裂解气压缩机轴承的安装与调试

　　摘　要：通过对离心式压缩机轴承原理与结构的论述，分析其检修中常见故障的成因，重点阐述了轴承安装与调试的技术要求和方法。
　　关键词：离心式压缩机：轴承；检修；事故；安装；调试
　　1　前言
　　辽宁华锦集团盘锦乙烯工业公司（以下简称盘锦乙烯）乙烯装置裂解气压缩机组（E-GB201）为日立公司产品，分低、中、高3个缸，驱动机为德国西门子公司生产的抽气冷凝式超高压汽轮机。作为乙烯装置重要设备，其轴承的安装与调试极其重要。下文对裂解气压缩机轴承的作用、原理与结构加以分析、论述，并重点阐述其安装与调试的技术要求及检验方法。
　　2　轴承的原理、结构及作用
　　裂解气压缩机的轴承采用动压滑动轴承，即依靠轴颈或（止推盘）自身的旋转，将润滑油带入轴颈或（止推盘）与轴瓦之间，形成楔状油膜。楔状油膜受到负荷的挤压建立起油模压力以承受载荷见图1。 　　下面以止推轴承为例，简单说明楔状油膜为何会有此承载能力。首先假定瓦块不倾斜，保持和止推盘平行，由于止推盘旋转，会把油带进瓦块和止推盘之间的间隙中形成油膜。止推盘旋转时带进多少油，也会带出多少油。如果借助止推盘对油膜施加压力会将油从间隙及进出油口中挤出，其结果和未施加压力时相比，从进油口流进的油的平均速度比出油口流出的速度小，进入间隙的油量反比流出的流量小，因而这种油膜不能持久。如果适当增加进油口的面积，随着流动方向呈收敛形式负载的作用下，保持进油和出油的量相当，这样就能维持稳定的油膜，产生持续的油膜压力，承受轴承的载荷。从这个简单分析可以看出要使油膜具有稳定的承载能力，，必须使油隙呈楔状，即进油口大，出油口小，所以在检修中要特别注意瓦块的安装方向；第二，止推盘或轴颈对瓦块有相对速度；第三，油具有一定的粘性。轴承油膜各处的压强是从油楔进油口起沿下半瓦压强逐渐升高至Z大压强，然后逐渐减少。
　　径向轴承的作用就是在一定的负荷、转速和供油情况下，形成油膜压力，承受负荷，保持轴瓦和轴颈之间有一定的Z小间隙，从而使油温不至过高（见表1）。 　　轴承油膜的形成和油膜压强的大小受轴的转速、润滑油粘度、轴承间隙以及轴承负荷和轴承结构等因素的影响。一般转速高，油的粘度越大，被带进的油就越多，油膜压强越大，承受的载荷也就越大。但油的粘度过大会使油分布不均匀，增加磨擦损失，不能保持良好的润滑效果。轴承间隙过大，对油膜形成不利，并增大油量消耗。过小又会使油量不足，不能满足轴承冷却的要求。负荷过大，油膜形成会很困难，当超过轴承的承载能力时，轴瓦就会烧坏。对径向轴承来说，轴承的长度L和直径d之比对轴承的承载能力影响也很大。L/d越大，承载能力越大，但L/d过大，润滑油不易从轴端流走，使轴承温度升高，而且由于制造安装误差，不可避免的轴偏斜使轴承端部产生边缘压力过大，造成严重磨损和疲劳破坏。
　　压缩机轴承可分为径向轴承和止推轴承两类（见图2、图3）。 　　径向轴承为5块可倾瓦轴承，瓦块由碳钢构成，内表面浇铸一层巴氏合金。可倾瓦轴承主要由轴承壳、两侧油封和自由摆动的瓦块组成，轴瓦沿轴颈周向均匀分布。其中有一块瓦在转颈的正下方，以便停车时支撑轴颈及冷态下打正。瓦块装在壳体内的T型槽中，并用装在壳体上与轴瓦松配的螺钉来定位，每一块瓦背圆弧与轴承壳孔是线接触，瓦块能在壳体的支承面上自由地摆动，自动调瓦块的位置，以达到形成Z佳承载油楔的位置。径向轴承的作用是承受转子的重量和其它附加径向力，保持转子的转动中心与汽缸中心一致。
　　止推轴承采用的是金斯伯雷双面止推轴承，低压缸和中压缸采用的是一面12块瓦块，高压缸采用的是一面6块瓦块。止推瓦块垫有上水准块、下水准块、基环。它们之间用球面支点接触，保证止推瓦块、水准块可以自由摆动，使载荷分布均匀。止推瓦块体中镶一个工具钢制的支撑块，此支撑块与上水准块接触。止推轴承的作用是承受转子轴向力，限制转子的轴向窜动，保持转子在汽缸中的轴向位置。
　　从上述分析可看出，润滑油质量的好坏及检修方法的科学性、合理性是保证其正常状态下稳定运行的关键。
　　3　裂解气压缩机轴承安装、调试的技术要求与检验方法
　　3.1 技术要求
　　（1）清洗轴承各部件，使润滑油孔干净、无杂物。瓦块巴氏合金面应无裂纹、掉块、脱胎、烧灼、碾压、磨损及拉毛等缺陷。巴氏合金表面不允许存在沿轴向的划痕和沟槽，沿周向的划痕和沟槽的深度不超过0.10mm。瓦块经着色或煤油检查，巴氏合金应贴合良好，表面无偏磨，接触印痕沿轴向均匀。
　　（2）瓦块进油边缘应过渡均匀，适于油流进入油楔。
　　（3）同组瓦块厚度应均匀，相互厚度差不大于0.10mm.
