罗茨风机转子轴向间隙作用及调整技巧

摘要 罗茨风机是发电厂重要的辅助设备。它在循环流化床电站中的使用频率相当的高。从化学水处理到石灰石粉输送、灰库细灰流化上，都能见到它的身影。它在电站运行的环节上有着重要作用。罗茨风机在检修工作中主要是径向间隙及轴向间隙的调整。径向间隙主要靠设备出厂时加工工艺来确定；轴向间隙主要是靠安装时的调整来确定。近年来罗茨风机在检修上存在以经验来确定轴向间隙大小，这种方式带来的结果很多情况下直接损坏设备，甚至不可修复。笔者根据罗茨风机运行时轴线膨胀的特点和尾端支推轴承定位的特点，以一种简便有效的方式来调整罗茨风机轴向间隙。取得了很好的实际效果。

关键词 罗茨风机；转子；轴承；密封；齿轮

中图分类号TH44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0112-02

四川白马循环流化床示范电站1×300MW机组，引进法国阿尔斯通公司的技术。于2005年12月30日并网发电。其中石灰石粉的输送全靠4台意大利ROBOX罗茨风机。

设备结构：

设备为三叶罗茨风机，工作风室与轴承座密封为碳精环密封。后端轴承为支推轴承承受转子径向力和轴向力。前端轴承为支撑轴承承受转子径向力。前端机盖与轴采用骨架油封密封。尾端有一对斜齿轮作为同步齿轮。动力传送方式为皮带轮传动。罗茨风机的径向定位通过零件的制作来保证。轴向定位需要通过调整，而转子轴向定位的调整好坏关系到整个风机运行好坏，所以至关重要。

1 轴向间隙作用

罗茨风机轴向定位的主要作用是：当风机在运行的时候，由于转子发热，轴系产生线膨胀和体膨胀。体膨胀的预留量通过径向加工来保证，线膨胀的预留量则通过轴向定位来确定。轴向预留量太大，风机效率会变低；轴向预留量太小，风机机壳及轴承会发热损坏。

一般来说轴向间隙不准会产生以下几种故障：

为了更好的理解轴向定位的作用，以下对错误的定位会造成的问题做一个系统的分析：

1）轴承座端面磨损

轴承端面磨损原因主要是2种原因，一种是异物进入转子与轴承座端面，这种情况发生几率太小，这里不做分析。二种是轴向间隙不够造成转子在线膨胀时与轴承端面接触磨损。我们知道任何物质的分子都在做无规则的热运动，分子就有速度，有动能。微观解释气体的压强就是大量的分子对容器壁的撞击，而温度是大量分子的热运动平均动能的度量。温度越高，分子的热运动平均动能就越大，分子的速度就大，我们知道，速度越大，撞击越猛烈，也就是气体的压强越大。当风机产生压力时，反之气体会产生温度。而温度造成转子伸长，如果间隙不够会造成转子与机壳件摩擦。

轴向间隙太小，造成端盖与叶轮端面磨损

同时摩擦产生热量，通过热传导会使轴承温度增加，从而损坏轴承，还会损坏密封环。

2）风机效率降低

轴向间隙太大，会造成风机效率降低。罗茨风机由于是容积式风机，它的风压和系统有关系，而和其它关系不大。也就是说和出口管道特性有一定关系。而流量和风机转速关系较大。但是如果轴向间隙调整偏大，会在叶轮端面和轴承座端面形成一个气体通道。而气体通道会使被升压后的空气通过它又回到风机的吸气口，使风机不断的做定量的无用功，使风机风量下降，效率降低。

3）风机振动

当间隙太小时，叶轮端面与轴承座端面摩擦。由于动静部位之间摩擦，机组会产生强烈的振动。过大的振动极易造成动静部分摩擦从而造成灾难性的后果，摩擦发生在转轴的密封环处，将会造成转子的热弯曲引起振动的进一步增加，形成恶性循环引起转子的永久性弯曲。而振动与轴的弯曲会造成轴承损坏，齿轮损坏，叶轮损坏，乃至整个罗茨风机报废。

2 调整技巧

2.1 定位原理

轴向间隙的定位主要是利用轴承的定位来确定轴向间隙。ROBOX罗茨风机的轴承定位方式是固定端—自由端式配置。罗茨风机尾端为固定端，前端为自由端,通过固定端，让转子在热态情况下向自由端自由膨胀。

2.2 计算间隙

计算转子在热态情况下的线膨胀量：

C=1.2ΔTL/100

C为热膨胀伸长量（mm）；

ΔT为轴运行时最高温度与环境温度之差；L为轴的长度。

当计算出C值时，C值为轴的最大线膨胀量

2.3 间隙调整技巧

罗茨风机轴向间隙调整主要是以计算数据为参考，使用尾端定位轴承来调整整个间隙。

1）测量机壳的两个端面之间的距离X；

2）测量转子两个端面之间的距离Y；

3）X—Y=&，其中&值为总间隙大小，&1+&2=&。如果&值小于C值，则在轴承座与机壳端面之间添加垫子调整；如果&值大于C值，则需要采用机械加工将机壳端面去材料处理。采取的标准是&值大于C值0.20mm。这0.20mm是补偿安装误差采用的经验值；

4）图中：轴承内圈与轴肩接触，轴承外圈与轴承座外圈定位环之间有间隙S。当外端盖使用螺栓紧固时，轴承推动整个转子向前端推动，&2值逐渐增大。所以在间隙S处添加垫片，使&1，&2值达到所要求的间隙。

5）在实际工作中，可以使用两种方法来确定垫片厚度。一种是测量法，测量法主要使用深度游标卡尺，测量S值，然后S-&2=K。K就为垫片厚度。另一种方法为加试法，加试法采用假轴套，轴套的外径比定位轴承外圈小1mm,内径比轴大1mm。厚度为标准轴承厚度。每次在加垫片处试加垫片，然后将轴套按标准紧固，使用塞尺测量&2值，直道&2值达到标准值。

6）&1与&2之间的关系为2:1的关系。就是当&1为0.30mm时，&2值为0.15mm。这样做的目的是增加转子自由端膨胀间隙。

3 结论

罗茨风机轴向间隙定位在安装过程中是罗茨风机检修工作中的重点。它的安装好坏关系到设备的稳定运行。而轴向间隙调整不准引起的罗茨风机损坏事件层出不穷。所以掌握罗茨风机轴向间隙调整的技巧至关重要。在转动机械设备检修中，一切应该以数据为唯一参照标准，任何以人为经验判断的错误方法应该摒弃。

参考文献

[1]风机及系统运行与维修问答[M].机械工业出版社，2005.

[2]ROBOX三叶罗茨风机安装.意大利ROBOX，2002.

[3]王海波.风机维修手册[M].化学工业出版社，2010.