空壓機組齒輪箱軸承溫度高原因分析及處理

李維特 丁少勇（云天化呼倫貝爾金新化工有限公司工程管理部，內蒙古 呼倫貝爾 021506）

1 現狀和存在的問題

1.1 設備概況

國產空分裝置中空氣壓縮機組由西安陜鼓動力股份有限公司生產制造。其中齒輪箱由臺朔重工股份有限公司制造,技術參數如下：

設計功率：10456KW齒形：人字齒

設計轉速：5130/12762 r/min

設備型號：TA320-SFC齒數：41/102

操作系數：1.6（DIN3990模數：4.01.2存在問題

壓縮機組于2010年10月8日開始試車。2011年10月15日齒輪箱高速軸徑向軸承溫度（以下簡稱瓦溫）開始升高，其中非聯軸器側瓦溫高達120℃。于2011年11月裝置停車對其進行檢修檢查，發現高速軸兩端軸頸已變色發黃，徑向軸承下瓦瓦面均燒黑，上瓦出現不同程度的刮瓦。

2 軸承結構及原理

齒輪箱高速軸徑向軸承采用二油契軸承，依靠液體潤滑劑動壓力形成的液膜隔開兩摩擦表面并承受載荷的滑動軸承。即依靠軸頸本身的回轉，把潤滑油帶入軸與軸承之間，建立起油膜壓力以承受載荷。這種支承載荷的現象通常稱為油楔承載。隨著軸的轉動，潤滑油附著在軸頸表面，被帶入油楔中，成楔形油膜，產生油膜壓力。當足以平衡軸的重量時，軸就懸在油楔旋轉。

3 問題原因分析及處理

機組軸承溫度升高也是機組運行的一個重要監測指標，也是機組事故常見的問題之一。引起瓦溫升高的原因如下：

3.1 溫度計安裝不當或測溫探頭損壞。檢查測溫套的安裝情況，校準溫度計，或更換損壞的測溫探頭。

3.2 供油溫度高或油質不符合要求檢查冷卻水的壓力和流量，投用備用冷卻器或更換補充新油。

3.3 潤滑油量減小、油壓低或管網堵塞油量分布不均。檢查油的粘度、含水量和抗乳化度等，是否有堵塞現象3.4安裝不當引起偏載。檢查對中。

3.4 軸承的自身設計問題。在進油量不變的情況下，軸承間隙和軸承偏心率也是導致進油量不足的主要原因。軸承間隙直接影響形成油膜的厚度以及油膜的承載能力，最終體現在油溫上。影響軸承間隙的原因主要包括以下兩個方面：3.4.1軸承內徑；3.4.2軸承偏心距；

按照臺朔重工給定的齒輪箱高速軸軸承間隙范圍0.18-0.23mm，但根據軸承加工尺寸計算最小軸承間隙i，

i=D－d－2e……………………（1）

式中：

d——高速軸軸頸直徑,124.83mm；

D——軸承內徑,125.14 mm；

E——二油楔軸承偏心距,0.07mm

得到軸承最小間隙0.17+0.025mm

由此可知本次軸承溫度高的主要原因是軸承間隙偏小，油膜薄承壓大，摩擦力大，生成熱量多，在潤滑油量不變的情況下，熱量不能及時被帶走，導致熱量滯留，溫度升高，后破壞油膜，燒毀軸瓦。

根據國內類似軸承的設計經驗，得到合理偏心率計算公式：

e=D×0.15%×0.5………………（2）

式中：

D——軸瓦內徑，125mm；

得到：

e=0.0938mm,

齒輪箱高速軸徑向軸承給定偏心距e1=0.07mm＜e由此可知本軸承的偏心距已經偏小。只有軸承內徑是導致軸承間隙偏小的主要原因。

4 處理措施

通過上述分析，軸承進油量小是本次軸承溫度升高的主要原因。影響軸承的進油量除了管網供油不足，二油楔軸承自身設計缺陷也是主要原因。主要包括軸承設計最小間隙和偏心距。高速軸軸頸d=124.83mm，軸承間隙的合理范圍在0.25-0.35之間，但間隙過大對油膜形成不利，并增大油的消耗量，綜合設備運行及生產的需要暫時無法修改潤滑油管網。根據相關經驗最終增加偏心距，增大軸承內徑，使軸承間隙達到0.23-0.25mm之間。根據軸承偏心距計算公式可知，此軸承的理想偏心距為0.0938mm，在確定偏心距后，依照軸承最小間隙公式（1）可計算本軸承的最小間隙。

D=125.2-125.28mm

通過上述計算并結合二油楔軸承特性，以及結合國內先進的經驗進行軸承整改。

5 結語

二油楔軸承在運行中的監測要兼顧軸承溫度和軸承振動兩個方面，在滿足軸承間隙的同時，保證相對間隙，為油膜達到良好的運行環境。針對大型機組在運行過程中出軸承溫度升高的問題，在保證不影響正常生產的前提下可通過調節工作潤滑油壓力、溫度等改善狀況但并不能使問題得到解決。在排除所有外圍的原因后，設計也是用戶值得推敲的一個問題。通過國內外的相關經驗結合現場的實際才能最有效的解決問題。

[1]離心式壓縮機.大連工學院編.化學工業出版社.

[2]董青久.某機組推力軸承瓦溫高的分析和措施，中國風機專業期刊，53-56.

[3]機械故障診斷教程，美國本特利內華達公司.

[4]沈立智.大型旋轉機械的狀態檢測與故障診斷，機械工業出版社，35-37.

[5]于群，齊富民，聞天苑主編.最新軸承設計與技術規范、故障診斷實務全書，當代中國音像出版社.