AI850-1.296型悬臂单级离心风机技术解析

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AI850-1.296型悬臂单级离心风机技术解析

作者：王军（13972989387）

关键词：离心风机、悬臂式、滑动轴承、轴瓦、风机选型、气体输送、风机维护
引言
在工业流体输送领域，离心风机作为核心设备，其性能与可靠性直接关系到生产系统的稳定运行。AI850-1.296型风机是悬臂单级单支撑离心风机的典型代表，特别采用了滑动轴承（轴瓦）支撑结构，适用于多种工业场景。本文将深入解析该型号风机的技术特点、应用范围及关键配件，为风机技术从业者提供参考。
一、风机型号解读与技术特点
1. 型号含义解析
AI850-1.296型离心风机的型号编码遵循行业通用规则，具有明确的指代意义：
"A"：代表风机类型为单级单吸离心式风机。
"I"：代表悬臂式结构设计。
"850"：表示该风机在设计工况下的额定流量为850立方米/分钟（m³/min）。这是一个较大的流量值，表明该风机属于大流量类型。
"1.296"：表示风机出口处的工作压力为1.296个标准大气压（atm）。通常，如果没有特殊标注进风口压力（如示例中未出现“/”符号），则默认进风口压力为1个标准大气压。
这种命名方式与文中提到的其他系列风机（如C230、D320等）一脉相承，确保了行业内的通用性与可比性。
2. 悬臂单级单支撑结构特点
悬臂式（Overhung）设计是AI850系列风机的核心特征。其叶轮直接安装在电机轴的一端，呈“悬臂”状伸出，仅由电机侧的轴承座进行单侧支撑。这种设计与双支撑风机（如S840、AII1240型）相比，具有结构紧凑、重量轻、占地面积小、安装维护便捷等优点。但其转子动力学特性更为复杂，对轴承系统、转子动平衡精度及轴系刚度的要求极高。
单级（Single Stage）意味着风机仅有一组叶轮，气体在风机内只经历一次压缩加速过程。这使得风机结构相对简单，效率曲线较为平缓，在额定工况点附近能保持高效运行，但通常所能提供的压比（出口压力/进口压力）低于多级风机（如C230型系列）。
3. 滑动轴承（轴瓦）的应用
AI850-1.296风机指定采用滑动轴承（Plain Bearing / Journal Bearing），俗称“轴瓦”。这与常见的滚动轴承（球轴承或滚子轴承）形成鲜明对比。
滑动轴承在此类风机中的优势：
高负载能力与耐冲击性：滑动轴承通过油膜承载转子，接触面积大，非常适合AI850这种大中型风机所承受的重载荷和可能出现的轻微冲击振动。
优异的阻尼特性：油膜能有效吸收和衰减转子振动，对于悬臂结构带来的不平衡力更为敏感的问题，滑动轴承能提供更好的稳定性，保证转子平稳运行。
高转速适应性：在高速运转条件下，滑动轴承能形成稳定的流体动力润滑膜，摩擦损耗相对较低，寿命长。
运行平稳噪音低：油膜润滑使得运行过程更为平稳，产生的机械噪声通常低于滚动轴承。
其对运行维护的要求：
需要连续、可靠的润滑油系统（包括油箱、油泵、冷却器、过滤器等）支持。
启动前需预先建立油膜（盘车、顶轴油泵等）。
对润滑油的清洁度、粘度、温度有严格的要求。
二、适用范围与工况条件
AI850-1.296风机凭借其大流量、中等压力升的特点和可靠的滑动轴承支撑，广泛应用于以下工业领域，输送多种介质：
1. 化工生产气体输送：用于输送文中提及的氮气（N₂）、氧气（O₂）、氩气（Ar）、氢气（H₂）、二氧化碳（CO₂）以及其他无毒的工业混合气体。其在化工流程中扮演着循环、增压、输送的关键角色。选型时需特别注意气体成分对材质的腐蚀性要求。
2. 冶金工业高炉鼓风：为高炉提供燃烧所需的助燃空气（通常是空气）。风机需要连续、稳定地提供大量空气，保证高炉内的燃烧效率，其可靠性直接关系到生产安全与效率。
3. 污水处理曝气供氧：在活性污泥法等污水处理工艺中，向曝气池中注入大量空气，为微生物降解污染物提供所需的氧气。风机需要具备良好的调节性能以适应不同的负荷需求。
4. 电力行业烟气脱硫：在脱硫系统中，用于输送空气或石灰石浆液等介质。虽然文中未直接提及浆液输送，但此类风机在脱硫系统的氧化风机等环节有应用，需考虑介质的轻微腐蚀和结垢特性。
5. 浮选洗煤与选矿：在矿物浮选过程中，向矿浆中充入空气，产生气泡以分离矿物。风机需提供稳定气源，且工况环境可能多尘，对进气过滤有较高要求。
6. 其他领域：如水泥行业的窑头鼓风、造气炉（如化铁炉、炼铁炉、氧化炉）的鼓风等，其作用与高炉鼓风类似。
