轴承温度过高的原因分析

2018-02-01殷洪洋朱世林

中国设备工程 2018年13期

殷洪洋，朱世林

（沈阳鼓风机股份有限公司，辽宁沈阳 110869）

在现实用户生产过程中，支撑轴承温度，推力轴承温度是考核机组安全正常运转的主要考核指标。对于压缩机上的两个主要元件，正确分析判断造成轴承温度过高的原因是确保机组安全运转的必要条件，根据多年积累的实践经验，对确保机组在用户现场安全运转总结的情况下，从以下几个方面来分析判断。

1 支撑轴承元件装配过程质量控制

1.1 压缩机机组支撑轴承区的装配

在对压缩机装配及拆检机组各支撑轴承区时，首先要对装配的支撑轴承体和支撑轴承压盖过盈值(0～0．03mm)、支撑轴承内孔和转子轴颈之间间隙值进行装配检测及复效；其次要对轴承体与机壳轴承区定位面进行接触式的研磨，要保证接触面达到85%以上。同时研磨时要注意丹粉的涂抹的方式，其厚度要求是淡淡的影痕，以满足设计图纸装配要求，原因如下。

（1）主要是因为过盈值不够。即：支撑轴承体和轴承压盖相互关系产生间隙易产生转子振动（材料热处理、机组长时间运转致使材料变形，而影响过盈值）。同时易使轴承钨金层振裂，造成轴承间隙小，从而产生轴承温度过高。

（2）支撑轴承间隙过大。即如果轴承内孔和转子轴径间隙过大，易使转子振动，同时在工艺气变化的工况下易使轴承钨金层振裂，从而产生轴承温度过高。

支撑轴承间隙过小。即如果轴承内孔和转子轴径间隙过小，易使轴径瓦温过高，同时易使轴承钨金层研伤，从而产生轴承温度过高。

如存在上述情况可以通过调整润滑油进油温度高低来进行判断。但它的调整范围也是有限的，其调整要求范围在35～45℃之间。还可以根据支撑轴承直径（瓦块）来对轴承间隙进行调整，其范围要求在1‰≦δ≦2‰之内。

（3）轴承体的定位接触面积是保证机组安全运转的必须保证。要求上下轴承体在装配时必须与轴承压盖和机壳轴承区定位处的接触面积达到技术要求，如达不到要求，将影响机组振动超差，使机组支撑轴承钨金层被损坏，从而产生轴承温度过高。

（4）支撑轴承进油量大小，直接影响到轴承温度。包括轴承体上的进油孔和进油支管的直径大小（在相同进油压力和温度下），从而影响轴承温度。

（5）阻油环装配要求。检查该零件的定位止口是否与轴承体装配到规定要求，上下半阻油环中分面在装配时是否对轴承体的中分面有间隙。如有间隙将使轴承与转子轴径的配合间隙增大，从而使机组转子振动，在此基础上长时间运转易使轴承钨金属层振裂，从而产生轴承温度过高。

推力间隙值进行复效；尤其要对轴承、推力轴承瓦块的检查，表面的磨损、油楔的大小是否符合设计要求。

1.2 支撑轴承元件装配部分

作为压缩机上的主要元件（支撑轴承），其在装配时，要对相关的各加工好的零件进行检查、清理毛刺和倒角。这样才能保证支撑轴承的整体配合尺寸和精度要求。

（1）首先是对轴承体内径尺寸检查和测量并记录下来，以便为后续计算瓦块与轴径的间隙。

（2）其次是对阻油环上的温度线槽要进行清理毛刺和倒圆角，并要圆滑，防止温度线在安装中和在机组运转使用中发生异常或断线，而影响温度的准确性。

（3）接下来要对瓦块零件进行检查。由于瓦块是支撑轴承上主要的零件，同时它在设计技术上有特殊的结构型线要求，所以在加工时是根据结构图的要求来设计二类辅助工装，才能将瓦块加工成型。基于此技术要求，还要对加工好的各瓦块进行型线检查。

具体检测方法包括：用千分尺测厚规检测瓦块厚度、用百分表检测瓦块内外圆轴心型线的平行度（瓦块钨金表面与转子支撑轴承轴径的研点是否平行与轴线）。其误差要控制在0．005mm以内。

（4）还有检测方法是用塞环规检测（即通端和止端），这种方法是在制造厂中使用，在检维修无法实现检测。

（5）还要对瓦块内径的钨金层（转子旋转方向）入口钨金油楔处进行检查处理，其要求5mm×15°的切向圆弧夹角。以保证润滑油随着转子的旋转方向，将润滑油带入轴承内孔与轴径之间起到润滑作用。

