軸承溫度過(guò)高的原因分析

殷洪洋，朱世林

（沈陽(yáng)鼓風(fēng)機(jī)股份有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110869）

在現(xiàn)實(shí)用戶生產(chǎn)過(guò)程中，支撐軸承溫度，推力軸承溫度是考核機(jī)組安全正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要考核指標(biāo)。對(duì)于壓縮機(jī)上的兩個(gè)主要元件，正確分析判斷造成軸承溫度過(guò)高的原因是確保機(jī)組安全運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，根據(jù)多年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)確保機(jī)組在用戶現(xiàn)場(chǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)總結(jié)的情況下，從以下幾個(gè)方面來(lái)分析判斷。

1 支撐軸承元件裝配過(guò)程質(zhì)量控制

1.1 壓縮機(jī)機(jī)組支撐軸承區(qū)的裝配

在對(duì)壓縮機(jī)裝配及拆檢機(jī)組各支撐軸承區(qū)時(shí)，首先要對(duì)裝配的支撐軸承體和支撐軸承壓蓋過(guò)盈值(0～0．03mm)、支撐軸承內(nèi)孔和轉(zhuǎn)子軸頸之間間隙值進(jìn)行裝配檢測(cè)及復(fù)效；其次要對(duì)軸承體與機(jī)殼軸承區(qū)定位面進(jìn)行接觸式的研磨，要保證接觸面達(dá)到85%以上。同時(shí)研磨時(shí)要注意丹粉的涂抹的方式，其厚度要求是淡淡的影痕，以滿足設(shè)計(jì)圖紙裝配要求，原因如下。

（1）主要是因?yàn)檫^(guò)盈值不夠。即：支撐軸承體和軸承壓蓋相互關(guān)系產(chǎn)生間隙易產(chǎn)生轉(zhuǎn)子振動(dòng)（材料熱處理、機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)致使材料變形，而影響過(guò)盈值）。同時(shí)易使軸承鎢金層振裂，造成軸承間隙小，從而產(chǎn)生軸承溫度過(guò)高。

（2）支撐軸承間隙過(guò)大。即如果軸承內(nèi)孔和轉(zhuǎn)子軸徑間隙過(guò)大，易使轉(zhuǎn)子振動(dòng)，同時(shí)在工藝氣變化的工況下易使軸承鎢金層振裂，從而產(chǎn)生軸承溫度過(guò)高。

支撐軸承間隙過(guò)小。即如果軸承內(nèi)孔和轉(zhuǎn)子軸徑間隙過(guò)小，易使軸徑瓦溫過(guò)高，同時(shí)易使軸承鎢金層研傷，從而產(chǎn)生軸承溫度過(guò)高。

如存在上述情況可以通過(guò)調(diào)整潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度高低來(lái)進(jìn)行判斷。但它的調(diào)整范圍也是有限的，其調(diào)整要求范圍在35～45℃之間。還可以根據(jù)支撐軸承直徑（瓦塊）來(lái)對(duì)軸承間隙進(jìn)行調(diào)整，其范圍要求在1‰≦δ≦2‰之內(nèi)。

（3）軸承體的定位接觸面積是保證機(jī)組安全運(yùn)轉(zhuǎn)的必須保證。要求上下軸承體在裝配時(shí)必須與軸承壓蓋和機(jī)殼軸承區(qū)定位處的接觸面積達(dá)到技術(shù)要求，如達(dá)不到要求，將影響機(jī)組振動(dòng)超差，使機(jī)組支撐軸承鎢金層被損壞，從而產(chǎn)生軸承溫度過(guò)高。

（4）支撐軸承進(jìn)油量大小，直接影響到軸承溫度。包括軸承體上的進(jìn)油孔和進(jìn)油支管的直徑大?。ㄔ谙嗤M(jìn)油壓力和溫度下），從而影響軸承溫度。

（5）阻油環(huán)裝配要求。檢查該零件的定位止口是否與軸承體裝配到規(guī)定要求，上下半阻油環(huán)中分面在裝配時(shí)是否對(duì)軸承體的中分面有間隙。如有間隙將使軸承與轉(zhuǎn)子軸徑的配合間隙增大，從而使機(jī)組轉(zhuǎn)子振動(dòng)，在此基礎(chǔ)上長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)易使軸承鎢金屬層振裂，從而產(chǎn)生軸承溫度過(guò)高。

