浮选(选矿)专用风机CJ180-1.5 基础知识、配件与修理解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：浮选风机、多级离心鼓风机、CJ180-1.5、型号解析、风机配件、风机维修、选矿设备

引言

在矿物加工领域，浮选是分离有价值矿物与脉石（无用矿石）的关键工艺之一。该工艺依赖于向矿浆中充入大量细小、均匀的空气气泡，使目标矿物颗粒选择性附着于气泡并上浮至液面，从而实现分离。在这一过程中，为浮选槽提供稳定、适宜气源的核心设备便是浮选专用鼓风机。其性能的优劣直接关系到气泡的生成质量、浮选效率乃至最终的精矿品位与回收率。在众多类型的浮选风机中，多级离心鼓风机因其效率高、运行稳定、风压范围广等特点，成为大中型浮选厂的首选。本文将聚焦于浮选（选矿）专用多级离心鼓风机的基础知识，并以典型型号CJ180-1.5为例，深入解析其型号含义、核心配件构成以及常见的修理维护要点，旨在为风机技术同行及相关从业人员提供一份实用的参考。

第一章 浮选工艺对风机的核心要求与多级离心鼓风机简介

1.1 浮选工艺对供风系统的要求

浮选过程并非简单地需要大量空气，而是对空气的供给有特定且严格的要求：

恒定的压力： 浮选槽的液位深度决定了风机需要克服的静压头。此外，空气需要通过充气器（如转子-定子组、喷枪等）被分散成微细气泡，这个过程会产生压力损失。因此，风机必须提供足够稳定且高于系统总阻力的出口压力，以确保气流能均匀地通过所有充气器，形成大小一致、分布均匀的气泡群。压力波动会导致气泡大小不均、气量分布失调，严重破坏浮选效果。 稳定的流量： 单位时间内送入浮选槽的空气体积（流量）是决定浮选速率和产能的关键参数。流量需根据矿石性质、矿浆浓度、药剂制度等因素进行精确设定并保持稳定。流量过大可能导致液面翻花、矿化效果差、能耗增加；流量过小则气泡承载矿物能力不足，回收率下降。 洁净无油的空气： 浮选过程中使用的化学药剂对油分非常敏感。若风机润滑油泄漏至气流中，会严重污染矿浆，破坏药剂作用，导致浮选指标急剧恶化。因此，浮选风机必须确保输送的空气洁净、无油。 连续可靠的运行： 浮选生产线通常是连续作业，停机意味着巨大的经济损失。因此，要求风机具有高可靠性、长寿命和易于维护的特点。

1.2 多级离心鼓风机的工作原理与优势

离心鼓风机的工作原理基于动能转化为静压能。当叶轮被电机驱动高速旋转时，气体从叶轮中心（进气口）被吸入，在离心力作用下被加速并甩向叶轮外缘，气体的动能增加。随后，高速气流进入扩压器，流道截面积增大，气流速度降低，部分动能则转化为静压能。单个叶轮所能产生的压升（压力增加量）有限，对于浮选所需的中等压力水平，通常需要将多个叶轮串联在同一根主轴上，并配以相应的扩压器和回流器，构成多级离心鼓风机。气体每经过一级叶轮和扩压器，压力就得到一次提升，最终在出口达到所需的工作压力。

相比于罗茨鼓风机等容积式风机，多级离心鼓风机在浮选应用中具有以下显著优势：

运行平稳、振动小： 离心式作动方式决定了其气流是连续、平稳的，噪声和振动相对较低。 效率高，尤其在部分负荷时： 通过进口导叶或变频调速，可以在较宽的工作范围内保持较高运行效率，节能效果明显。 无内部接触、无油污染风险： 叶轮与机壳之间存在间隙，无机械摩擦，通常采用迷宫密封等非接触式密封，从根本上避免了润滑油对工艺空气的污染。 风量风压范围广： 通过改变级数、叶轮尺寸和转速，可以灵活满足不同浮选系统的需求。 维护量相对较小： 结构相对简单，核心部件坚固耐用。