（6）装配时支撑轴承瓦块要摆动灵活，注意定位销卡涩现象发生。

综上所述，这些只是对支撑轴承装配的基本要求，只要把上面的要求做到了，该支撑轴承部件产品才能保证装配质量。

然后还要对其进行装配、试车试验。以检验轴承在机械运转、机组载荷压力情况下，其支撑轴承温度是否偏高及是否在合格要求范围（同时也包括支撑轴承振动的检验）。

1.3 影响压缩机组支撑轴承温度高的因素还有以下几方面

（1）在机组运转的过程中，影响轴承温度高的除轴承体上的五个进油孔，还有润滑油站输送的二次润滑油压力、流量、温度值的大小有关（它包括润滑油管支管的DN直径和该处孔板孔径大小）。

（2）润滑油站上各元件对轴承温度高的影响。包括泵的轴功率、润滑油电加热器、油冷却器、油过滤器、压力表、温度表、温控开关、各类阀门及相应位置的管路直径。

在确保油压的情况下，要确保进油温度的稳定性（正常情况下要保证进油温度在35～45℃之间）。同时要确保泵后的油压力在要求范围内，在调节润滑油站上的各元件功能时，使其油过滤器后的一次油压在要求范围，还要注意其进出油压的差压值不得超过0．1MPa。

对于管道上有温度控制装置的，要以此为主；如管道上没有温度控制装置的要以油冷却器为主进行调节管道进油温度。

现场一次仪表控制盘上润滑油温度表要灵敏、准确。中控室二次仪表显示精度要准确（包括温度控制柜、接线盒的触点位号要对应）。

主机轴承测温线传感信号准确。只有这些都做到了检查，温度才能显示准确，才能保证温度不失真。

在压缩机组装置上，主机和油站上都设计有排烟罩和排烟机。排烟罩和排烟机的作用的主要目的就是在润滑油将主机中的转子在高速旋转的情况状态下，其轴承（支撑轴承、推力轴承）与转子轴径、推力盘之间产生摩擦，使润滑油产生的高温油烟通过它排入大气中。如果不将所产生的高温油烟排除，将在油站箱内产生压力，从而影响润滑油的回流，使轴承箱内温度升高。所以在压缩机装置中必须要将所产生的油烟气从机组内排出，从而确保机组的轴承温度的稳定性。

2 压缩机推力轴承温度高问题

推力轴承温度的高低是检验该机组在设计转子推力盘时所能承受的轴向推力的平衡准确性。但推力盘在设计时的尺寸大小，决定承载轴向能力（即强度）。所以在设计时要考虑机组的工况气体压力、各种气体在工作异常时所产生的附加轴向力及其它因素产生的轴向力。同时还要考虑转子的轴功率，它包括转子的工况压力、防喘振异常所产生的力、转子质量（包括轴质量、叶轮、平衡盘、轴套等）轴上的元件质量。这里所要设计的推力盘的大小与每个机组轴功率有关。所以在设计推力盘时一定要考虑机组相关联轴上的元件。

在压缩机结构中，转子推力盘部件通常的设计结构方法有寝油式上排油、甩油环式下排油。

根据上述结构方式经过分析造成推力温度高的原因及解决措施如下。

（1）推力间隙小，可造成温度高。

措施：通过调整垫将推力间隙调整到合适间隙值。

（2）进油压力过低或过高，压力过低进油流量小，不能满足冷却效果。压力过高进油流量大，这样经过轴承的油温度升高后，泄油困难，造成轴承温度升高。

措施：将油压适当调整，使进油流量满足压缩机需要即可。

（3）推力块平面中间部位不平，造成中间存油，这样使经过旋转后的高温油排泄困难，造成推力轴承温度高。

措施：将推力块表面与平台对研，达到表面平面度要求0．005mm，并保证推力间隙值。

（4）推力块无进油油楔，造成进油困难，可造成推力块温度高。

措施：用刮刀等工具在推力块进油方向边缘处刮出适当宽度的油楔，保证进油畅通，可降低推力温度。

（5）检查推力套环是否将轴承箱进油孔挡住了或挡住一部分，使进油孔面积减小，流量不足，造成推力温度高。

措施：如有遮挡可将推力套环与进油孔遮挡位置加工一个缺口这样就避免遮挡，满足进油流量，从而使温度降低。