楊增軍
(侯馬冶煉廠,山西侯馬 043000)
摘 要:介紹壓縮機(jī)推力軸承工作溫度過高問題的處理過程。
關(guān)鍵詞:壓縮機(jī);推力軸承;故障處理
我廠冶煉工藝用風(fēng)所用壓縮機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下:流量=285m
3/min、壓力=444kPa、轉(zhuǎn)速=11250r/min、功率=1125kW。傳動結(jié)構(gòu):電機(jī)一增速機(jī)一壓縮機(jī),聯(lián)軸器為彈性膜片結(jié)構(gòu);壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)為四級葉輪串連在一根軸上。此壓縮機(jī)從1998年開始運(yùn)行,Z初各項(xiàng)參數(shù)都正常,唯有推力軸承TE218溫度過高。油溫45℃,推力軸承溫度就達(dá)98℃,油溫調(diào)整為40℃,推力軸承運(yùn)行溫度為93℃;但設(shè)備運(yùn)行不到半年,此軸承溫度超過報(bào)警溫度值100℃,設(shè)備自動停車。為維持生產(chǎn),解除壓縮機(jī)的聯(lián)鎖,推力軸承一直在報(bào)警溫度以上運(yùn)行。大修時(shí)解體,發(fā)現(xiàn)軸承推力盤表面劃傷嚴(yán)重,無法使用。更換推力盤后,設(shè)備僅能正常運(yùn)行3個(gè)月。
一、推力軸承發(fā)熱原因及排除
1.故障原因
故障原因可能有三個(gè):(1)推力盤面粗糙度不夠;(2)軸承面線速度過高;(3)軸承受力過大。經(jīng)分析認(rèn)為軸承受力過大是主要原因。壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子是由四個(gè)葉輪和平衡鼓串聯(lián)在主軸上,并有一個(gè)平衡鼓氣室,TE218推力軸承在軸承盒末端,而TE201推力軸承工作溫度為81℃,說明平衡鼓平衡力小于四個(gè)葉輪產(chǎn)生的軸向力,其上的氣封間隙大而造成平衡鼓前后壓差減小,降低了平衡力。更換氣封后,TE218測點(diǎn)溫度不再上升,保持在98~99℃,仍然接近100℃的報(bào)警值,說明軸承受力還偏大。
2.故障處理
?。?)增加平衡鼓前后壓差減小軸承受力
要增大平衡力Z直接的方法是加大平衡鼓的直徑,但其改造難度大,成本高。另一方法是把平衡鼓后氣室壓力降低成負(fù)壓,增大平衡鼓前后壓差來提高平衡力。為此在平衡鼓后氣室蝸殼處鉆孔,用DN50管道連通至壓縮機(jī)一級進(jìn)氣口,使平衡氣室形成一定負(fù)壓。如圖1所示,經(jīng)測試,在油溫45℃下,TE218工作溫度為93℃,TE201工作溫度為83℃。

圖1
?。?)利用電機(jī)磁力線不重合來減少軸承受力
雖然平衡管解決了部分平衡力,但要達(dá)到完全平衡還需增加真空系統(tǒng),但在壓縮機(jī)上增加設(shè)備不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且不便于操作。增速機(jī)傳動齒輪為人字齒,從電機(jī)到壓縮機(jī)間聯(lián)軸器為彈性膜片聯(lián)軸器,可以考慮用電機(jī)磁力來平衡推力軸承受力。在壓縮機(jī)機(jī)組找正時(shí),把聯(lián)軸器軸向尺寸調(diào)整到Z大(1.7mm),并通過調(diào)整使電機(jī)的磁力中心線與轉(zhuǎn)子中心線位置偏離4mm,使電機(jī)運(yùn)行時(shí)磁力與軸承受力方向相反,并通過彈性膜片聯(lián)軸器傳遞,就可相應(yīng)減少軸承受力。找正后,TE218軸承溫度低了3℃,TE201溫度為83℃。
試運(yùn)行時(shí),TE218又出現(xiàn)溫度返彈至94℃,檢查發(fā)現(xiàn)瓦塊發(fā)黑、軸承座中部有積炭,進(jìn)一步分析認(rèn)為是潤滑油量小,軸承熱量帶不走造成的。
二、潤滑油帶走熱量偏小的原因
?。?)油量供給不足、油溫過高;
?。?)潤滑油變質(zhì);
?。?)供油、回油結(jié)構(gòu)不合理。
根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)控,油壓>300kPa、油溫45℃均正常。對軸承座結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)潤滑油從軸承座的兩側(cè)供給推力軸承,但軸承并無排放點(diǎn),形成死區(qū),熱量無法帶走,因此產(chǎn)生積炭。為此在軸承座中部兩側(cè)鉆兩孔,在軸承壓蓋上靠近兩孔處對外開兩半槽增加排放點(diǎn)。改后推力軸承工作溫度達(dá)到正常。
ET218軸承改變回油后的潤滑供油量將增加,會造成其它軸承供油量減小。因此必須把ET218軸承分配點(diǎn)的油壓由280kPa調(diào)整至250kPa;其它軸承分配點(diǎn)的油壓不變。
參考文獻(xiàn):
[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊第三卷[K].北京:機(jī)械工業(yè)出版社出版,2004.
來源:《中國設(shè)備工程》2007年第7期