高速大型机械维修装配理论分析

2018-02-17丁月强

现代制造技术与装备 2018年4期

丁月强

（天津忠旺铝业有限公司，天津 301700）

大型机械高速旋转时会引起振动，这会给设备自身造成严重的伤害，从而降低工作性能或使机械停止工作。除此之外，较大的机械振动会加快各零部件的摩擦，可能使其破裂，减短大型机械的寿命，甚至造成大型事故，带来不可预估的损失。所以，大型机械的维修装配要有严格的要求。

大型机械高速运转时应该满足一定的振动要求，从而避免事故的发生。在高速旋转过程中，各部分之间会有严重的磨损，所以保证机械各衔接部分的润滑性也非常重要，这样可以延长大型机械的使用寿命。此外，为了在高速旋转时保持稳定，大型机械设备对精密度有较高的要求。

1 转子

在大型机械高速旋转时，主要引起振动的部件就是高速机械的转子。在高速旋转的情况下，转子会暴露出零件摩擦和损坏的问题，所以，转子质量至关重要，装配者应该严格挑选转子。在挑选转子时，不管是新转子还是旧转子，都要尽量降低其在轴颈的圆度和圆柱度的误差，一般控制在0.02mm以内。轴径的圆度会影响转子的振动，一旦轴颈的圆度产生较大误差就会变成椭圆形，椭圆形轴径的轴承与圆形轴径的轴承相比，就会产生两倍转子转速频率的较大振动，也就是两倍频振动。所以，轴承的轴径误差要控制好，最好不超过0.005mm。

轴颈的圆柱度也是影响振动的一个重要原因，其原理却不尽相同。当轴径的圆柱度产生较大误差时，轴颈就会从一个圆柱变成一个椎体。轴颈产生锥度时，锥形轴颈在轴承中受油膜压力的轴向分力作用，在转子产生径向振动时，轴向振动也会增大。当轴颈高速旋转时，其油膜在宽度上会受力不均，就会使轴承不能正常工作，影响其工作性能，甚至造成“烧瓦”的严重后果。所以，一旦轴颈的圆度或者圆柱度没有达到标准，就要不断磨准和修整。

造成磨损的原因还有轴颈表面的粗糙度，粗糙度越小说明其表面越光滑。表面光滑度提高，轴承就会有一个良好的工作环境，自然就会减小其磨损程度。因此，装配修理时，人们要严格保护轴颈，认真检查。

2 轴承

轴承是高速旋转机械的核心部件，它具备一些特殊性能。除了承受转子的径向载荷和轴向载荷，它还有摩擦阻力小、寿命长以及高速下运转稳定的性能。滑动轴承有液体摩擦润滑的特殊性能，使其寿命长、噪音小的同时能适应高速旋转和较大的温度变化，因此这种轴承被广泛用在高速旋转机械上。

除此之外，圆柱形和椭圆形轴承也被广泛应用。每种轴承都有它的存在价值，也就是其特殊性，椭圆形轴承可以解决滑动轴承在高速旋转下发生的油膜振荡的问题，从而保证其工作的稳定性。圆形轴承作为结构简单的轴承，也可以发挥巨大作用，其作用就是在低速重载的情况下，转子在轴承中运转时偏心距较大，使其工作稳定。而在高速轻载的情况下，偏心距较小，常常出现半旋涡动或油膜振荡的问题。

3 联轴器

大型高速旋转机械一般会使用联轴器，联轴器分为两种，一种是刚性联轴器，一种是半挠性联轴器。其中，半挠性联轴器又分为两类：弹性柱销联轴器和齿轮联轴器。这两种半挠性联轴器又各有特点。齿轮联轴器应用广泛，对内齿轮和外齿轮有铰链链接作用，所以在两轴轴心线存在一定的同轴度偏差时，对振动的敏感性很小。但是，它也有较高的要求，如齿轮加工精度较高、充分润滑，如果达不到会影响其工作性能和使用寿命。齿轮受到较大磨损，会造成内齿轮质量偏心，严重影响转子的振动。在安装工程中，人们可以运用热胀冷缩原理，保障圆柱形内孔安装时的过盈量。

4 轴系找中

轴系找中就是将同轴线的两轴连接并进行同轴度的检查，也叫联轴器找中。一旦轴系在检查工作中没有对中，就会导致高速旋转机械出现振动故障，如果偏差度过大，会造成油膜振荡的严重后果。轴系找中一般有两个重要的前提，一是联轴器的加工精度，二套装在轴上的精度。所以，高速旋转机械的一些参数要保证高度精确，如联轴器和内外圆的同轴度、端面与轴心线的垂直度等。测量工具的选择对轴系找中十分重要，一般采用百分表，特殊情况下也会使用其他方法，例如，百分表绕轴颈旋转而不能通过时。轴系找中是一项重要的工作，其程序很复杂而且要求较高的精确度，精确度越高就会使高速旋转机械的振动有力，还会延长其使用寿命，但是它最重要的目的还是使两个转子达到同轴度的要求。

5 润滑

润滑可以保障高速旋转机械正常完成旋转工作，其润滑油脂也是非常重要的。如果润滑油中有杂质或者不时断油就会造成转子或者轴承的严重损坏。通常，高速旋转机械都有一个专门的润滑系统来避免断油现象的发生。在新安装和大修后的润滑系统中，一般都会进行一些提前准备，这个准备一般就是油循环。在油循环开始时，一般不会使润滑油直接通过轴承，它只在油循环系统的其他部分进行循环。对于杂质，最简易的方法就是在进油处安装过滤网。除此之外，要保证一定要求的油温、较大的流量和较高的油压。