离心风机滑动轴承系统解析与检修实务

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：离心风机、滑动轴承、轴瓦、巴氏合金、刮瓦、间隙、振动、检修规程

引言

离心风机作为工业领域不可或缺的流体输送设备，广泛应用于通风、除尘、冷却、物料输送等诸多工艺环节。其核心部件—转子系统（包含叶轮、主轴等）的高速稳定运转，直接依赖于高性能的支承系统，而滑动轴承正是大中型、高功率、高转速离心风机最主流和可靠的支承选择。与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力大、运行平稳、阻尼性能好、耐冲击寿命长等显著优点，但其结构复杂、检修技术要求高、维护不当易发生恶性事故。因此，深入理解滑动轴承的工作原理，掌握其检修与维护的核心技术要点，对于风机技术人员至关重要。本文将系统性地解析离心风机滑动轴承的基础知识，并重点围绕其检修实务进行详细阐述。

第一章 离心风机滑动轴承基础原理

1.1 滑动轴承的结构型式

在离心风机中，最常用的滑动轴承有两种基本型式：剖分式径向轴承 和 推力轴承。

剖分式径向轴承：承担转子的径向载荷，保持主轴在径向位置的稳定。其主要由轴承座、轴承盖、上下两半轴瓦、连接螺栓以及密封装置等组成。轴瓦内表面浇铸有一层减摩材料—巴氏合金（又称白合金），其质地柔软、嵌入性和顺应性好，是形成良好润滑的关键。轴承盖与轴承座的剖分面通常配有定位销，确保精确对中。 推力轴承：承担转子在运行中产生的轴向载荷，防止转子发生轴向窜动。它通常与径向轴承组合在一起，形成径向-推力联合轴承。推力面一般位于轴承的一端，由多个可倾瓦块或固定的推力面组成，同样依托油膜进行润滑。

1.2 油楔润滑原理与动压形成

滑动轴承并非依靠“硬碰硬”的接触来工作，其核心在于“以油隔金”，即在轴颈与轴瓦之间形成一层极薄但压力极高的动压油膜。

其形成需要三个基本条件：

润滑剂：具有合适粘度的润滑油。 相对运动：轴颈相对于轴瓦高速旋转。 楔形间隙：轴瓦内孔与轴颈之间必须构成一个收敛的楔形空间。

当风机主轴开始旋转时，轴颈依靠表面的粗糙度将润滑油带入楔形间隙。随着间隙逐渐变窄，带入的油量大于带出的油量，润滑油在此处积聚并被压缩，从而产生足以将轴颈“抬起”的流体动压力。当转速达到额定值时，这层油膜的压力足以平衡转子施加的径向载荷，使轴颈与轴瓦完全脱离直接接触，实现纯液体摩擦。此时的摩擦系数极小（可低至0.001-0.008），运行平稳，磨损微乎其微。

这个过程的稳定性可以用索莫菲尔德数（So） 来表征，它是一个无量纲数，综合了润滑油的动力粘度η（帕·秒）、转速n（转/秒）、轴承压强p（帕）以及轴承的相对间隙ψ（间隙C与轴颈直径D之比）等参数。其关系可近似表述为：

索莫菲尔德数 （So） ≈ （η * n） / p * ψ²

So数越大，表明油膜越厚，承载能力越强。检修中，通过控制轴承间隙（影响ψ）、选择合适的润滑油（影响η），都是为了保证在风机工作转速和载荷（影响p和n）下，能形成稳定的索莫菲尔德数。

第二章 滑动轴承检修前的准备工作与拆卸

“七分准备，三分修理”，充分的准备工作是安全、高效、高质量完成检修任务的前提。

2.1 安全与技术准备

办理作业票：严格执行停电、挂牌、上锁等安全隔离程序，确保风机电机完全断电，并关闭进出口阀门，系统隔离。 技术资料准备：查阅风机出厂图纸、说明书，明确轴承型号、设计间隙、过盈量、润滑油牌号等技术参数。 工器具与物料准备：准备专用拉马、液压千斤顶、铜棒、紫铜垫片、大锤、力矩扳手、水平仪、百分表、塞尺、压铅丝、刮刀、油石、红丹粉、以及新的轴承耗材（如轴瓦、密封件）、合格的润滑油等。

2.2 拆卸流程与要点

放油：在轴承座下方放置接油盘，拧开排油堵头，将旧润滑油彻底排放干净。 拆卸附属管线：小心拆下润滑油进回油管、温度测温线（如Pt100）、振动传感器接线等，并做好标记，防止回装时接错。 拆卸轴承盖：使用力矩扳手，按“先中间后两边、对称松动”的顺序，拆下轴承盖螺栓。检查是否有定位销，如有应先拔出。用顶丝或轻轻敲击剖分面凸台，使轴承盖与座分离，吊下轴承盖。 检查与测量：在吊出转子前，是检查原始状态的最佳时机。使用百分表测量主轴的抬轴量（可用于粗略估算间隙），检查轴瓦巴氏合金层是否存在磨损、裂纹、剥落、碾压、腐蚀等缺陷。 吊出转子：使用专用吊具，水平、平稳地将转子组件从轴承座中吊出，放置在专用的V型铁或支架上，对轴颈进行保护。

