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軸承知識
空壓機軸振異常危害

KDONAr-4000 /1800/110型和KDONAr-6000/2000/180型,其原料空氣壓縮機均為離心式壓縮機。

其中4000空分裝置空壓機為H440-6.2/0.98型,系開封某公司出產(chǎn);6000空分裝置空壓機為DH63-32型,系沈陽某廠出產(chǎn),兩空壓機均整體齒輪型結(jié)構(gòu),四級壓縮、三級冷卻,由同步電機通過齒輪聯(lián)軸器驅(qū)動大齒輪。一二級葉輪在一根齒輪軸上,三四級葉輪在一根齒輪軸上,分別與大齒輪嚙合,靠大齒輪進行增速,電機轉(zhuǎn)速1500r/min,H440空壓機一二級轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速12387r/min,三四級轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速14769r/min;DH63空壓機轉(zhuǎn)子則分別為9512r/min、11470r/min。每只轉(zhuǎn)子上有2只徑向軸承,系可傾瓦軸承,采用油泵供油強制潤滑。

可傾瓦軸承有5塊瓦,周向均布,軸襯的配列位置與主軸頸同心,瓦塊為鋼制件,內(nèi)孔澆鑄巴氏合金,與墊塊裝在一起。裝在軸承內(nèi)的瓦塊可以繞著自己的軸線(與主軸頸中心線平行)單獨擺動,同時由螺栓周向限位,使它在工作時不會與軸頸一起轉(zhuǎn)動,這種可傾瓦軸承對于減振很有效,油從軸承殼的外側(cè)環(huán)形間供入,經(jīng)過軸承間隙回油。

運轉(zhuǎn)中,每塊瓦塊隨著軸頸旋轉(zhuǎn)而生產(chǎn)的流體動力調(diào)整自己的位置,從而使每個瓦塊具有最佳油楔。由于瓦塊之間的間隙大,油膜不連續(xù),與油膜旋轉(zhuǎn)有關(guān)的不穩(wěn)定性也就難以形成。

每級葉輪軸上均裝有2個測振點,在轉(zhuǎn)子軸正上方呈90度分布,采用渦電流傳感,經(jīng)延長電流接至前置放大器后輸出非標準電壓信號,再經(jīng)儀控柜上框架式監(jiān)視器處理輸出標準模擬量信號在DCS上顯示,參與報警、聯(lián)鎖。

故障分析

兩臺空壓機運轉(zhuǎn)多年,針對不同情況的異常軸振進行分析討論,以求找到克服異常軸振情況的解決辦法。

1.轉(zhuǎn)子材料

H440空壓機在試車階段發(fā)生兩次以及兩年之后發(fā)生一次運行中軸振漸升后突然超量程聯(lián)鎖停車。打開檢查,葉輪出現(xiàn)裂紋或掉塊,造成轉(zhuǎn)子動平衡嚴重破壞,這種事故一般很少在空分行業(yè)發(fā)生,有可能系產(chǎn)品制造質(zhì)量問題。

2.長周期運行葉輪結(jié)垢附灰

投用的DH空壓機,運行到第三年7月份,表現(xiàn)在三四級軸振(圖中測點3A、3B、4A、4B)緩慢上升,并超越報警值(64.75um),突破到70、80um,一二級軸振測點(1A、1B、2A、2B)未超過25 um,基本穩(wěn)定。經(jīng)停機檢查,葉輪積灰多,且由于級間冷卻器冷凝水排水不暢,造成三四級后蓋板、葉輪上有水垢,污物的存在使轉(zhuǎn)子動平衡破壞;對級間冷卻器抽芯檢查,其內(nèi)壁腐蝕嚴重,底部許多銹渣,將兩套轉(zhuǎn)子進行流道清洗、探傷檢查、動平衡校驗后開機軸振正常,同時對冷卻器內(nèi)壁進行徹底除銹防腐,并將冷凝水吹除管由DN25擴大到DN50,防止運行中冷凝水積聚在底部被氣流帶走沖刷葉輪。2009年9月份,DH空壓機一級軸振上漲,一個月時間上漲20um,達到57um,三四級平穩(wěn)未超過27um,仍是通過清洗葉輪、校正動平衡解決。

3.瓦塊存在損傷

同年,DH空壓機在處理四級出口管上管套環(huán)漏氣后,開機后原本平穩(wěn)的軸振持續(xù)上升,其中一級軸振較檢修前漲30um達53um,二級軸振上漲13um達37um無法緩解,只好停機檢查。發(fā)現(xiàn)二級上瓦塊損壞,巴氏合金脫落,更換瓦塊處理后開機平穩(wěn),各級軸振未超過30um。