推力間隙值進(jìn)行復(fù)效；尤其要對(duì)軸承、推力軸承瓦塊的檢查，表面的磨損、油楔的大小是否符合設(shè)計(jì)要求。

1.2 支撐軸承元件裝配部分

作為壓縮機(jī)上的主要元件（支撐軸承），其在裝配時(shí)，要對(duì)相關(guān)的各加工好的零件進(jìn)行檢查、清理毛刺和倒角。這樣才能保證支撐軸承的整體配合尺寸和精度要求。

（1）首先是對(duì)軸承體內(nèi)徑尺寸檢查和測(cè)量并記錄下來(lái)，以便為后續(xù)計(jì)算瓦塊與軸徑的間隙。

（2）其次是對(duì)阻油環(huán)上的溫度線槽要進(jìn)行清理毛刺和倒圓角，并要圓滑，防止溫度線在安裝中和在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)使用中發(fā)生異?；驍嗑€，而影響溫度的準(zhǔn)確性。

（3）接下來(lái)要對(duì)瓦塊零件進(jìn)行檢查。由于瓦塊是支撐軸承上主要的零件，同時(shí)它在設(shè)計(jì)技術(shù)上有特殊的結(jié)構(gòu)型線要求，所以在加工時(shí)是根據(jù)結(jié)構(gòu)圖的要求來(lái)設(shè)計(jì)二類輔助工裝，才能將瓦塊加工成型?；诖思夹g(shù)要求，還要對(duì)加工好的各瓦塊進(jìn)行型線檢查。

具體檢測(cè)方法包括：用千分尺測(cè)厚規(guī)檢測(cè)瓦塊厚度、用百分表檢測(cè)瓦塊內(nèi)外圓軸心型線的平行度（瓦塊鎢金表面與轉(zhuǎn)子支撐軸承軸徑的研點(diǎn)是否平行與軸線）。其誤差要控制在0．005mm以內(nèi)。

（4）還有檢測(cè)方法是用塞環(huán)規(guī)檢測(cè)（即通端和止端），這種方法是在制造廠中使用，在檢維修無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

（5）還要對(duì)瓦塊內(nèi)徑的鎢金層（轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向）入口鎢金油楔處進(jìn)行檢查處理，其要求5mm×15°的切向圓弧夾角。以保證潤(rùn)滑油隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向，將潤(rùn)滑油帶入軸承內(nèi)孔與軸徑之間起到潤(rùn)滑作用。

（6）裝配時(shí)支撐軸承瓦塊要擺動(dòng)靈活，注意定位銷卡澀現(xiàn)象發(fā)生。

綜上所述，這些只是對(duì)支撐軸承裝配的基本要求，只要把上面的要求做到了，該支撐軸承部件產(chǎn)品才能保證裝配質(zhì)量。

然后還要對(duì)其進(jìn)行裝配、試車試驗(yàn)。以檢驗(yàn)軸承在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)組載荷壓力情況下，其支撐軸承溫度是否偏高及是否在合格要求范圍（同時(shí)也包括支撐軸承振動(dòng)的檢驗(yàn)）。

1.3 影響壓縮機(jī)組支撐軸承溫度高的因素還有以下幾方面

（1）在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，影響軸承溫度高的除軸承體上的五個(gè)進(jìn)油孔，還有潤(rùn)滑油站輸送的二次潤(rùn)滑油壓力、流量、溫度值的大小有關(guān)（它包括潤(rùn)滑油管支管的DN直徑和該處孔板孔徑大?。?/p>

（2）潤(rùn)滑油站上各元件對(duì)軸承溫度高的影響。包括泵的軸功率、潤(rùn)滑油電加熱器、油冷卻器、油過(guò)濾器、壓力表、溫度表、溫控開關(guān)、各類閥門及相應(yīng)位置的管路直徑。

