
所有轴承都有一个最小载荷的要求以保证轴承有效运转。如果轴承滚动体受力不当,或者没有足够的力让钢球或者滚子滚动,滚动体会产生滑动。滚子轴承一边受力时会翘起,所以相比于球轴承滚子轴承更容易产生滑动。这就意味着滚子轴承需要更大的载荷。有长滚子的轴承,滚针轴承和CARB 轴承需要更大的力来防止滑动。
风机的轴向力总会有一些波动,导致滚动体会产生垂直于转动方向的微移动。没有滑动时,轴承轨道上的压痕是无光泽的。然而,在风机的应用中,总是会有一些受力滑动的情况,所以轴承轨道类似于在经历抛光。抛光的程度取决于滑动的程度。因为风机应用里轴承会有滑动的趋势产生,风机最小载荷要高于轴承供应商指定的最小载荷,因为轴承供应商的最小载荷是在稳定的受力情况下得到的。有一个通用规则是,风机行业的轴承预估寿命不应该大于1000000 小时。
轴承游隙影响着轴承的滑动能力。游隙越小,轴承越不容易歪斜和滑动。这就意味着当有滑动问题时,即可以考虑把滚子轴承换成球轴承,也可以考虑减小轴承的游隙。
轴承滑动会导致滚动体的热循环。滑动导致的热循环是因为轴承外圈备约束并且会通过轴承座被冷却。滑动产生的热量导致钢球或者滚子膨胀,并且减小轴承内部的游隙,从而减少滑动。因为滑动减少因此轴承温度下降,游隙增大,滚动体又开始产生滑动。轻微的滑动导致的热循环一般持续30 分钟到1 个小时,并且会导致温度的波动,温度上升5℃。很多风机在以一个良好的轴承使用寿命运行的同时都伴随有这种程度的热循环。
在有些情况下,轴承滑动产生的热影响会导致轴承游隙的不稳定损失。这是因为钢球或者滚子在受力区域边界上产生的热量不能被消散。当这种情况发生时,游隙的损失会导致一个或者更多的钢球或者滚子卡死,并且保护架破裂或者损坏。如果保持架损坏,将会有一个溢出的热影响导致轴承卡住。这个可以通过在轴承长时间运行之前先启停几次轴承来让油脂,轴承轨道和钢球或者滚子建立一个稳定的运行状态。外部的冷却也同样有效。
 
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