4.軸承間隙過小,瓦塊接觸面臟

近幾年,H440空壓機頻繁出現(xiàn)各級軸振呈正弦波形異常波動情況(見下圖),有時波動幾個、十幾個um,有時突升突降或伴隨軸溫突變2℃左右。打開軸承檢查,瓦塊并未損壞,但瓦面上有油積碳現(xiàn)象,導(dǎo)致軸承間隙偏小、接觸面不良,但對潤滑油進行化驗,油質(zhì)合格。有時可從大齒輪上發(fā)現(xiàn)許多油渣,雖說潤滑油化驗合格,但不排除在特定運轉(zhuǎn)條件下油質(zhì)發(fā)生變化這一可能性。每次清除過油積碳后軸振平穩(wěn),后來潤滑油選用殼牌統(tǒng)一品牌的汽輪機油后,在檢修時軸瓦面上沒有了積碳現(xiàn)象,機器運行軸振沒有再出現(xiàn)正弦波形異常波動。

5.儀控測點故障

H440空壓機檢修開機后曾出現(xiàn)二三級的兩個軸振測點(2B、3B)不正常:測點3B一直上升,測點2B波動大。只好再次停機檢查,發(fā)現(xiàn)固定傳感器的緊固螺母松動,脫落于傳感器端頭與轉(zhuǎn)子主軸間而隨軸轉(zhuǎn)摩擦,影響了測量。于是對各軸振測點重新檢查緊固傳感器的固定螺母,開機后軸振正常。有時傳感器與延長電纜接頭有油,也會測量有誤。前置放大器使用時間長,線性差,也會使軸振波動。

6.電機與壓縮機的對中

施工應(yīng)按說明書要求,同軸度要合格。DH63空壓機因軸振上漲檢查中發(fā)現(xiàn)電機與壓縮機對中不合格,吊開電機調(diào)整時看到電 機下邊墊鐵使用不規(guī)范:用槽鋼來代替墊鐵且有的已經(jīng)變形;壓漿層也不符合規(guī)范,有墊鐵高出壓漿層現(xiàn)象,部分墊鐵和電機底座未結(jié)合緊密。以上導(dǎo)致運行中對中發(fā)生變化,軸振波動上漲。

解決辦法:

1.制造廠家必須保證產(chǎn)品質(zhì)量。對轉(zhuǎn)子、大齒輪這些核心組件必須確保材質(zhì)可靠。如選用的葉輪材質(zhì)LV302B高強度不銹 鋼,這么多年在DH型空壓機產(chǎn)品上從未出現(xiàn)過葉輪裂紋問題。

2.機組安裝必須嚴格按照要求確保施工質(zhì)量。聯(lián)軸器對中、軸瓦間隙、地腳螺栓緊固、軸承蓋與軸承間隙的過盈量、轉(zhuǎn)子與密封的間隙、電機基礎(chǔ)等必須符合相關(guān)技術(shù)要求。

3.潤滑油定期化驗、更換。每次換油時放凈殘油、清理干凈油箱、過濾器、機殼、冷卻器等。油品選用正規(guī)渠道、正規(guī)廠家供貨。

4.精心操作,避免壓縮機工作點進入喘振區(qū)造成損壞。每次開機前必須實驗聯(lián)鎖停機、油泵聯(lián)鎖啟停和防喘振閥動作的可靠性,調(diào)整負荷要注意不能超壓。

5.嚴格按照設(shè)備操作規(guī)程控制各項參數(shù),避免油溫過低、過高,波動大。油壓符合要求,操作要平穩(wěn)緩慢,杜絕大起大落。

6.盡量減少開停機次數(shù)。每次大機組啟動過程中都要發(fā)生較大振動,對軸瓦損傷大,所以減少停機次數(shù),避免帶負荷突然停機,加強對電氣線路的巡檢維護。

7.每年要計劃對機組大修一次。按說明書要求對級間冷卻器、壓縮機組、潤滑系統(tǒng)做徹底維護,轉(zhuǎn)子進行流道清洗、探傷檢查、動平衡檢驗,冷卻器抽芯檢查、清理內(nèi)壁銹蝕進行防腐等。

8.每次檢修完畢,儀表人員必須調(diào)整、緊固好傳感器螺母,間隙電壓符合技術(shù)要求,各連接點牢固可靠,杜絕測量有誤的現(xiàn)象。

9.引入安裝空壓機在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng),引入新的測振判斷技術(shù),各大機組聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,以便能及時發(fā)現(xiàn)問題及早處理,也可提高設(shè)備管理的現(xiàn)代化水平。

來源:壓縮機網(wǎng)

(版權(quán)歸原作者或機構(gòu)所有)

發(fā)布時間:2025-12-20


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