型号中的“CJ”或“CF”正是标识了这类风机的专属性，“J”常代表“矿山机械”或“金属矿山”，“F”可代表“浮选”，明确其针对选矿浮选工艺的设计优化。

第二章 风机型号CJ180-1.5深度解析

参考提供的型号规则，我们对CJ180-1.5进行逐项解读：

“CJ”： 这是风机的系列代号。“C”通常表示“离心”（Centrifugal）鼓风机。“J”在此特定语境下，如前言所述，代表“选矿专用”或“金属矿山用”。整个“CJ”系列表明该风机是专门为选矿厂，特别是浮选工艺工况设计和制造的离心鼓风机系列，在材料选择、结构强度、防腐蚀、密封性能等方面针对矿山环境（多粉尘、潮湿、腐蚀性气体）进行了特殊优化。 “180”： 这表示风机在标准进气状态下的额定容积流量，单位为“立方米每分钟”。即，该风机设计的输送空气能力为每分钟180立方米。这是选型时最关键的参数之一，需要与浮选系统所需的总气量相匹配。计算系统总气量需考虑所有浮选槽的充气器数量、单个充气器的额定耗气量以及必要的富余系数。 “-1.5”： 此部分定义了风机的压力参数。根据规则，“-”后面的数字表示风机的出口绝对压力，单位为“个标准大气压（atm）”。因此，“-1.5”意味着该风机的出口绝对压力为1.5个大气压。我们知道，1个标准大气压约等于0.1兆帕（MPa）或100千帕（kPa）。那么，1.5个绝对大气压相当于0.15 MPa（表压约为0.05 MPa或50 kPa）。这个压力值是为克服浮选槽液位静压、充气器阻力及管道系统压力损失之和而设计的。 关于进风口压力的说明： 在型号“CJ180-1.5”中，没有使用“/”来特别指明进风口压力。根据规则，这意味着其进风口压力默认为1个标准大气压（绝对压力），即标准进气条件。风机样本上标注的性能曲线（流量-压力曲线、流量-功率曲线）通常都是基于标准进气条件（温度20°C，相对湿度50%，大气压力101.325 kPa）绘制的。若实际安装地点的海拔较高（大气压力低）或进气温度过高，风机的实际排气压力和流量会下降，需要进行换算修正。

综合理解： CJ180-1.5型号机是一款专为选矿浮选设计的离心鼓风机，它能够在标准进气条件下，每分钟输送180立方米的洁净空气，并将其压缩至出口绝对压力为1.5个大气压（表压约50 kPa），以满足特定浮选系统的工艺需求。

第三章 风机核心配件解析

一台多级离心鼓风机如同一个精密的系统，由数百个零件组成。了解核心配件的功能、材质和相互作用，是进行正确维护和修理的基础。以下以CJ180-1.5为例，解析其主要配件：

3.1 转子总成

这是风机的“心脏”，是作功的核心部件。

主轴： 通常采用高强度合金钢（如40Cr、42CrMo）锻造而成，经过调质热处理以获得优异的综合机械性能（高强度、高韧性）。所有旋转部件都安装于其上，承受巨大的扭矩、弯矩和离心力。 叶轮： 是多级风机中最重要的作功元件。通常采用后向或径向叶片设计，以兼顾效率和压力。材质上，考虑到强度、耐磨性和耐腐蚀性，常选用优质碳素结构钢、低合金结构钢或不锈钢（如2Cr13、304等）。每个叶轮都需经过精密的动平衡校正，以确保运行平稳。 平衡盘： 安装在高压端，用于自动平衡转子轴向力。由于各级叶轮两侧存在压力差，会产生一个指向进气侧的巨大轴向推力。平衡盘利用其两侧的压力差，产生一个反向推力，大部分抵消这个轴向力，保护推力轴承。 联轴器： 连接风机主轴与电机轴，传递扭矩。常用类型有膜片联轴器（允许一定的径向、角向偏差，无需润滑）或齿式联轴器（需润滑）。其对中精度要求极高，不良对中是振动的主要根源之一。

3.2 静止部件

机壳： 也称为气缸，是风机的主体结构，容纳转子并形成气体流道。通常由铸铁（HT250等）或铸钢（ZG230-450等）制成，具有足够的强度和刚度以承受内部压力。结构上多为水平剖分式，便于转子的安装和检修。 扩压器： 固定于机壳内，位于每个叶轮出口后方。其功能是将气体从叶轮流出时的高动能有效地转化为静压能。通常由铸铁或钢板制成，流道型线经过精心设计。 回流器： 位于扩压器之后，其作用是引导气流平顺地改变方向，使其以最佳角度进入下一级叶轮的进口。同样由铸铁或钢制件构成。 进气室与排气室： 分别位于机壳的两端，引导气体平稳进入首级叶轮和汇集末级气体排出。内部可能设有导流板以减少涡流损失。

3.3 轴承与润滑系统

支撑轴承： 通常采用液体动压滑动轴承（径向轴承），承载转子的径向载荷。具有承载力大、阻尼效果好、寿命长的优点。巴氏合金（钨金）是常见的轴瓦材料。 推力轴承： 承受转子剩余的轴向力（平衡盘未完全平衡的部分）。可以是独立的金斯伯里（Kingsbury）型或米切尔（Michell）型可倾瓦推力轴承，也与径向轴承集成在一起。 润滑系统： 为轴承提供连续、清洁、冷却的润滑油。包括主辅油泵、油箱、冷却器、过滤器、安全阀、管路及仪表等。可靠的润滑是轴承长寿的关键。

