高速大型機械維修裝配理論分析

丁月強

（天津忠旺鋁業有限公司，天津 301700）

大型機械高速旋轉時會引起振動，這會給設備自身造成嚴重的傷害，從而降低工作性能或使機械停止工作。除此之外，較大的機械振動會加快各零部件的摩擦，可能使其破裂，減短大型機械的壽命，甚至造成大型事故，帶來不可預估的損失。所以，大型機械的維修裝配要有嚴格的要求。

大型機械高速運轉時應該滿足一定的振動要求，從而避免事故的發生。在高速旋轉過程中，各部分之間會有嚴重的磨損，所以保證機械各銜接部分的潤滑性也非常重要，這樣可以延長大型機械的使用壽命。此外，為了在高速旋轉時保持穩定，大型機械設備對精密度有較高的要求。

1 轉子

在大型機械高速旋轉時，主要引起振動的部件就是高速機械的轉子。在高速旋轉的情況下，轉子會暴露出零件摩擦和損壞的問題，所以，轉子質量至關重要，裝配者應該嚴格挑選轉子。在挑選轉子時，不管是新轉子還是舊轉子，都要盡量降低其在軸頸的圓度和圓柱度的誤差，一般控制在0.02mm以內。軸徑的圓度會影響轉子的振動，一旦軸頸的圓度產生較大誤差就會變成橢圓形，橢圓形軸徑的軸承與圓形軸徑的軸承相比，就會產生兩倍轉子轉速頻率的較大振動，也就是兩倍頻振動。所以，軸承的軸徑誤差要控制好，最好不超過0.005mm。

軸頸的圓柱度也是影響振動的一個重要原因，其原理卻不盡相同。當軸徑的圓柱度產生較大誤差時，軸頸就會從一個圓柱變成一個椎體。軸頸產生錐度時，錐形軸頸在軸承中受油膜壓力的軸向分力作用，在轉子產生徑向振動時，軸向振動也會增大。當軸頸高速旋轉時，其油膜在寬度上會受力不均，就會使軸承不能正常工作，影響其工作性能，甚至造成“燒瓦”的嚴重后果。所以，一旦軸頸的圓度或者圓柱度沒有達到標準，就要不斷磨準和修整。

造成磨損的原因還有軸頸表面的粗糙度，粗糙度越小說明其表面越光滑。表面光滑度提高，軸承就會有一個良好的工作環境，自然就會減小其磨損程度。因此，裝配修理時，人們要嚴格保護軸頸，認真檢查。

2 軸承

軸承是高速旋轉機械的核心部件，它具備一些特殊性能。除了承受轉子的徑向載荷和軸向載荷，它還有摩擦阻力小、壽命長以及高速下運轉穩定的性能。滑動軸承有液體摩擦潤滑的特殊性能，使其壽命長、噪音小的同時能適應高速旋轉和較大的溫度變化，因此這種軸承被廣泛用在高速旋轉機械上。

除此之外，圓柱形和橢圓形軸承也被廣泛應用。每種軸承都有它的存在價值，也就是其特殊性，橢圓形軸承可以解決滑動軸承在高速旋轉下發生的油膜振蕩的問題，從而保證其工作的穩定性。圓形軸承作為結構簡單的軸承，也可以發揮巨大作用，其作用就是在低速重載的情況下，轉子在軸承中運轉時偏心距較大，使其工作穩定。而在高速輕載的情況下，偏心距較小，常常出現半旋渦動或油膜振蕩的問題。

3 聯軸器

大型高速旋轉機械一般會使用聯軸器，聯軸器分為兩種，一種是剛性聯軸器，一種是半撓性聯軸器。其中，半撓性聯軸器又分為兩類：彈性柱銷聯軸器和齒輪聯軸器。這兩種半撓性聯軸器又各有特點。齒輪聯軸器應用廣泛，對內齒輪和外齒輪有鉸鏈鏈接作用，所以在兩軸軸心線存在一定的同軸度偏差時，對振動的敏感性很小。但是，它也有較高的要求，如齒輪加工精度較高、充分潤滑，如果達不到會影響其工作性能和使用壽命。齒輪受到較大磨損，會造成內齒輪質量偏心，嚴重影響轉子的振動。在安裝工程中，人們可以運用熱脹冷縮原理，保障圓柱形內孔安裝時的過盈量。

4 軸系找中

軸系找中就是將同軸線的兩軸連接并進行同軸度的檢查，也叫聯軸器找中。一旦軸系在檢查工作中沒有對中，就會導致高速旋轉機械出現振動故障，如果偏差度過大，會造成油膜振蕩的嚴重后果。軸系找中一般有兩個重要的前提，一是聯軸器的加工精度，二套裝在軸上的精度。所以，高速旋轉機械的一些參數要保證高度精確，如聯軸器和內外圓的同軸度、端面與軸心線的垂直度等。測量工具的選擇對軸系找中十分重要，一般采用百分表，特殊情況下也會使用其他方法，例如，百分表繞軸頸旋轉而不能通過時。軸系找中是一項重要的工作，其程序很復雜而且要求較高的精確度，精確度越高就會使高速旋轉機械的振動有力，還會延長其使用壽命，但是它最重要的目的還是使兩個轉子達到同軸度的要求。

5 潤滑

潤滑可以保障高速旋轉機械正常完成旋轉工作，其潤滑油脂也是非常重要的。如果潤滑油中有雜質或者不時斷油就會造成轉子或者軸承的嚴重損壞。通常，高速旋轉機械都有一個專門的潤滑系統來避免斷油現象的發生。在新安裝和大修后的潤滑系統中，一般都會進行一些提前準備，這個準備一般就是油循環。在油循環開始時，一般不會使潤滑油直接通過軸承，它只在油循環系統的其他部分進行循環。對于雜質，最簡易的方法就是在進油處安裝過濾網。除此之外，要保證一定要求的油溫、較大的流量和較高的油壓。

6 結語

本文詳細論述了高速精密大型機械裝配維修中的一些常見問題及解決方法。為了使高速旋轉機械正常工作，增加其使用壽命，人們不僅要保障設備安裝質量，進行精密檢修，還要正確操作，細心維護。