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离心式压缩机轴承故障分析及处理对策

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2010年 增刊

轴承应用技术论坛

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表移动的数值来确认轴瓦间隙。抬轴法测量比较直观,

操作简便,不需计算,易于采用。

4. 瓦背配合情况的测量

(1)压铅丝测量法 在瓦壳背部和轴承座中分面

分别放置直径约0.1~0.2m m的铅丝测量,两铅丝压后的

厚度差值,即为瓦背配合的间隙或过盈。

(2)直接测量法 测量轴瓦块外径尺寸和轴承座

内孔径,两径之差即为瓦背过盈或间隙。

润滑油对可倾瓦轴承的影响

可倾瓦轴承的正常、高质量的稳定运行,必须靠良

好的润滑、合理的选择和使用润滑剂,采用正确的管理

方法。只要润滑管理工作做扎实了,就能延长可倾瓦轴

承的寿命周期,减少设备维护费用,节约能源。因此,

搞好设备润滑管理工作是可倾瓦轴承稳定运行和延长使

用寿命的重要环节。

由于润滑油在设备使用过程中是必不可少的消耗材

料,而社会上的润滑油市场存在着大量低效能的假冒伪

劣润滑油,油品的良莠不齐给很多设备运转造成了致命

的损害。所以,在购买时一定要认准品牌,选择那些信

誉好的厂家生产的优质产品,质量越是好的润滑油产品

假冒的越多,这尤其要引起足够的重视。

在加注润滑油时,要使用有脱水功能的滤油机进行

加注。另外,在出、入口处要安装合格的滤网,防止水

分和机械杂质随润滑油进入设备润滑系统。否则,将使

润滑油中的一些添加剂(浮游性添加剂、抗氧化剂等)

分解或沉淀失效。

利用润滑油油品检测仪器定期对设备润滑油进行油

品质量检测,实行按质换油,不仅可以确保设备得到良

好的润滑,延长设备大修周期,还可以有效地延长润滑

油的使用时间,降低润滑油的购置成本。

油样应在压缩机处于运行状态下提取,每次抽样必

须具有代表性。因此,抽样时必须十分小心,不允许有

任何污染。提取油样最好的方法是用洁净的塑料管从油

箱或油冷却器中提取。如需从排油塞处取样,则应在排

油塞打开后,放出不少于200mL油后再取样。

油品的抽样分析除对酸值、黏度、色相、含水量和

不溶解成分(沉淀的杂质)进行测定外,尽量创造条件

对不溶解成分中的颗粒进行分析。从油样中测得的金属

含量主要来自零件的正常磨损、污染和润滑油中的添加

剂。若油样中金属含量少于标准数值,说明压缩机运转

是正常的,反之则反映出某些零件可能发生了问题。当

润滑油中的金属含量突然增加,说明机组已处于非正常

运行阶段。此时,运动部件间摩擦增加,磨损加速,若

不及时采取措施磨损会急剧增加,造成相应部件损坏。

离心式压缩机轴颈表面的线速度很高而载荷较小,

属于高速轻载转子。一般都采用强制润滑的液体动压滑

动轴承。目前,离心式压缩机使用的轴承可分为圆柱瓦

轴承、椭圆瓦轴承、可倾瓦轴承。对轴承的要求是:抗

振性好,安全可靠,运行平稳,使用寿命长。

离心式压缩机轴承故障分析及处理对策

四川攀钢梅塞尔气体产品有限公司 谭绍斌

在离心式压缩机非计划停机检修过程中,通过解体

检查发现,离心式压缩机常见故障如动静部件磨碰、轴

承磨损超标直至损坏,甚至烧毁等都直接或间接与轴承

动静件间隙不合理、轴承振动相关。运行实践表明,轴

承故障是导致离心式压缩机失效的主要原因之一。轴承

质量的优劣是保证机组能否稳定、连续长周期可靠运行

的核心。对轴承故障的及早发现并诊断是离心式压缩机

运行维护中最为重要的技术措施。

1. 轴承故障分析

(1)部件松动引发的轴承故障 轴瓦间隙过大、

轴承与轴承座配合间隙过大可认为是部件松动。此类故

https://www.doczj.com/doc/333691503.html,

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https://www.doczj.com/doc/333691503.html,