3.4 密封系统

级间密封与轴端密封： 为防止气体在级间窜流和沿轴端泄漏，采用迷宫密封。迷宫密封由一系列环形齿片与轴（或轴套）上的光滑表面形成微小间隙，气体通过时产生节流效应而达到密封目的，属于非接触式密封，无磨损。材质可为铝、铜合金或不锈钢。 对于浮选风机，轴端密封的可靠性至关重要，必须绝对防止轴承腔的润滑油向机内泄漏。 除迷宫密封外，可能还会配合采用气封（向迷宫密封中间注入略高于机内压力的洁净空气，阻止油汽窜入）或碳环密封等，形成多重保护。

3.5 进出口调节装置

进口导叶（IGV）： 安装在风机进气口，通过改变叶片角度来预旋进入叶轮的气流，从而在较大范围内调节风机的流量和压力，且能保持较高效率。是离心风机常用的节能调节方式。

第四章 风机常见故障分析与修理要点

风机长期运行在恶劣工况下，难免出现故障。及时准确的判断和修理至关重要。

4.1 振动超标

振动是风机最常见的故障现象，原因复杂。

转子不平衡： 叶轮腐蚀、磨损、积灰（虽然浮选风机介质是空气，但若进气过滤不良，仍可能带入灰尘）或粘附物料（检修后），都会导致质量分布不均，引发振动。修理： 停机清理叶轮，必要时进行现场动平衡校正。 对中不良： 风机与电机联轴器对中超差，导致周期性强迫振动。修理： 使用百分表或激光对中仪重新精确对中。 轴承损坏： 磨损、疲劳剥落、保持架断裂等，振动信号中常伴有冲击成分。修理： 更换轴承，检查润滑系统，分析损坏原因（安装不当、润滑不良、异物进入等）。 基础松动或机座变形： 地脚螺栓松动或基础刚性不足。修理： 紧固地脚螺栓，检查基础水平，必要时加固基础。 喘振： 当风机在小流量、高压比工况下运行时，可能出现流量周期性剧烈波动的失稳现象，伴随巨大振动和噪声。修理： 立即开大出口阀门或降低转速，使工况点脱离喘振区。需检查防喘振系统（如放空阀、回流阀）是否正常。

4.2 轴承温度过高

润滑问题： 油质劣化、油号不对、油位过低、油路堵塞、冷却器效率下降。修理： 更换合格润滑油，清洗油路和冷却器。 轴承安装问题： 配合间隙不当（过紧或过松）。修理： 按规范要求调整间隙。 载荷过大： 对中不良、平衡不好导致附加载荷。修理： 解决根本的机械问题。

4.3 风量或风压不足

进气过滤器堵塞： 进气阻力增大，吸入气量减少。修理： 清洗或更换滤芯。 密封间隙过大： 级间和轴端迷宫密封磨损，内泄漏严重，效率下降。修理： 停机大修，更换磨损的密封件，调整间隙至设计值。 转速下降： 电机故障或皮带传动打滑（若为皮带传动）。修理： 检查电机和电源，张紧或更换皮带。 叶轮腐蚀或磨损： 叶片型线改变，作功能力下降。修理： 严重时需更换叶轮。

4.4 润滑油泄漏

油封损坏： 轴承箱轴端油封老化、磨损。修理： 更换油封。 结合面泄漏： 轴承箱盖、油管接头等密封不良。修理： 更换密封垫片或缠绕生料带，紧固螺栓。

4.5 修理的一般流程与注意事项

准备工作： 断电、挂牌、隔离介质通道。准备齐全的工具、量具、备件和技术资料。 解体检查： 按顺序拆卸，记录各部件的装配关系和原始数据（如间隙、对中值）。仔细检查各部件磨损、腐蚀、裂纹情况。 零件修复与更换： 对可修复的零件（如轴颈磨损可喷涂修复）进行加工，对无法修复或经济上不值得修复的零件（如轴承、密封）进行更换。确保新备件质量合格。 清洁与组装： 所有零件必须彻底清洗干净。按逆序进行组装，严格按照制造商提供的技术标准调整各项间隙（如径向轴承间隙、推力轴承间隙、迷宫密封间隙、叶轮与扩压器对中间隙等）。 对中复查： 组装完成后，重新精细对中。 试运行： 先点动检查转向。然后进行无负荷试运行，监测振动、温度、噪声。无问题后，逐步加载至额定工况，全面检查性能指标。

结语

CJ180-1.5型浮选专用多级离心鼓风机作为选矿厂的“肺”，其稳定高效运行是浮选指标达成的基石。深入理解其型号背后的技术参数，掌握其核心配件的结构与功能，并具备分析和处理常见故障的能力，对于风机技术人员而言是必不可少的。本文通过对该型号风机从基础要求、工作原理到型号解析、配件详解乃至维修维护的系统性阐述，希望能为一线技术人员提供有价值的指导。风机的管理重在预防性维护和精细化管理，通过定期的检查、保养和状态监测，及时发现并消除隐患，方能最大限度地延长设备寿命，保障浮选生产线的连续稳定运行，为企业创造最佳经济效益。

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