如何进行大型透平压缩机可倾瓦径向轴承的常见故障排除

作者：邢佑兵

来源：通用机械

大型透平式压缩机由于具有排气量大、效率高、结构简单、体积小、运转平稳和压缩气流恒定无脉动等特点，目前已广泛应用于石油、化工、冶金、动力和空分等行业。由于这些行业的生产具有连续性强的特点，这就要求压缩机必须拥有良好的性能才能维护好生产大流程的安全稳定运行。透平式压缩机的压缩机转子和轴承是Z重要的部件，它们直接决定机组的运行周期。

可倾瓦径向轴承的结构与特点

可倾瓦径向轴承通常由3～5块能在支点上自由倾斜的弧形巴氏合金瓦块组成。瓦块在工作时可以随转速、载荷及轴承温度的不同而自由摆动，在轴径四周形成多个油楔。每一块瓦块通过其背面的球面销及垫片支撑在轴承套中，瓦块可以绕其球面支撑销摆动。润滑油从各瓦块之间的间隙进入轴承。每个瓦块作用到轴径上的油膜作用力总是通过轴径的中心，因此不会产生引起油膜涡动的失稳力，具有较高的稳定性，理论上可以完全避免油膜振荡的产生。另外，由于瓦块可以自由摆动增加了支撑柔性，还具有吸收转轴振动能量的能力，也就是常说的消振性。

可倾瓦有许多优点，但结构复杂、安装检修较困难、制造成本较高且对于外部要求条件苛刻等是可倾瓦的不足之处。但是，随着大功率机组轴承在稳定性、功耗及承载力等方面的要求愈来愈高，可倾瓦正在被越来越多的大功率机组采用。可倾瓦轴承在稳定性、承载力及功耗等性能方面均居各种支撑轴承之首。

可倾瓦轴承运行过程中常见故障现象：可倾瓦轴承温度升高或振动过大。其原因分析及处理见下表。

可倾瓦轴承的检修及技术要求

1. 可倾瓦轴承拆卸程序

1）拆去仪表测温和振动探头及其他妨碍轴承拆卸的接线。

2）拆轴承盖中分面螺栓和定位销，用顶丝轻轻顶起轴承盖，然后吊开轴承盖。

3）拆开轴承体中分面螺栓，拆去径向轴承上部。

4）用抬轴专用工具轻轻将轴提起，提起高度以下半轴承体刚好绕轴转动为限，将下半轴承体绕轴翻转至轴颈上部，拆去下部轴承。注意：不得在转子两端同时提起转子，也不得在末揭压缩机大盖的情况下使用行车起吊转子，带测温元件的轴瓦在翻转中应注意不得碰坏仪表导线。大型主轴转子在运输、保管及拆装吊进吊出过程中，宜轻拿轻放，切勿擦伤与撞击轴承。

5）记录每个瓦块在轴承壳中的位置和方向，松开并拆去瓦块背部定位螺钉，依次取出各瓦块。

6）每次安装与大修机器时，轴承及其各相配合的零部件部分均应予以认真检查与验收，外购件和外修件必须保证内在质量及加工精度。

2. 检修技术要求

（1）可倾瓦块

1）瓦块巴氏合金层应无裂纹、掉块、脱胎、烧灼、碾压、磨损及拉毛等类缺陷。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0.1mm。瓦块经着色或浸煤油检查，巴氏合金应贴合良好，表面无偏磨，接触印痕沿轴向均匀。

2）瓦块背部承力面光滑，与瓦壳的接触印痕沿轴向均匀并保持线接触，绕轴摇摆的瓦块，受力面接触均匀，与轴销配合不松晃，瓦背无烧灼压痕和重载痕迹。

3）瓦块进油边缘过渡圆滑，适于润滑油进入油楔。

4）同组瓦块厚度应均匀，相互厚度差用假轴或轴颈测量≤0.01 mm。

5）瓦块背面销孔及相应的销钉应无磨损或偏磨，瓦块在瓦壳内摇摆灵活，不顶瓦块。

6）带测温元件的瓦块，其测温元件与瓦块固定可靠不松动，测量元件要全部插入轴瓦块测温孔内，引线绝缘保护层良好。组装后，测温元件及引线不妨碍瓦块在瓦壳内灵活摆动，也不影响整个轴承组装。