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F 障会引发离心式压缩机不规则、不稳定的“跳跃”式的振动甚至轴窜动,压缩机部件松动将引起严重的轴承故障,对离心式压缩机安全运行形成巨大的威胁。

(2)气路故障引发的轴承故障 气路疏水故障及冷却器泄漏会导致气体介质中水含量超标,叶轮长时间带水运行,从而造成离心式压缩机的叶轮与流道积灰甚至严重结垢,破坏转子动平衡,导致转子动平衡失衡,从而引起轴承轴瓦振动。振动会造成离心式压缩机特别是其关键部件轴承轴瓦的巴氏合金严重磨损、脱落等损坏,甚至轴瓦烧毁。

(3)振动引起的轴承磨损 轴与轴瓦发生干摩擦及(磨粒)磨损所致的轴承巴氏合金碎裂较常见。均匀的、非超标轴承磨损一般不会引起严重后果。只有当轴承的工作条件偏离了其设计工况时,则可能诱发激烈的润滑油油膜涡动或油膜振荡。油膜涡动或振荡加剧轴承的振动和磨损,轴瓦超标磨损使得轴瓦间隙进一步增大,从而导致轴系振动值随之增大甚至严重超标,最终使滑动轴承包括轴承巴氏合金碎裂。

(4)油路故障引发的轴承故障 油路故障包括油路阻塞、油路不畅、断油。供油油压过低,润滑不良,满足正常承载能力要求的油膜难以形成,断油将使轴颈和轴瓦发生轴承与轴颈碰磨甚至直接进入干摩擦状态,轴承过热,导致轴承巴氏合金迅速烧蚀。

(5)转子不平衡引发的轴承故障 离心式压缩机运行中转子轴等部件因裂纹扩展开裂变形及零部件的松动和脱落的瞬时冲击、转子腐蚀、磨损等产生的转子质量不平衡,甚至叶轮结垢脱落造成的微小转子动不平衡,以及不对中故障(不对中故障分为轴承不对中、联轴器不对中及转子轴系统不对中,不对中可视为转子不平衡)等都会造成转子轴系失稳,导致轴承振动高,超过标准值,同时可诱发油膜涡动与振荡,导致滑动轴承碰磨、损坏等。

2. 减少甚至消除轴承故障所采取的对策

离心式压缩机属于大型高精密机械,所有的监控、诊断及处理方法都是依靠核心的专业技术人员、专家(专家系统)作为支撑的。在所有作业环节应充分体现设备管理工作以人为本的思想,重视操作人员、检修人员及技术专家的作用。

在离心式压缩机的起动和停机阶段,轴承的轴瓦都会受到异常摩擦或磨损,破坏转子,诱发轴承振动超

高。因此,为确保平稳运行,离心式压缩机应尽量减少起停次数,避免频繁开停机的运行工况。

勤换离心式压缩机进气过滤器或者提高进气过滤器精度,减少灰尘在叶轮上积聚,杜绝叶轮流道结垢和尘垢脱落造成不平衡力的机率。定期排放气体疏水,对气中的微量水进行分析监测,及时发现气体冷却器泄漏并采取措施。

3. 加强检修装配质量控制

(1)从轴承静态特性参数方面入手,将本身稳定性较差的动圆柱瓦、椭圆瓦滑动轴承改为可倾瓦轴承,增加轴承油膜稳定性和抗振性。

(2)大型离心式压缩机装配的精度要求都非常高,其检修安装(装配)要确保基础、地脚螺栓、轴承或轴承座等所有非转动部件的紧固,特别要确保基础底座平直度、水平度、轴承座的形状及位置公差、成对轴承座中心线对中误差以及对应轴承座中心线平行度误差等技术参数。

(3)高速运转的离心式压缩机对于动静平衡的要求精度特别高。在进行动平衡检查前,应重点进行转子轴的整体装配紧力、齿轮精度等级、齿面粗糙度、轴径的表面粗糙度及端面圆跳动度的检查确认,确保转子轴整体的动平衡精度,避免转轴发生松动。在转子安装前还必须进行转子动平衡精度复核检测及修正,尽可能消除转子在制造过程中因材质不均匀、加工精度等导致的转子不平衡故障。