在確保油壓的情況下，要確保進(jìn)油溫度的穩(wěn)定性（正常情況下要保證進(jìn)油溫度在35～45℃之間）。同時(shí)要確保泵后的油壓力在要求范圍內(nèi)，在調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油站上的各元件功能時(shí)，使其油過(guò)濾器后的一次油壓在要求范圍，還要注意其進(jìn)出油壓的差壓值不得超過(guò)0．1MPa。

對(duì)于管道上有溫度控制裝置的，要以此為主；如管道上沒有溫度控制裝置的要以油冷卻器為主進(jìn)行調(diào)節(jié)管道進(jìn)油溫度。

現(xiàn)場(chǎng)一次儀表控制盤上潤(rùn)滑油溫度表要靈敏、準(zhǔn)確。中控室二次儀表顯示精度要準(zhǔn)確（包括溫度控制柜、接線盒的觸點(diǎn)位號(hào)要對(duì)應(yīng)）。

主機(jī)軸承測(cè)溫線傳感信號(hào)準(zhǔn)確。只有這些都做到了檢查，溫度才能顯示準(zhǔn)確，才能保證溫度不失真。

在壓縮機(jī)組裝置上，主機(jī)和油站上都設(shè)計(jì)有排煙罩和排煙機(jī)。排煙罩和排煙機(jī)的作用的主要目的就是在潤(rùn)滑油將主機(jī)中的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的情況狀態(tài)下，其軸承（支撐軸承、推力軸承）與轉(zhuǎn)子軸徑、推力盤之間產(chǎn)生摩擦，使?jié)櫥彤a(chǎn)生的高溫油煙通過(guò)它排入大氣中。如果不將所產(chǎn)生的高溫油煙排除，將在油站箱內(nèi)產(chǎn)生壓力，從而影響潤(rùn)滑油的回流，使軸承箱內(nèi)溫度升高。所以在壓縮機(jī)裝置中必須要將所產(chǎn)生的油煙氣從機(jī)組內(nèi)排出，從而確保機(jī)組的軸承溫度的穩(wěn)定性。

2 壓縮機(jī)推力軸承溫度高問(wèn)題

推力軸承溫度的高低是檢驗(yàn)該機(jī)組在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子推力盤時(shí)所能承受的軸向推力的平衡準(zhǔn)確性。但推力盤在設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸大小，決定承載軸向能力（即強(qiáng)度）。所以在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮機(jī)組的工況氣體壓力、 各種氣體在工作異常時(shí)所產(chǎn)生的附加軸向力及其它因素產(chǎn)生的軸向力。同時(shí)還要考慮轉(zhuǎn)子的軸功率，它包括轉(zhuǎn)子的工況壓力、防喘振異常所產(chǎn)生的力、轉(zhuǎn)子質(zhì)量（包括軸質(zhì)量、葉輪、平衡盤、軸套等）軸上的元件質(zhì)量。這里所要設(shè)計(jì)的推力盤的大小與每個(gè)機(jī)組軸功率有關(guān)。所以在設(shè)計(jì)推力盤時(shí)一定要考慮機(jī)組相關(guān)聯(lián)軸上的元件。

在壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子推力盤部件通常的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方法有寢油式上排油、甩油環(huán)式下排油。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)方式經(jīng)過(guò)分析造成推力溫度高的原因及解決措施如下。

（1）推力間隙小，可造成溫度高。

措施：通過(guò)調(diào)整墊將推力間隙調(diào)整到合適間隙值。

（2）進(jìn)油壓力過(guò)低或過(guò)高，壓力過(guò)低進(jìn)油流量小，不能滿足冷卻效果。壓力過(guò)高進(jìn)油流量大，這樣經(jīng)過(guò)軸承的油溫度升高后，泄油困難，造成軸承溫度升高。

措施：將油壓適當(dāng)調(diào)整，使進(jìn)油流量滿足壓縮機(jī)需要即可。

（3）推力塊平面中間部位不平，造成中間存油，這樣使經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)后的高溫油排泄困難，造成推力軸承溫度高。