输送介质说明：该系列风机设计可输送的空气及各类无毒工业气体（如He, Ne等惰性气体），但对于氢气（H₂）等密度极低或氧气（O₂）这类助燃性强的特殊气体，在密封结构、材料选择、防静电措施等方面必须有特殊设计，严禁普通风机未经改造直接使用，以防泄漏或爆炸风险。
三、核心配件解析与维护要点
一台离心风机由数百个零件组成，以下是AI850-1.296型风机的几个关键子系统及配件解析：
1. 转子总成 (Rotor Assembly)
叶轮 (Impeller)：风机的“心脏”。AI850流量大，其叶轮通常采用后向式叶片设计，以保证高效率和高稳定性。材质根据输送气体性质可选碳钢、不锈钢、合金钢等。需定期检查磨损、腐蚀和积灰情况，并进行动平衡校正。
主轴 (Shaft)：连接叶轮和驱动端，传递扭矩。悬臂设计使轴承受巨大弯矩，要求轴具有极高的强度和刚度。材质一般为高强度合金钢（如42CrMo）。需关注其疲劳强度和临界转速的规避。
平衡盘（如有）：用于平衡轴向力，但单级悬臂风机轴向力通常由轴承直接承受。
2. 轴承系统 (Bearing System)
滑动轴承（轴瓦）(Plain Bearing / Bushing)：核心配件。通常由巴氏合金（White Metal/Babbitt）衬层浇铸在钢背上来制成。巴氏合金具有良好的嵌入性、顺应性和抗咬合性，能保护轴颈。维护中需密切关注轴承间隙、巴氏合金层是否出现疲劳剥落、磨损、烧蚀（因缺油或油质问题导致）等问题。油膜的建立和维护是生命线。
推力轴承：承受转子剩余的轴向力，可能集成在径向轴承中或独立存在。
3. 润滑系统 (Lubrication System)
油箱、油泵、冷却器、过滤器、安全阀、仪表：一套完整的强制润滑油站是滑动轴承风机的“血液循环系统”。必须保证油压、油温、油质在设计要求范围内。油品定期化验和滤芯更换是预防性维护的重中之重。
4. 密封系统 (Sealing System)
轴端密封：防止润滑油泄漏和外界污染物（如灰尘、湿气）进入轴承箱，同时防止轴承箱内的油蒸气外逸。常见形式有迷宫密封 (Labyrinth Seal)、油封 (Oil Seal)、碳环密封 (Carbon Ring Seal) 或它们的组合。对于输送特殊气体（如H₂, O₂），需采用更高级别的干气密封或双端面机械密封。
5. 机壳与进气系统 (Casing & Inlet System)
机壳 (Volute Casing)：收集从叶轮出来的气体，并将动能转化为压力能。一般为铸铁或钢板焊接结构。需检查其是否有腐蚀或磨损。
进气箱（如有）(Inlet Box)：引导气体平稳进入叶轮，减少涡流损失。可能集成调节门。
进气调节门 (Inlet Guide Vane)：通过改变进气预旋角度来调节风机的流量和压力，比出口节流节能。需检查其动作是否灵活，叶片是否有变形。
6. 驱动系统 (Drive System)
通常由电动机通过联轴器直接驱动。联轴器多采用膜片式联轴器，能补偿一定的对中误差，并传递扭矩。对中精度是安装和检修后的关键检查项，不良的对中将导致振动加剧和轴承、轴封的过早损坏。
四、选型、安装与维护建议
1. 选型：务必提供准确的介质成分、密度、进口压力、进口温度、所需流量、出口压力等工艺参数。制造商根据这些参数进行选型计算，确定最终的转速、功率和材料选择。AI850-1.296是一个基础型号，具体配置需根据工况定制。
2. 安装：基础必须有足够的强度和稳定性。严格按照规范进行找正、找平，确保电机与风机主轴的对中精度。连接进出口管道时，应避免管道应力直接作用在风机机壳上。
3. 运行维护：
启停：启动前必须确认润滑油系统工作正常，油压、油温达标，特别是滑动轴承风机，严禁无油或油路不畅状态下启动。停机后，润滑油系统应持续运行一段时间为轴承降温。
监控：日常运行中密切监控轴承温度（特别是滑动轴承的回油温度）、振动值、油压等参数。任何异常变化都可能是故障的前兆。
预防性维护：定期进行油品分析、振动分析、状态监测。根据运行小时或状态监测结果，计划性安排检修，检查轴承间隙、叶轮状态、密封情况、对中等。
结论
AI850-1.296型悬臂单级单支撑离心风机是一款设计成熟、应用广泛的大流量工业风机。其采用的滑动轴承（轴瓦）技术，虽然对润滑系统要求较高，但为其在重载、高速工况下的长期稳定运行提供了可靠保障。深入理解其型号含义、结构特点、适用范围以及关键配件的功能与维护要点，对于风机技术人员进行正确选型、高效安装、科学维护以及故障诊断至关重要，是保障生产连续性和经济性的基础。