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啤嶺機(jī)電設(shè)備（上海）有限公司
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  2. 軸承知識

引送風(fēng)機(jī)軸頸磨損分析及焊補(bǔ)

2013-12-04

許躍軍
（天津國華力源電力工程有限公司，天津　301900）
　　摘　要：軸流引送風(fēng)機(jī)是火力發(fā)電廠的重要鍋爐輔機(jī)設(shè)備，其支持軸承振動在很大程度上影響了發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為生產(chǎn)的隱患。為此，天津國華力源電力工程有限公司對盤山電廠引送風(fēng)機(jī)支持軸承振動進(jìn)行了分析研究，找出了軸頸磨損的原因并采取了有效的焊補(bǔ)措施。
　　關(guān)鍵詞：引風(fēng)機(jī)；送風(fēng)機(jī)；軸頸；磨損；焊補(bǔ)
　　盤山發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程2臺固體排渣鍋爐，為俄羅斯波多爾斯克工廠制造的ЛЛ-1650-25-545 КТ型超臨界直流爐，設(shè)計(jì)燃煤為山西晉北煙煤。每臺爐配備2臺軸流引風(fēng)機(jī)、2臺軸流送風(fēng)機(jī)。
　　1　引送風(fēng)機(jī)簡介
　　BДOД-31.5c型軸流送風(fēng)機(jī)，葉輪直徑為3150mm，葉片為后彎式機(jī)翼型，分為兩級、18片，葉片為手動可調(diào)（有36°、41°、46°、51°4種調(diào)節(jié)角度來適應(yīng)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)特性）。運(yùn)行調(diào)整靠靜葉調(diào)節(jié)擋板。轉(zhuǎn)子軸上裝有2組軸承，靠近電機(jī)側(cè)為9039352和3003156推力支撐聯(lián)合軸承，風(fēng)機(jī)側(cè)為3640支撐軸承。為防止風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，在電機(jī)側(cè)對輪處設(shè)有抱閘裝置。每臺風(fēng)機(jī)設(shè)有專門的油站供軸承潤滑和冷卻。
　　ДOД-43-500型雙級軸流引風(fēng)機(jī)，葉輪直徑為4300mm，每級由18個(gè)葉片焊接組成，葉片焊在輪轂上。引風(fēng)機(jī)本體由可分離的3部分組成。在第1部分裝有升壓一級，第2部分裝有升壓二級，第3部分裝有導(dǎo)流器。本體每級升壓前有風(fēng)量調(diào)節(jié)擋板13片，引風(fēng)機(jī)外殼內(nèi)壁裝有10mm厚碳鋼板制成的護(hù)板用以防磨。轉(zhuǎn)子軸上裝有2組軸承，靠近電機(jī)側(cè)為3003264支撐軸承，風(fēng)機(jī)側(cè)為9039452和3644推力支撐聯(lián)合軸承。為防止風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，在電機(jī)側(cè)對輪處設(shè)有抱閘裝置。每臺風(fēng)機(jī)設(shè)有專門的油站供軸承潤滑和冷卻。
　　2　技術(shù)規(guī)范
　　引送風(fēng)機(jī)的技術(shù)規(guī)范見表1。
表1 引、送風(fēng)機(jī)的技術(shù)規(guī)范
　　3　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
　　（1）11號送風(fēng)機(jī)4號支持軸承振動值見表2。
表2 11號送風(fēng)機(jī)4號支持軸承振動值 μm
　　注：1999年10月檢查該軸承軸頸磨損為1mm；♦找動平衡；♦♦-軸頸修復(fù)，下同。
　　（2）12號送風(fēng)機(jī)4號支持軸承水平振動值見表3。
表3 12號送風(fēng)機(jī)4號軸承水平振動值 μm
　　注：2000年4月檢查，該軸承軸頸磨損為0.64mm。
　　（3）11號引風(fēng)機(jī)3號支持軸承水平振動值見表4。
表4 11號引風(fēng)機(jī)3號軸承水平振動值 μm
　　注：2000年7月檢查，該軸承軸頸磨損3.55mm，Z小軸徑為316.45mm；一滾珠有3mm×3mm面積的裂紋。
　　4　原因分析
　　（1）11、12號送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子存在動不平衡。