措施：將推力塊表面與平臺(tái)對(duì)研，達(dá)到表面平面度要求0．005mm，并保證推力間隙值。

（4）推力塊無(wú)進(jìn)油油楔，造成進(jìn)油困難，可造成推力塊溫度高。

措施：用刮刀等工具在推力塊進(jìn)油方向邊緣處刮出適當(dāng)寬度的油楔，保證進(jìn)油暢通，可降低推力溫度。

（5）檢查推力套環(huán)是否將軸承箱進(jìn)油孔擋住了或擋住一部分，使進(jìn)油孔面積減小，流量不足，造成推力溫度高。

措施：如有遮擋可將推力套環(huán)與進(jìn)油孔遮擋位置加工一個(gè)缺口這樣就避免遮擋，滿足進(jìn)油流量，從而使溫度降低。

（6）在推力甩油環(huán)式下排油結(jié)構(gòu)中，推力甩油環(huán)的甩油孔小，整體泄油不暢造成推力溫度高。

措施：將甩油環(huán)油孔直經(jīng)適當(dāng)擴(kuò)大，這樣泄油效果好，可降低推力塊溫度。

（7）在推力寢油式上排油中，推力壓蓋和套環(huán)的上N個(gè)甩油孔小，使整體泄油不暢造成推力溫度高。

措施：將推力壓蓋和套環(huán)的上N個(gè)甩油孔直經(jīng)適當(dāng)擴(kuò)大，這樣泄油效果好，可降低推力塊溫度。

（8）進(jìn)油溫度高使推力塊溫度高。

措施：調(diào)整冷卻器冷卻水，提高冷卻效果降低進(jìn)油溫度，可降低推力塊溫度。

（9）壓縮機(jī)平衡器管路直經(jīng)小，達(dá)不到平衡效果，使轉(zhuǎn)子軸向力過(guò)大，造成推力塊溫度高。

措施：可請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員適當(dāng)考慮增大管路直經(jīng)，提高氣體平衡效果，降低軸向力，使推力塊溫度降低。

（10）壓縮機(jī)機(jī)殼內(nèi)部?jī)啥似胶馄骺字苯?jīng)小或內(nèi)外孔錯(cuò)位，造成通流面積減小，降低氣體平衡效果，致使軸向力過(guò)大，造成推力塊溫度高。

措施：將機(jī)殼內(nèi)外孔徑擴(kuò)大或?qū)㈠e(cuò)位部分加工修整，以滿足足夠大的通流面積，氣體平衡效果提高，降低軸向力，使推力塊溫度降低。

（11）平衡盤密封間隙過(guò)大，氣體平衡效果降低，軸向力過(guò)大，推力塊溫度高。

措施：更換平衡盤密封，將密封間隙調(diào)整到合適間隙值。

（12）平衡盤密封的齒數(shù)少，也可降低氣體平衡效果，致使推力塊溫度高。

措施：可請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員重新計(jì)算適當(dāng)增加密封齒數(shù)，可提高氣體平衡效果，降低軸向力，降低推力塊溫度。

（13）壓縮機(jī)與原動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)軸器找正距離過(guò)大或過(guò)小，把合聯(lián)軸器中間節(jié)后使兩個(gè)設(shè)備的轉(zhuǎn)子互相推拉，使推力塊度高。

措施：調(diào)整距離，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子處于合適的軸向位置（考慮機(jī)組氣體在工況下的溫度，計(jì)算出熱膨脹值），減小轉(zhuǎn)子的軸向推拉力，從而降低推力塊溫度。

（14）現(xiàn)場(chǎng)人員操作不當(dāng)，壓縮機(jī)氣流不穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)子軸向力過(guò)大，造成推力塊溫度高。

措施：調(diào)整好壓縮機(jī)進(jìn)排氣量，使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子處于穩(wěn)定狀態(tài)，降低推力塊溫度。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)造成支撐軸承和推力軸承溫度高的原因分析，要求不論是對(duì)機(jī)組裝配，還是在機(jī)組檢修時(shí)，都要按要求規(guī)定去操作。處理好有質(zhì)量問(wèn)題要求的各零部件是關(guān)鍵步驟，它將直接影響機(jī)組回裝、試車安全和指標(biāo)參數(shù)的穩(wěn)定。所以對(duì)關(guān)鍵各零部件在裝配和檢修及修復(fù)時(shí)要掌握相應(yīng)的加工工藝過(guò)程及手工修復(fù)方法來(lái)達(dá)到合格要求。