如何進(jìn)行大型透平壓縮機(jī)可傾瓦徑向軸承的常見故障排除

作者：邢佑兵

來源：通用機(jī)械

大型透平式壓縮機(jī)由于具有排氣量大、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)和壓縮氣流恒定無脈動(dòng)等特點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、動(dòng)力和空分等行業(yè)。由于這些行業(yè)的生產(chǎn)具有連續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，這就要求壓縮機(jī)必須擁有良好的性能才能維護(hù)好生產(chǎn)大流程的安全穩(wěn)定運(yùn)行。透平式壓縮機(jī)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子和軸承是Z重要的部件，它們直接決定機(jī)組的運(yùn)行周期。

可傾瓦徑向軸承的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

可傾瓦徑向軸承通常由3～5塊能在支點(diǎn)上自由傾斜的弧形巴氏合金瓦塊組成。瓦塊在工作時(shí)可以隨轉(zhuǎn)速、載荷及軸承溫度的不同而自由擺動(dòng)，在軸徑四周形成多個(gè)油楔。每一塊瓦塊通過其背面的球面銷及墊片支撐在軸承套中，瓦塊可以繞其球面支撐銷擺動(dòng)。潤滑油從各瓦塊之間的間隙進(jìn)入軸承。每個(gè)瓦塊作用到軸徑上的油膜作用力總是通過軸徑的中心，因此不會(huì)產(chǎn)生引起油膜渦動(dòng)的失穩(wěn)力，具有較高的穩(wěn)定性，理論上可以完全避免油膜振蕩的產(chǎn)生。另外，由于瓦塊可以自由擺動(dòng)增加了支撐柔性，還具有吸收轉(zhuǎn)軸振動(dòng)能量的能力，也就是常說的消振性。

可傾瓦有許多優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝檢修較困難、制造成本較高且對(duì)于外部要求條件苛刻等是可傾瓦的不足之處。但是，隨著大功率機(jī)組軸承在穩(wěn)定性、功耗及承載力等方面的要求愈來愈高，可傾瓦正在被越來越多的大功率機(jī)組采用?？蓛A瓦軸承在穩(wěn)定性、承載力及功耗等性能方面均居各種支撐軸承之首。

可傾瓦軸承運(yùn)行過程中常見故障現(xiàn)象：可傾瓦軸承溫度升高或振動(dòng)過大。其原因分析及處理見下表。

可傾瓦軸承的檢修及技術(shù)要求

1. 可傾瓦軸承拆卸程序

1）拆去儀表測(cè)溫和振動(dòng)探頭及其他妨礙軸承拆卸的接線。

2）拆軸承蓋中分面螺栓和定位銷，用頂絲輕輕頂起軸承蓋，然后吊開軸承蓋。

3）拆開軸承體中分面螺栓，拆去徑向軸承上部。

4）用抬軸專用工具輕輕將軸提起，提起高度以下半軸承體剛好繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)為限，將下半軸承體繞軸翻轉(zhuǎn)至軸頸上部，拆去下部軸承。注意：不得在轉(zhuǎn)子兩端同時(shí)提起轉(zhuǎn)子，也不得在末揭壓縮機(jī)大蓋的情況下使用行車起吊轉(zhuǎn)子，帶測(cè)溫元件的軸瓦在翻轉(zhuǎn)中應(yīng)注意不得碰壞儀表導(dǎo)線。大型主軸轉(zhuǎn)子在運(yùn)輸、保管及拆裝吊進(jìn)吊出過程中，宜輕拿輕放，切勿擦傷與撞擊軸承。

5）記錄每個(gè)瓦塊在軸承殼中的位置和方向，松開并拆去瓦塊背部定位螺釘，依次取出各瓦塊。

6）每次安裝與大修機(jī)器時(shí)，軸承及其各相配合的零部件部分均應(yīng)予以認(rèn)真檢查與驗(yàn)收，外購件和外修件必須保證內(nèi)在質(zhì)量及加工精度。

