離心壓縮機(jī)滑動軸承油膜振蕩故障識別及解決方案
2008-03-25
作者：岳峰杰 中鋁山西分公司
摘 要：中鋁山西分公司氧化鋁分廠離心壓縮機(jī)在運(yùn)行過程多次出現(xiàn)滑動軸承的油膜振蕩故障，單臺設(shè)備檢修時間長達(dá)5個月，Z后采用錯位瓦等方案成功地解決了這一難題。本文闡述了該機(jī)滑動軸承油膜振蕩故障的識別及解決方案，對同類問題的解決提供了參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)；滑動軸承；油膜振蕩；錯位瓦
一、故障現(xiàn)象
我公司氧化鋁分廠的單缸雙支撐六級壓縮離心壓縮機(jī)，型號為EI3709/0.97，轉(zhuǎn)子兩側(cè)支撐軸承為圓柱瓦軸承，設(shè)計工作轉(zhuǎn)速為8886r/min，轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速為3 010r/min，第二臨界轉(zhuǎn)速為11200r/min。其中2#，3#，5#壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中先后出現(xiàn)振動突然加大，并伴有異常“嗒嗒”聲，具體振動變化數(shù)據(jù)見圖1、表1（振動方向?yàn)榇怪睆较颍?/span>
我們先后對轉(zhuǎn)子動平衡、軸系對中性、軸承間隙等10余處影響振動的原因進(jìn)行檢查、調(diào)整，先后試車20余次，均未找到故障原因。
二、故障原因分析
1．在查找故障原因時，發(fā)現(xiàn)振動值的變化有一定規(guī)律。
(1)振動值與環(huán)境溫度的變化存在一定規(guī)律，溫度下降，振動值略有升高；反之會下降。分析認(rèn)為：環(huán)境溫度的變化影響潤滑油溫、潤滑油粘度、油膜剛度的變化，從而影響軸承振動值的變化。
(2)振動值大小與聲音的劇烈程度同步：振動大時，聲音劇烈；振動小時，聲音平緩。
(3)其他運(yùn)行參數(shù)變化時，振動值變化較遲鈍，壓縮機(jī)在空負(fù)荷運(yùn)行時（吸風(fēng)閥未打開時）就產(chǎn)生劇烈振動，在吸風(fēng)、力口壓過程中，振動值基本睡不變，可以排除密封間隙失穩(wěn)故障。
2.振動頻譜分析。故障特征頻率為48~50Hz，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動基頻為148.1 Hz，轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速為50.2Hz，故障特征頻率約為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動基頻的0.3倍，接近轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，且峰值超過基頻振動峰值，軸心軌跡擴(kuò)散不規(guī)則，符合油膜振蕩的基本特征。
3.解體檢查。軸瓦烏金表面有明顯的摩擦亮痕，說明轉(zhuǎn)子有可能除自轉(zhuǎn)外還存在由渦動引起的公轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這也是滑動軸承油膜渦動、振蕩的基本特征。
根據(jù)以上分析，故障原因是軸瓦油膜渦動、振蕩引起。
三、故障解決方案
油膜振蕩是由半速渦動發(fā)展而成，即當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升至兩倍于臨界轉(zhuǎn)速時，渦動頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率重合，使轉(zhuǎn)子一軸承系統(tǒng)發(fā)生共振性振蕩而引起，如果能提高轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速，使其大于0.5倍工作轉(zhuǎn)速，即可避免發(fā)生油膜振蕩，但這顯然無法實(shí)現(xiàn)。
只有通過加大軸承的載荷，使軸頸處于較大的偏心率下工作，提高軸瓦穩(wěn)定性的辦法解決。
1．在振蕩發(fā)生時，提高油溫，降低潤滑油的粘度，油溫由35℃提高到42℃。
2．E1370壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子支承軸瓦是圓柱瓦，改為橢圓錯位瓦，使軸頸處于較大的偏心率下工作，利用上瓦油壓，使下瓦的載荷加大，從而提高軸瓦的穩(wěn)定性。具體調(diào)整、檢修方案如下（見圖2）。
原圓柱瓦軸瓦頂間隙為0.20mm，側(cè)間隙為0.10 mm。
橢圓錯位瓦頂間隙略有減小，為0.17mm，側(cè)間隙采用正錯位，即轉(zhuǎn)子軸順時針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)上瓦側(cè)間隙為0.15mm，下瓦側(cè)間隙為0.11mm；右側(cè)上1f50瓦側(cè)間隙為0.07mm，下瓦側(cè)間隙為0.11mm。
3．調(diào)整軸承的相對高度，使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子兩支承瓦中心提高0.10~0.15mm。
四、結(jié)束語
用方案2對5#壓縮機(jī)，方案3對2#壓縮機(jī)兩塊支撐軸瓦進(jìn)行調(diào)整，方案1對3#壓縮機(jī)潤滑油壓進(jìn)行調(diào)整，試車均取得成功，振動值均小于0.15mm，運(yùn)行聲音均勻、清晰，“嗒嗒”聲徹底消失。
參考文獻(xiàn)：
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