　　（4）瓦块与轴承体接触面应光滑，销钉与销钇应无磨损。销钉顶部不触及瓦块，顶部间隙不小于1.5mm。瓦块在轴承体上应摆动灵活，当轴压在下半支撑瓦上时，左右两块瓦应受载均匀。
　　（5）带热敏元件的瓦块，其热敏元件与瓦块固定可靠不松动，引线绝缘保护层良好，组装后，热敏元件及引线不妨碍在瓦壳内灵活摆动，也不影响整个轴承组装。
　　（6）轴承体中分面应密合，无错口现象，检测接触面积不应小于80%，自由间隙应小于0.03mm，定位销稳固不松动。轴承体与轴承箱应接触均匀，接触面积不小于80%，轴承体防转销应牢固可靠。
　　（7）用红丹粉检查瓦壳在下半轴承座内接触情况，应接触良好，接触面积应大于80%。
　　3.2 检验方法
　　（1）检查轴承体与巴氏合金的贴合情况。
　　通常用木棒敲击轴承背面，根据其发出的声音来判断巴氏合金的贴合情况，发声暗哑，说明巴氏合金贴合面不良。进一步检查可把轴承浸入干净的煤油中，浸泡一段时间后擦净煤油，再在巴氏合金和轴承体接触断面上涂粉笔，停一段时间，如发现有煤油渗出痕迹，则说明巴氏合金贴合不良，此轴承不能使用。也可由专业人员进行着色检查确定。
　　（2）轴承间隙的测量与调整。
　　①径向轴承各部间隙的测量。
　　瓦背紧力的测量。用润滑脂把准备好的铅丝均匀粘在轴承瓦架上，在轴承盖与轴承壳体之间放入制作好的衬垫，安装轴承盖。在安装轴承盖之前，要用油石精修轴承盖的配合面，并确认该面是否光滑，应无凸面。把定位销装人轴承盖中均匀拧紧螺栓，之后拆开轴承盖测量出瓦背紧力值。
　　瓦背紧力值＝衬垫厚度－铅丝压扁后的平均值
　　如瓦背紧力值过大，可研磨轴承盖的配合面，相反则在配合面之间加人尺寸计算好的白钢衬垫。
　　测量轴承径向间隙一般有三种方法：抬抽法、压铅法及量棒检查法。
　　抬抽法是把轴颈放在可倾瓦轴瓦上，上半轴承也要装上，在轴颈上放一块百分表，然后把轴抬到与可倾轴承内孔接触为止，这时测得的数值就是轴承直径间隙△，严禁轴两端同时抬起。
　　压铅法是检修现场常用的一种测量径向轴承间隙的方法见图4。 　　把轴颈放在可倾瓦的下瓦块上，在上面瓦块与轴颈之间、轴承中分面之间分别放入铅丝，用螺栓均匀紧固上下轴承壳。松开螺母，取出被压铅丝，用千分尺测量其厚度。
　　如果放在轴颈上的铅丝压剩尺寸为t₁，中分面上的铅丝压剩尺寸为t₂，则轴承的间隙△^[1]为：
　　△=k•△′
　　式中：
　　△——轴承间隙，mm。
　　K——系数
　　K=2/（1+cosα）
　　对5块可倾瓦α=36°，K=1.1；
　　△′——实测被压铅丝的厚度（t₁-t₂），mm。
　　量棒检查法是对每一个轴承制取若干个尺寸的量棒。检查时，先在上、下轴瓦的支撑块内表面上涂上红印油，将选出的量棒放在下轴瓦上，扣上瓦，并用轴承盖压紧，旋转检查量棒视其松紧程度来决定是否更换其它尺寸的量棒。如果合适，则打开轴瓦，检查每一个支撑块的接触情况，若接触良好，则为合格若不合格，则重新更换支撑块。因为在检查中对可倾瓦块不推荐刮瓦，但为了整个轴承接触良好可在瓦量不超差并达到巴氏合金表面技术要求的前提下适当修刮。
　　②止推轴瓦间隙的测量方法。
　　止推轴瓦间隙的测量是在止推轴承全部装配好后进行。其方法是将千分表固定在静止件上，使测量杆顶在转子的某个光滑平面上，并与轴平行。盘动转子，用专用工具或杠杆将转子依次分别推向前、后两极限位置，同时记下两极限位置的千分表指示数值，其数值之差即为转子的轴向移动量，也就是止推轴承的轴向间隙。
　　对于裂解气压缩机止推轴承的调整必须在转子轴向位置确定后，技术人员采取改变非工作止推瓦块安装环后面的调整垫的厚度来调整。
　　4　结论
　　轴承是保证压缩机正常运转的关键部件，它的任何一点故障都能造成压缩机运转波动，甚至机组停车。因此轴承的安装与调试是压缩机检修的关键。
　　参考文献
　　[1]黄钟岳.化工透平式压缩机.大连:大连理工大学出版社，1989年10月.