V101壓縮機(jī)止推軸承磨損原因分析
2012-03-08作者：竇希良
摘 要：齊魯乙烯苯醉裝置蒸汽透平空氣壓縮機(jī)止推軸承出現(xiàn)快速磨損（9個(gè)月），導(dǎo)致軸位移量超標(biāo)。磨損原因是帶分油槽結(jié)構(gòu)的止推軸承，潤(rùn)滑油路不合理性；潤(rùn)滑油入口油楔不明顯，對(duì)油膜的形成不利；改用無(wú)分油槽的止推軸承瓦架；根據(jù)軸的旋向，將油楔寬度控制在3～5mm，角度5°左右。可避免止推瓦的偏磨和快速磨損。關(guān)鍵詞：止推軸承；磨損；油膜；油楔
V101蒸汽透平空氣壓縮機(jī)是齊魯乙烯苯配裝置的關(guān)鍵設(shè)備。該壓縮機(jī)止推軸承出現(xiàn)磨損超標(biāo)，軸位移儀表檢測(cè)裝置報(bào)警。壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家：德國(guó)阿特拉斯（Atlas）公司；型號(hào)GT098LiLo；驅(qū)動(dòng)機(jī)為蒸汽透平；壓縮機(jī)額定狀況下的運(yùn)行參數(shù)：排氣量88440m3/h；吸入口溫度12.9℃；排出口溫度58℃；吸入口壓力0.0985MPa；排出口壓力0.1505MPa；壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速：4472r/min；聯(lián)軸器輸入功率1360kW。
V101壓縮機(jī)一直使用進(jìn)口的止推軸承，結(jié)構(gòu)如圖1。
止推軸承磨損時(shí)已運(yùn)行9個(gè)月，比正常運(yùn)行周期約短近一半時(shí)間，軸的串量從初裝時(shí)的0.25mm，增大至0.33mm，而標(biāo)準(zhǔn)值范圍是0.2～0.31mm，止推間隙已超標(biāo)。拆下止推軸承檢查，其止推瓦塊均已磨損，且是沿圓周方向偏磨（圖2）。
二、磨損原因分析
1.軸向力加大對(duì)止推軸承磨損的影響
轉(zhuǎn)子軸向力超出設(shè)計(jì)負(fù)荷。生產(chǎn)工藝方面的原因有：壓縮機(jī)吸、排口堵塞或不暢，導(dǎo)致吸入或出口流量低，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速提高負(fù)荷加大。影響壓縮機(jī)軸向力的裝配間隙有：葉輪與吸入管口、排出管口的間隙，葉輪與掃殼端蓋的間隙。各間隙部位如圖3所示。經(jīng)檢查，壓縮機(jī)本身生產(chǎn)工藝均正常，裝配間隙均符合要求。
(1)潤(rùn)滑油牌號(hào)不正確
潤(rùn)滑油牌號(hào)不正確，會(huì)引起止推軸承摩擦副油膜形成不足，造成摩擦面磨損。實(shí)際油品無(wú)問(wèn)題。
(2)軸承瓦架結(jié)構(gòu)不合理帶分油槽結(jié)構(gòu)的軸承，是國(guó)外軸承制造商開(kāi)發(fā)的一種新型試驗(yàn)瓦架，增加分油槽的目的是為了加速潤(rùn)滑油的循環(huán)，使?jié)櫥湍苎杆賻ё邚较蜉S承產(chǎn)生的摩擦熱，從而降低徑向軸承的溫度。但這種軸承在V101機(jī)組上卻并不適應(yīng)，原因在于其潤(rùn)滑油路的不合理性。
V101壓縮機(jī)軸承潤(rùn)滑的油路是：加壓后的潤(rùn)滑油從徑向瓦塊之間的注油孔注入，一部分流入徑向瓦塊巴氏合金層與軸之間的間隙，再經(jīng)此間隙流入止推瓦與止推盤之間潤(rùn)滑。另一部分直接從徑向瓦塊之間流出，進(jìn)入止推瓦與止推盤之間。兩部分潤(rùn)滑油在止推瓦塊巴氏合金層上形成充足的油膜。
增加了分油槽軸承，潤(rùn)滑狀況隨之改變。潤(rùn)滑油從徑向瓦之間的注油孔注入；一路經(jīng)徑向軸瓦進(jìn)入分油槽，另一路直接從注油孔進(jìn)入分油槽。而分油槽內(nèi)有4個(gè)直徑6mm的泄油孔，這4個(gè)油孔，使一部分潤(rùn)滑油不經(jīng)止推瓦塊直接流到回油腔。所以潤(rùn)滑油經(jīng)分油槽流向止推瓦塊的過(guò)程中，油的壓力和流量都大大降低。分油槽內(nèi)的潤(rùn)滑油，只有在大于4個(gè)泄油孔的泄油量且維持足夠壓力時(shí)，潤(rùn)滑油才可能進(jìn)到止推瓦塊上，若這部分油量太少，則止推瓦塊摩擦面上建立不起良好的油膜，起不到或只部分起到潤(rùn)滑作用，就必然造成止推瓦塊的磨損或偏磨。
(3)止推瓦塊無(wú)明顯的油楔
帶分油槽的止推軸承瓦塊，按照軸的旋轉(zhuǎn)方向觀察，發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油入口油楔不明顯，僅有一條1×45°的倒角線。這對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，止推瓦塊與止推盤之間潤(rùn)滑油膜的形成很不利。由于油膜僅能在入口很小的范圍內(nèi)形成，瓦塊另一側(cè)油膜很薄，轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)就會(huì)造成止推瓦塊的偏磨。該壓縮機(jī)止推瓦塊的油楔正常尺寸應(yīng)為3～5mm寬，角度5°～10°之間，而實(shí)際上僅有一條1×45°的倒角線，遠(yuǎn)不能滿足將潤(rùn)滑油順利帶入摩擦副的需求。
三、改進(jìn)措施及效果
1.改用無(wú)分油槽的軸承瓦架。重新設(shè)計(jì)軸承瓦架結(jié)構(gòu)，去掉不合理的分油槽，新的軸承瓦架結(jié)構(gòu)如圖4所示。無(wú)分油槽的瓦架從結(jié)構(gòu)上保證了徑向軸承出來(lái)的潤(rùn)滑油能全部流入止推瓦塊上，為潤(rùn)滑油膜的充分形成提供了保證，因而大大改善了潤(rùn)滑狀況，減少了巴氏合金層的磨損。
在新的止推瓦塊上根據(jù)軸的旋向配置油楔寬度及角度，采用手工刮削的方法，并根據(jù)瓦塊的面積和所承載軸向負(fù)荷以及潤(rùn)滑油的壓力、戮度等條件，將油楔寬度控制在3～5mm，角度在5°左右，新油楔的形成大大改善了止推瓦塊的進(jìn)油條件，保證了整個(gè)瓦塊巴氏合金層上油膜的充足，避免了止推瓦的偏磨。
3.效果
措施實(shí)施后，機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，通過(guò)近一年的觀察，壓縮機(jī)軸位移量基本無(wú)變化，說(shuō)明壓縮機(jī)止推瓦的磨損量已控制在正常水平。
來(lái)源：《設(shè)備管理與維修》