轴承冷却：压缩空气的常见误用及修复方法
我在30年的压缩空气系统工作中得出的一个观察结果是，在误用压缩空气方面，永远不要低估电厂人员的创造力。我们几乎在参观的每个工厂都看到了一些新的东西，但我们遇到的一个更常见的问题涉及使用昂贵的空气来冷却轴承。
在最近的一次访问中，我们发现了压缩空气的滥用，这是由于安装而加剧的。如图所示，工厂人员从最近的芝加哥配件运行软管。他们没有足够的软管，结果，软管的末端距离轴承3.5英尺。在这个距离下，气流明显消散，从软管释放的60 scfm中可能只有10个与目标冷却区域相连。
在这种特殊情况下，缺乏远见不足为奇，因为运营商遇到问题时，会想出他们知道的最快的解决方法。不幸的是，对于工厂来说，这也是一种极其昂贵的方式。
滥用造成多种问题
轴承冷却经常应用于过热轴承，以及热环境中的边缘轴承。通常，操作者抓住最近的压缩空气软管，并根据最方便的方式将其绑在轴承上方的某个位置。操作人员通常关闭进气阀以节省空气，这是基于声音而不是有正确的轴承温度。这种策略存在三重问题。
一个主要问题是成本。压缩空气是一种昂贵的轴承冷却方法——如果持续使用，轴承冷却成本通常为10000美元。作为一个例子，我们审计了一家在单个轴承上使用该方法的工厂。八年后，空气仍在使用，但水平较低。然而，在这八年中，该工厂为冷却轴承而产生的运营成本估计为88000美元。
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上图是一个轴承箱，经过八年的压缩空气冷却。左侧是冷却第一年的壳体。右边是八年后的同一个单元。 |
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第二个问题是可靠性。如果使用过多的空气，如果轴承座一侧膨胀而另一侧收缩过多，可靠性可能成为一个问题。在这种情况下，热源一侧膨胀，而压缩空气冷却一侧收缩，如图1所示。
图1。轴承箱
第三个问题是可能发生的更大的可靠性问题，因为空气可能会破坏保护轴承不过热的温度传感器。在这些热成像图中，操作人员尽可能地将空气枪对准轴承壳。不幸的是，他成功地冷却了轴承的角落和温度传感器到一个较小的程度。
图像2到4(从左上到右)显示冷却空气枪移动到轴承的中心位置。图5和图6是在气枪移到原位置后1分钟和2分钟拍摄的。注意，在轴承外壳的其余部分，温度上升的速度有多快。点击在这里放大。
在这种情况下，让工厂人员大开眼界的是问题的根本原因和修复成本。根本原因是工厂没有购买专门的工具，需要把轴承正确地放在电机轴上。那个工具价值2000美元。使用空中喷枪每年的费用是9000美元。
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轴承冷却的更好选择
这里有四种解决这个问题的方法，所有这些方法的成本和效率都不同，顺序与效率相反。
第一种方法是使用空气移动器进行冷却，如图所示，加拿大工厂使用的空气移动器。这种特殊的空气移动器使用98 scfm的空气。
第二种方法是使用空气放大器，这只是一个小的空气推动者的所有意图和目的。它的优点就是:它使用的空气量更少。许多使用空气移动的操作者并不知道空气放大器的存在。
例如，在一个工厂，工厂人员安装了一个相当大的空气放大器，如所示，但只是破坏了给它的阀门。结果是一个冷却器轴承和6 scfm的气流需求。
第三种选择是使用电动马达驱动的风动器或风扇。在大多数情况下，它们往往会产生更多的空气。如图所示就是这样一个应用程序。
这种情况涉及0.75马力(hp)电机，所以它本质上使用了一半的能量，空气放大器使用在前面的例子。这意味着全电动在能源上有优势。然而，需要考虑成本差异。电动空气推动器的价格从500美元到3000美元不等，而空气放大器的价格在100美元不等。有趣的是，如果工厂没有电动风扇，那么在一个知识渊博的专业人士手中的空气放大器可能是财务上的最佳选择，比一个露天软管好数光年。
第四种选择是根据情况和备用空气源。在一些工厂，附近可能有一个低压空气源，其容量过剩。如果少量空气可以从气源处分流，则足以充分冷却轴承。这基本上是免费冷却。
如图所示，轴承用于称为集总断路器的装置上，该装置在称为冷却器的系统中工作。该设备由10000 cfm的风扇空气驱动。对于这个应用程序，虹吸200 scfm只是杯水车薪，系统永远不会注意到。以钻一个孔、增加一些管道和几个阀门为代价，回报是以天到周来衡量的。
经验教训
从这些经历中，有几个重要的教训可以吸取。一是应该进行分析以了解根本原因。这反过来将使电厂能够就如何解决问题做出最经济明智的决策。其次，应就所有这些轴承冷却方法的成本对电厂人员进行培训。最后，员工应配备必要的工具，以尽可能经济高效地解决这些问题。这包括使用热成像系统。鉴于智能手机热成像附件的价格不到400美元，这项技术对于重工业的维护人员来说是必须的。
有关更多信息，请联系压缩空气顾问公司总裁Paul Edwards，电话：（704）376-2600，电子邮件：保罗。edwards@loweraircost.com，或参观www.loweraircost.com．
阅读更多关于最终用途的系统评估在工厂，请访问www.ghtac.com/system-assessments/end-uses．