2. 檢修技術(shù)要求

（1）可傾瓦塊

1）瓦塊巴氏合金層應(yīng)無裂紋、掉塊、脫胎、燒灼、碾壓、磨損及拉毛等類缺陷。巴氏合金表面不允許存在沿軸向的劃痕和溝槽，沿周向的劃痕和溝槽的深度不超過0.1mm。瓦塊經(jīng)著色或浸煤油檢查，巴氏合金應(yīng)貼合良好，表面無偏磨，接觸印痕沿軸向均勻。

2）瓦塊背部承力面光滑，與瓦殼的接觸印痕沿軸向均勻并保持線接觸，繞軸搖擺的瓦塊，受力面接觸均勻，與軸銷配合不松晃，瓦背無燒灼壓痕和重載痕跡。

3）瓦塊進(jìn)油邊緣過渡圓滑，適于潤滑油進(jìn)入油楔。

4）同組瓦塊厚度應(yīng)均勻，相互厚度差用假軸或軸頸測(cè)量≤0.01 mm。

5）瓦塊背面銷孔及相應(yīng)的銷釘應(yīng)無磨損或偏磨，瓦塊在瓦殼內(nèi)搖擺靈活，不頂瓦塊。

6）帶測(cè)溫元件的瓦塊，其測(cè)溫元件與瓦塊固定可靠不松動(dòng)，測(cè)量元件要全部插入軸瓦塊測(cè)溫孔內(nèi)，引線絕緣保護(hù)層良好。組裝后，測(cè)溫元件及引線不妨礙瓦塊在瓦殼內(nèi)靈活擺動(dòng)，也不影響整個(gè)軸承組裝。

7）當(dāng)軸壓在下半支撐瓦上時(shí)，左右兩塊瓦應(yīng)受載均勻。

（2）軸瓦殼

1）瓦殼中分面密合，定位銷配合緊密，把緊中分面螺栓后，瓦殼中分面不錯(cuò)口。

2）軸瓦殼兩側(cè)油封無磨損，間隙不超差。油封上下中分接合面密合，且不頂瓦殼，端面不錯(cuò)口。

3）用涂覆紅丹粉的辦法檢查瓦殼在下半軸承座內(nèi)接觸情況，應(yīng)接觸良好。左右兩側(cè)與軸承座中分面齊平，兩側(cè)間隙前后左右均勻。瓦殼防轉(zhuǎn)銷不高出軸承座中分面。擰緊中分面螺栓后，瓦殼中分面、軸承座中分面密合無間隙。

4）軸瓦殼背部緊力和間隙符合制造廠設(shè)計(jì)要求。

5）瓦殼進(jìn)油和回油孔與相應(yīng)的軸承座油孔對(duì)正，測(cè)振探頭孔、溫度測(cè)量孔等均能對(duì)正。瓦殼進(jìn)油孔限流螺釘不松動(dòng)、固定可靠，孔徑符合要求。進(jìn)、回油孔不堵塞。

（3）軸承間隙的測(cè)?方法 可傾瓦軸承因其結(jié)構(gòu)原因，用其常規(guī)的測(cè)量方法，很難得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，下面介紹三種Z常用的測(cè)量方法。

1）直接測(cè)量法。此方法是用千分尺分別測(cè)量軸頸、可傾瓦塊及軸承體內(nèi)孔，通過計(jì)算得出軸瓦間隙。具體方法是：把可傾瓦從瓦殼內(nèi)取出，冼凈并除去銹痕及毛刺，將上下瓦殼把緊，用內(nèi)徑千分尺按上下、左右分別測(cè)3個(gè)不同方向孔徑數(shù)值，并作好記錄。用外徑千分尺測(cè)量幾個(gè)瓦塊的厚度時(shí)，因內(nèi)瓦面有弧度，測(cè)量時(shí)要用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圓柱體一起測(cè)量，測(cè)量時(shí)盡Z大可能減小誤差。根據(jù)測(cè)得各個(gè)部位尺寸，Z后計(jì)算出軸承間隙，此種方法測(cè)得的間隙值準(zhǔn)確，但測(cè)量時(shí)比較麻煩，一旦測(cè)量出現(xiàn)較大偏差，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量間隙偏大，用偏大的尺寸去調(diào)整軸承配合間隙時(shí)，會(huì)將軸承的實(shí)際間隙調(diào)整至小值，從而引起軸承損壞事故。所以，用這種方法進(jìn)行測(cè)量的維修人員，要具有相當(dāng)高的維修技術(shù)水平。否則，不推薦使用這種測(cè)量方法。

