浅论压缩机的轴瓦故障

发布时间：2013-06-05 浏览次数：638

汪军
（兰州铀浓缩厂，甘肃　兰州　730000）

　　摘　要：轴瓦的常见故障有烧瓦、合金脱落和裂纹、轴瓦擦伤及剧烈磨损，注意轴瓦润滑保养、润滑油选择、轴瓦安装间隙调整是减少轴瓦故障的有效方法。
　　关键词：轴瓦；润滑机油；压缩机；故障
　　8ASJ17型双级压缩机采用氨为制冷工质，结构是单机双级、高速多缸逆流式活塞压缩机。它与中间冷却器、冷凝器、贮氨器和蒸发器等设备组成了我车间的一个封闭循环的制冷系统。为保证压缩机能长期稳定运行，正确诊断和维修轴瓦故障，是维护运行好压缩机的重要环节之一。
　　1　轴瓦常见故障分析
　　1.1 烧瓦
　　一般在曲轴轴颈和轴瓦之间机油不足或没有机油而没有形成润滑油膜或润滑油膜被破坏的情况下会发生烧瓦。导致烧瓦的具体原因有以下几种：
　　（1）润滑系统中机油严重不足。
　　机油严重不足则曲轴轴颈和轴瓦摩擦表面的温度会迅速升高，发生烧瓦。导致机油严重不足的主要原因是：机油过滤器严重堵塞、机油管路堵塞或严重漏油、机油泵损坏、油管接头破裂或没及时添加机油等。
　　（2）曲轴轴颈和轴瓦的装配间隙不符合要求。
　　该间隙影响润滑油膜的形成，间隙过小则机油不易进入轴颈和轴瓦的摩擦表面间，无法形成润滑油膜；若间隙过大，则润滑油膜的厚度减少，不能把摩擦表面完全隔开，发生烧瓦的可能性也就增加。同时，过大的间隙还会增大曲轴轴颈与轴瓦的振动和撞击，导致润滑油膜的破裂。
　　（3）曲轴的磨修破坏了轴颈表面耐磨层和耐疲劳层。
　　曲轴轴颈一般都经过良好的热处理，具有高耐磨层和耐疲劳层，如果在发生烧瓦故障后将曲轴磨削修理，曲轴将会失去原有的高耐磨层和耐疲劳层，以致很快地发生烧瓦故障。
　　（4）机油变质。
　　如果机油不纯或机油因使用时间过长等原因而变质，则润滑油膜也不易形成，以致发生烧瓦故障。
　　1.2 轴瓦合金脱落和裂纹
　　曲轴轴颈和轴瓦的摩擦表面无油膜隔离时，会较频繁地直接接触，其微观凸起部分在曲轴轴颈和轴瓦相互运动作用下会产生疲劳裂纹，而机油渗入裂纹后即产生液压作用，加速裂纹扩展，导致合金微粒较快地从轴瓦表面脱落。摩擦表面的直接接触又导致轴瓦温度升高，轴瓦合金层的疲劳强度降低，进一步加速了轴瓦合金裂纹的产生和脱落。轴瓦合金脱落将导致曲轴轴颈和轴瓦配合间隙增大、机油压力下降和出现异响。
　　1.3 轴瓦擦伤
　　压缩机所用机油的等级如果不符合要求或机油过脏，压缩机经常在高负荷和高温下运转，则机油内的杂质就会过多。一旦在曲轴轴颈与轴瓦之间瞬时缺油或润滑油膜瞬时破裂的情况下，这些杂质就会擦伤轴瓦。
　　1.4 轴瓦剧烈磨损
　　一般在反复瞬间缺油的情况下会发生轴瓦的剧烈磨损。其主要原因有两点：一是压缩机未及时添加机油，在机油油面过低的情况下连续高转速工作；二是机油温度过高或所使用的机油的等级不符合要求。
　　2　轴瓦故障的维修方法
　　正确维修装配轴瓦是避免轴瓦发生故障的基础工作，其维修装配方法要点是：
　　2.1 轴瓦瓦背与轴瓦瓦座的配合