(4)轴承轴瓦研磨是离心式压缩机检修装配质量控制核心。研瓦一般分为初研、细刮、精刮三步。细刮轴瓦、精刮轴瓦应采取手工刮研轴瓦。轴承轴瓦研磨必须保证轴承轴瓦型线曲率稳定,压缩机轴承的型线曲率及中心线对中是调整三轴平行的关键。确保轴与轴瓦以及轴瓦与轴承座之间的接触面积、接触范围角及接触斑点要求,轴瓦与轴的间隙、叶轮与涡壳各部位间隙、齿轮啮合间隙等各部配合间隙必须严格执行相关技术标准要求,从而确保轴承中润滑油形成承载油楔的稳定性。

另外,搞好润滑管理工作,可防止和减少离心式压缩机轴承的磨损,预防设备事故,提高经济效益。如加强润滑系统参数监测,确保定期换油,改善润滑油质量,严格执行定期铁谱光谱分析、理化指标监测。

频谱分析是离心式压缩机轴承故障监测的有效手段。可以通过频谱分析中轴承振动的方向性(轴向、径

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浅析如何最大化滚动轴承的使用寿命

冀中能源峰峰集团邯郸洗选厂 杨照伟

理论上滚动轴承的使用寿命为20 000~80 000h,但

是,滚动轴承在使用过程中由于本身质量和外部条件的原

因,其承载能力、旋转精度和耐磨性能等会发生变化。

当轴承的性能指标低于使用要求而不能正常工作时,轴

承就发生了故障甚至失效,过早的轴承失效会导致代价

高额的设备停工,有时甚至还会导致更严重的后果。

滚动轴承的选用,包括类型、尺寸、精度、游隙、

配合以及支承形式的选择与寿命计算,通常可以按以下

步骤进行:

(1)根据工作条件确定轴承部件的结构形式(滚

动轴承的分类见下图)。

(2)根据支承型式及轴承的工作特性确定轴承的

类型、精度。

(3)通过轴承部件的结构设计、强度与寿命的计

算,具体确定轴承的型号。

(4)验算轴承的负荷能力和极限转速。

确定好适合的轴承类型后,先进的加工工艺,尤

其是热处理、离子注入、表面涂覆等技术的广泛应用,

也是提高轴承寿命的一种手段。目前所谓的个性化设计

轴承越来越多,即供应轴承前对轴承的工况条件进行调

查,针对工况开展针对性设计,对热处理质量也提出针

对性的要求,以使轴承寿命最长。

储存时,所有轴承在安装之前都应该保存在原包装

中,需要留在清洁、无湿气、相对恒温的环境中。滚动

轴承应该远离灰尘、水和腐蚀性化学物质。摇动和振动

可能会永久破坏轴承的力学性能,因此在处理和储存过

程中必须避免振动。

基本上,所有轴承都必须水平保存,因为有些较重

的轴承长时间竖直放置后,可能会由于自身的重量而变

形。

预先涂有油脂的(或密封的)轴承

需要特别小心,因为油脂经过长时间的

存储后密度会改变。这样当轴承第一次

使用时,会有一定程度的转动噪声。使

用前可以用汽油或煤油对轴承进行适当

清洗。

在生产中,机械设备使用现场的

情况是多种多样的,所以轴承的更换、

维护,应根据现场情况,借助合理的工

具,选择适当的拆装方法。行业专家们

估计,过早的轴承失效情况中的16%是由

于不正确的安装造成的。滚动轴承的套

圈和滚动体,有较高的加工精度和表面滚动轴承的分类图

向)、振动频率、峰值、边频带、波形等振动规律以及

振动随转速或负荷的变化规律,准确判定轴承故障。通

过早期诊断轴承故障并及早采取措施,有效防止轴承状

况进一步劣化,确保离心式压缩机安全运行,并为离心

式压缩机预知预防维修提供科学的决策依据。

https://www.doczj.com/doc/333691503.html,

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