　　（2）11、12號送風(fēng)機(jī)4號軸承在安裝過程中軸承內(nèi)套與軸頸之間的緊力不夠，設(shè)計(jì)值過盈量0.004～0.065mm，室內(nèi)安裝氣溫比較高，應(yīng)取上限。
　　（3）11號引風(fēng)機(jī)3號軸承在安裝過程中軸承內(nèi)套與軸頸之間的緊力不夠，設(shè)計(jì)值過盈量0.004～0.08mm，況且3號軸承安裝在煙道內(nèi)，環(huán)境溫度高達(dá)70℃。
　　（4）風(fēng)機(jī)間環(huán)境溫度高，致使軸承長期處于高溫區(qū)運(yùn)行。
　　（5）由于參與負(fù)荷調(diào)峰，送、引風(fēng)機(jī)軸承承受軸向交變力作用。軸承在交變力作用下，沿軸向滑動，若軸承溫度高，內(nèi)外圈膨脹，軸承內(nèi)圈與軸頸過盈量減小，如此反復(fù)造成軸頸與軸承間隙越來越大，軸頸越磨越細(xì)。
　　5　軸頸處理
　　5.1 軸頸磨損處理常用辦法
　　（1）TS215耐磨修補(bǔ)劑（鈦合金），以高性能金屬鈦為加強(qiáng)材料的改性環(huán)氧類材料，用于修復(fù)摩擦磨損工況下工作的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備，如軸、軸孔、鍵槽等，其耐磨性是中碳淬火鋼的2～3倍；（2）車軸鑲套法；（3）軸頸堆焊車軸拋光法。第1種方法固然先進(jìn)，但缺少重型承載風(fēng)機(jī)類似的實(shí)際試驗(yàn)；第2種方法簡便實(shí)用，但人為增加了一個(gè)接觸面，因此時(shí)過盈尺寸的控制及金屬間受熱膨脹要考慮充分;第3種方法只要焊接工藝正確，應(yīng)該是以上2種方法的結(jié)合。
　　5.2 引風(fēng)機(jī)3號軸承處理
　　（1）在3號軸承處用螺旋千斤頂頂起大軸及轉(zhuǎn)子。拆除傳動軸、3號軸承處對輪、3號軸承座和軸承等（拆除之前做好防止轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的措施）。
　　（2）在3號軸承前端回裝對輪，安裝抱閘裝置，用以控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（10～25r/min）。安裝支撐托輥，用來支撐轉(zhuǎn)子重量，并調(diào)整軸中心，使軸水平度優(yōu)于0.04mm，固定好托輥。撤掉3號軸承處千斤頂、4號軸承處卡具及風(fēng)機(jī)內(nèi)止動木棒。
　　（3）清除焊接區(qū)及其周圍的油跡等雜物，焊接部位進(jìn)行著色探傷。調(diào)整軸平行度不劣于0.05mm，徑向跳動不超過0.04mm。
　　（4）焊條使用J507，直徑312mm，使用前在專用焊條保溫桶內(nèi)350℃左右烘烤1h。軸段局部均勻加熱150℃（軸段表層），層間溫度不低于100℃。焊接層數(shù)為1層。厚度不大于4mm。施焊方向?yàn)轫樰S線方向。
　　（5）在軸兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行焊接，焊至Z小直徑為324mm。施焊過程中應(yīng)保持軸對側(cè)溫升均勻相近，焊后保溫緩冷5h。
　　（6）安裝好車削刀架及刀具，通過調(diào)整對輪抱閘裝置及煙道后堵板，控制大軸轉(zhuǎn)速為10～25r/min。
　　（7）軸頸粗車至直徑320.6mm，精車至直徑320.5mm。拋光軸頸，Z終尺寸直徑為，保證軸與軸承配合尺寸為過盈0.08mm，并更換新軸承。
　　（8）用螺旋千斤頂頂起大軸及轉(zhuǎn)子，拆除支撐托輥對輪及抱閘裝置，安裝4號軸承處卡具、風(fēng)機(jī)內(nèi)止動木棒。更換新軸承，回裝3號軸承座、傳動軸等。
　　5.3 送風(fēng)機(jī)4號軸承處理
　　（1）拆除4號軸承座、4號軸承（拆除之前做好防止轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的措施）。
　　（2）4號軸承處安裝托滾，用來支撐轉(zhuǎn)子重量，并調(diào)整軸中心。用3號軸承處抱閘裝置控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（10～25r/min）。
　　（3）同上第512節(jié)（3）～（7）的步驟。
　　（4）軸頸經(jīng)粗車、精車，軸頸Z終尺寸為直徑，保證了軸與軸承配合尺寸為過盈0.065mm，并更換新軸承。
　　6　結(jié)論
　　天津國華力源電力工程有限公司通過對2套送引風(fēng)機(jī)軸頸的焊接處理，掌握了一定的經(jīng)驗(yàn)，為解決大型軸流風(fēng)機(jī)支持軸承水平振動提供了借鑒。目前3臺風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，軸承振動正常。
來源：《華北電力技術(shù)》No.6 2003