　　轴瓦瓦背与瓦座的配合关系到轴瓦的使用寿命，如果将瓦背外径过大的轴瓦强制压入轴瓦瓦座内，会使轴瓦和瓦座变形，这时须对轴瓦瓦背进行刮、锉等方法处理；如果轴瓦瓦背小于瓦座标准尺寸，当压缩机转动时轴瓦在瓦座内产生颤动，对运行中的机件危害很大，这时可以通过补焊轴瓦外径的方法处理，但一般情况下都换新轴瓦。
　　装配轴瓦时必须保证轴瓦与瓦座接触面没有翘角并接触均匀，不允许有间隙。接触面经刮研需达到规定的接触面积，轴瓦下瓦与轴瓦瓦座之间的接触面积不得小于60%～75%，轴瓦上瓦与轴瓦瓦座之间的接触面积不得小于50%～70%，大直径轴瓦取小范围值，小直径轴瓦取大范围值。
　　2.2 确定轴瓦的轴向间隙窜量
　　轴向间隙（轴窜量）是确保轴的热膨胀伸长、轴在纵向的定位以及为润滑冷却创造条件。当轴向间隙过小时，易发生热胀烧瓦故障；轴向间隙过大时，会因窜量过大而发生冲击，损坏瓦衬。轴向间隙必须按说明和图纸的设计规定留出，曲轴侧每侧留出轴向间隙0.2～0.3mm。其检测方法有塞尺检测、千分表检测和专用量规检测。
　　2.3 轴瓦的径向间隙和侧部间隙的配合
　　轴瓦应有合适的径向间隙和侧部间隙，当间隙过小时，容易发生烧瓦和抱轴等故障；当间隙过大时，容易产生敲击并且发生油流散失、瓦衬震裂等故障；当间隙不均匀时，将发生过热偏磨、烧瓦和抱轴等故障。间隙余量必须严格按说明和图纸的设计要求规定留出。
　　2.4 曲轴轴径与轴瓦接触角度的装配要求
　　对活塞式压缩机轴瓦的接触角度采用70°～90°为好，因为活塞式压缩机受力不均匀、冲击力大，因此它在工作中的受力比一般机械受力大。如果轴瓦接触角度太小，会使轴瓦的受压强度增大，使轴瓦产生变形，同时又加快了轴瓦的磨损，从而缩短轴瓦的使用寿命。如果接触角度过大，又会影响油膜的形成，得不到良好的液体摩擦润滑，这样一来也会增加摩擦力，对设备的运转起不良的影响。
　　一般轴瓦受压范围是在120°以内，当轴瓦磨损到这一角度时，就要开始破坏液体摩擦，也就是要发生半干摩擦和干摩擦，这时轴瓦磨损很快。因此，在不影响轴瓦变形强度的条件下，轴瓦的接触角度应尽量减少。
　　3　轴瓦使用注意事项
　　1)注意选择合适牌号的润滑机油，压缩机机油质量的好与坏直接影响轴瓦的寿命，因此必须选择46号冷冻机油，不能用普通的润滑机油代用。
　　2)润滑机油应定期检查，不足时应按标准添加。机油若黏度下降15%，颜色变深，为防止积炭和变质需更换新油。
　　3)轴瓦的形状公差超限应予修磨，以免造成曲轴轴颈与轴瓦的接触面积减少，单位面积压力增大。应经常检查并严格控制曲轴轴向间隙和轴瓦配合间隙，上述部位磨损超限时，应及时修复。
　　4)更换轴瓦时，新轴瓦的尺寸应符合规定，过短不能保证轴瓦与轴颈可靠贴合、良好散热；过长时装配接口处易产生变形，导致啃轴烧瓦现象。
　　参考文献：
　　[1]安定纲.往复式压缩机[M].中国石化出版社，1986.
　　[2]黄祥成.钳工技师手册[M].机械工艺出版社，1998.

 

来源：《甘肃科技》2009年第13期