2）壓鉛絲測(cè)量法。壓鉛絲測(cè)量法是可傾瓦軸承測(cè)量間隙Z通用、Z常用的方法。國內(nèi)目前可傾瓦軸承常采用5塊結(jié)構(gòu)（3塊和4塊的也有，但不常見），這種結(jié)構(gòu)都是下瓦3塊，上瓦2塊，因此直接測(cè)量的數(shù)值不能反映真實(shí)間隙。下面介紹5塊可傾瓦軸承的壓鉛絲測(cè)量的計(jì)算方法：拆下軸瓦洗凈擦干，將接近軸承上限間隙1.5倍的等徑鉛絲放到軸頸處，然后把緊上瓦殼，將鉛絲壓好后取出，用千分尺在壓扁的鉛絲上測(cè)得取大厚度值，測(cè)出鉛絲的平均值，得出平均間隙，然后再乘以1.1的系數(shù)，就是軸承的實(shí)際間隙。這里需要注意的是鉛絲直徑應(yīng)為軸承規(guī)定上限間隙的1.5倍左右，不能太粗，否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量出的間隙數(shù)據(jù)誤差加大。

3）抬軸測(cè)量法。抬軸測(cè)量法是將軸瓦按工作狀態(tài)的要求安裝后，把軸緩慢地抬起，觀察軸頸頂端百分表移動(dòng)的數(shù)值來確認(rèn)軸瓦間隙。抬軸法測(cè)量比較直觀，操作簡便，不需計(jì)算，易于采用。但需配備相應(yīng)的抬軸專用工具，操作風(fēng)險(xiǎn)很大，所以要求具有一定水平的維修人員進(jìn)行這項(xiàng)工作，工作時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎操作。

抬軸測(cè)量法操作時(shí)注意：在測(cè)量時(shí)，必須用專用工具或手拉葫蘆進(jìn)行抬軸測(cè)量，禁止直接使用吊車抬升軸；在抬升軸測(cè)量過程中，當(dāng)百分表數(shù)值不變化時(shí)，即停止軸的抬升，防止軸承被拉壞；由于測(cè)量位置的不同，將會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)值的誤差，要綜合考慮各種因素對(duì)測(cè)量數(shù)值精度的影響。

4）瓦背配合情況的測(cè)量（瓦背緊力）（0.01～0.05mm）。壓鉛絲測(cè)量法在瓦殼背部和軸承座中分面分別放置直徑約0.05～0.1mm的鉛絲測(cè)量，兩鉛絲壓后的厚度差值，即為瓦背配合的間隙或過盈。直接測(cè)量法測(cè)量軸瓦塊外徑尺寸和軸承座內(nèi)孔徑，兩數(shù)之差即為瓦背過盈或間隙。

3. 檢修注意事項(xiàng)

1）可傾瓦軸承瓦塊不允許對(duì)軸瓦刮削，但為使整個(gè)軸承接觸良好，可在瓦量不超差并達(dá)到巴氏合金表面技術(shù)要求的前提下適當(dāng)修整局部毛刺、劃痕、積碳點(diǎn)。

2）瓦塊連同瓦殼一起更換時(shí)，應(yīng)用紅丹檢查新裝的下瓦殼與下軸承座的接觸情況，新瓦殼在軸承座瓦窩內(nèi)不得松晃，防轉(zhuǎn)銷不高出軸承座中分面。

3）在更換一副瓦塊時(shí)，要按照可傾瓦塊的編號(hào)、安裝位置及方向進(jìn)行更換?？蓛A瓦塊位置和方向不得裝錯(cuò)，否則可傾瓦軸承會(huì)直接被損壞。

以上節(jié)選自《通用機(jī)械》2020第5期

大型透平壓縮機(jī)組可傾瓦軸承的檢修技術(shù)

作者：濟(jì)南杭氧氣體有限公司  邢佑兵