第三章 滑动轴承的检查、修复与刮瓦工艺

这是检修工作的核心环节，直接决定轴承的修复质量。

3.1 轴瓦的检查

外观检查：仔细检查巴氏合金层与瓦背（通常是铸钢或铸铁）的结合情况。用小锤轻轻敲击瓦背，声音应清脆响亮，若发出嘶哑的浊音，则表明合金层可能存在“脱壳”缺陷，此轴瓦必须报废。同时检查合金表面是否有划伤、麻点、烧灼发蓝等现象。 接触检查：清洗轴颈和轴瓦表面，在轴颈上均匀涂抹一层薄薄的红丹粉，将轴瓦扣在轴颈上，左右旋转数次后取下。观察轴瓦表面的接触印痕。理想的初始接触应在轴瓦底部中心区域（60°-90°包角内）均匀接触，且接触点每平方英寸不少于2-3个点。若接触点集中于两侧或一端，说明需要刮研。

3.2 刮瓦工艺

刮瓦是风机检修中技术要求最高的手艺活，其目的是使轴瓦与具体风机的主轴实现最优的配合，形成完美的楔形间隙。

刮瓦原则：“刮大留小，刮凸留凹”。即刮去接触印痕中颜色最深（接触最硬）的点位，保留未接触或接触较轻的区域。多次重复“涂丹-扣瓦-观察-刮削”的过程。 刮刀使用：使用专用的巴氏合金刮刀，保持刀口锋利。刮削时施力要均匀，刮削量要小，每次刮削都应是平滑的浅铲，避免出现深坑或棱角。 最终要求：经过多次精细刮研后，接触点应均匀分布在轴瓦中心区域，接触面积达到75%以上，接触点密度达到每平方英寸2-4个点。同时，要保证两侧瓦口留有足够的油槽（非接触区），以便润滑油顺利进入形成油楔。

3.3 轴承间隙与紧力的测量调整

这是保证轴承按设计工况运行的关键数值，必须精确测量。

径向间隙测量：
压铅丝法：最常用、最可靠的方法。选取直径约为设计间隙1.5-2倍的软铅丝（电工保险丝即可），截取三段长度略短于轴瓦宽度的铅丝。将其中一段放在轴颈正上方，另外两段放在轴承座剖分面上方左右两侧。装上轴承盖，按标准力矩对称紧固螺栓。然后松开螺栓，取下轴承盖，小心取出被压扁的铅丝。用千分尺测量三处铅丝的厚度。 计算：顶部铅丝厚度即为顶间隙。两侧铅丝厚度的平均值即为侧间隙。通常要求顶间隙为（0.1% - 0.15%）× 轴颈直径D，侧间隙约为顶间隙的一半。例如，轴颈D=150mm，设计顶间隙一般为0.15mm - 0.225mm。
瓦背过盈力（紧力）测量：
目的：防止轴瓦在轴承座孔内发生转动或颤动，保证散热效果。 方法：同样使用压铅丝法。将铅丝放在轴承座剖分面上和轴瓦瓦背的顶部。紧固轴承盖螺栓后，测量两处铅丝厚度。 计算：紧力 = （轴承座剖分面铅丝厚度平均值） - （瓦背顶部铅丝厚度平均值）。紧力值通常为0.02mm - 0.06mm。如果结果为负值，则说明存在“间隙”，是不允许的，需要通过调整轴承座剖分面垫片或修刮瓦背来纠正。

第四章 回装、对中与试运行

4.1 回装与转子对中

清洁：将所有零部件清洗干净，油路孔道用压缩空气吹通。 回装：在轴瓦、轴颈上涂抹干净的润滑油，将下半轴瓦放入轴承座。平稳落下转子，然后安装上半轴瓦和轴承盖。按对称顺序和规定力矩紧固螺栓。 对中：滑动轴承风机的对中主要指联轴器对中。使用双表法（径向和轴向百分表）或激光对中仪，调整风机和电机的位置，确保其在冷态和热态补偿后，径向和端面偏差均在允许范围内（通常要求不超过0.05mm）。不良的对中会给轴承带来附加的弯矩应力，导致异常磨损和振动。

4.2 试运行与状态监测

油系统循环：启动润滑油站，检查油压、油温是否正常，确认各润滑油路畅通无阻。 点动试车：盘车无障碍后，点动电机，立即停车，检查有无摩擦、异响。 启动与监测：正式启动风机，在低转速下短暂运行后，逐步升速至额定工况。在此期间，密切监测：
轴承温度：使用红外测温枪或内置传感器监测，温度应平稳上升并稳定在安全值以下（通常≤70℃）。温度骤升是危险信号。 振动值：使用振动仪监测轴承座三个方向（水平、垂直、轴向）的振动速度或位移值。振动超标可能源于平衡不良、对中不佳、轴承间隙不当或油膜振荡。 异响：倾听轴承内部有无规律的敲击声（暗示间隙过大）或不规则的摩擦嘶叫声。
验收：连续运行4-8小时，所有参数稳定且优于标准（如振动值≤4.5mm/s，温度稳定），即可认定检修合格。

结语

离心风机滑动轴承的检修是一项融合了理论知识与实践经验的精细工作。从理解动压油膜的形成机理，到严谨地执行拆卸、检查、刮研、测量、回装和对中的每一步规程，无不体现着设备维护工作的科学性与艺术性。作为一名风机技术人员，唯有不断深化对基础原理的理解，并在实践中精益求精，才能确保这台“工业肺腑”的心脏—轴承系统，始终强劲而平稳地跳动，为生产系统的长周期安全稳定运行提供最可靠的保障。

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