7）当轴压在下半支撑瓦上时，左右两块瓦应受载均匀。

（2）轴瓦壳

1）瓦壳中分面密合，定位销配合紧密，把紧中分面螺栓后，瓦壳中分面不错口。

2）轴瓦壳两侧油封无磨损，间隙不超差。油封上下中分接合面密合，且不顶瓦壳，端面不错口。

3）用涂覆红丹粉的办法检查瓦壳在下半轴承座内接触情况，应接触良好。左右两侧与轴承座中分面齐平，两侧间隙前后左右均匀。瓦壳防转销不高出轴承座中分面。拧紧中分面螺栓后，瓦壳中分面、轴承座中分面密合无间隙。

4）轴瓦壳背部紧力和间隙符合制造厂设计要求。

5）瓦壳进油和回油孔与相应的轴承座油孔对正，测振探头孔、温度测量孔等均能对正。瓦壳进油孔限流螺钉不松动、固定可靠，孔径符合要求。进、回油孔不堵塞。

（3）轴承间隙的测?方法 可倾瓦轴承因其结构原因，用其常规的测量方法，很难得到准确的数据，下面介绍三种Z常用的测量方法。

1）直接测量法。此方法是用千分尺分别测量轴颈、可倾瓦块及轴承体内孔，通过计算得出轴瓦间隙。具体方法是：把可倾瓦从瓦壳内取出，冼净并除去锈痕及毛刺，将上下瓦壳把紧，用内径千分尺按上下、左右分别测3个不同方向孔径数值，并作好记录。用外径千分尺测量几个瓦块的厚度时，因内瓦面有弧度，测量时要用一个标准圆柱体一起测量，测量时尽Z大可能减小误差。根据测得各个部位尺寸，Z后计算出轴承间隙，此种方法测得的间隙值准确，但测量时比较麻烦，一旦测量出现较大偏差，会导致测量间隙偏大，用偏大的尺寸去调整轴承配合间隙时，会将轴承的实际间隙调整至小值，从而引起轴承损坏事故。所以，用这种方法进行测量的维修人员，要具有相当高的维修技术水平。否则，不推荐使用这种测量方法。

2）压铅丝测量法。压铅丝测量法是可倾瓦轴承测量间隙Z通用、Z常用的方法。国内目前可倾瓦轴承常采用5块结构（3块和4块的也有，但不常见），这种结构都是下瓦3块，上瓦2块，因此直接测量的数值不能反映真实间隙。下面介绍5块可倾瓦轴承的压铅丝测量的计算方法：拆下轴瓦洗净擦干，将接近轴承上限间隙1.5倍的等径铅丝放到轴颈处，然后把紧上瓦壳，将铅丝压好后取出，用千分尺在压扁的铅丝上测得取大厚度值，测出铅丝的平均值，得出平均间隙，然后再乘以1.1的系数，就是轴承的实际间隙。这里需要注意的是铅丝直径应为轴承规定上限间隙的1.5倍左右，不能太粗，否则会导致测量出的间隙数据误差加大。

3）抬轴测量法。抬轴测量法是将轴瓦按工作状态的要求安装后，把轴缓慢地抬起，观察轴颈顶端百分表移动的数值来确认轴瓦间隙。抬轴法测量比较直观，操作简便，不需计算，易于采用。但需配备相应的抬轴专用工具，操作风险很大，所以要求具有一定水平的维修人员进行这项工作，工作时应谨慎操作。

抬轴测量法操作时注意：在测量时，必须用专用工具或手拉葫芦进行抬轴测量，禁止直接使用吊车抬升轴；在抬升轴测量过程中，当百分表数值不变化时，即停止轴的抬升，防止轴承被拉坏；由于测量位置的不同，将会导致测量数值的误差，要综合考虑各种因素对测量数值精度的影响。

4）瓦背配合情况的测量（瓦背紧力）（0.01～0.05mm）。压铅丝测量法在瓦壳背部和轴承座中分面分别放置直径约0.05～0.1mm的铅丝测量，两铅丝压后的厚度差值，即为瓦背配合的间隙或过盈。直接测量法测量轴瓦块外径尺寸和轴承座内孔径，两数之差即为瓦背过盈或间隙。

3. 检修注意事项

1）可倾瓦轴承瓦块不允许对轴瓦刮削，但为使整个轴承接触良好，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整局部毛刺、划痕、积碳点。

2）瓦块连同瓦壳一起更换时，应用红丹检查新装的下瓦壳与下轴承座的接触情况，新瓦壳在轴承座瓦窝内不得松晃，防转销不高出轴承座中分面。

3）在更换一副瓦块时，要按照可倾瓦块的编号、安装位置及方向进行更换。可倾瓦块位置和方向不得装错，否则可倾瓦轴承会直接被损坏。

以上节选自《通用机械》2020第5期

大型透平压缩机组可倾瓦轴承的检修技术

作者：济南杭氧气体有限公司  邢佑兵