壓縮機軸頭泵振動原因分析及處理措施

吉小飛，秦 東，馬 龍，馬文禮

（1.新疆同益投資有限公司檢維修工程分公司，新疆克拉瑪依 834003；2.中國石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

潤滑系統在整個壓縮機系統中扮演著至關重要的角色，分別由曲柄連桿潤滑系統、氣缸填料潤滑系統和油冷、油濾、油預熱等輔助部分組成。主要作用為延長壓縮機零件的使用壽命，保障各潤滑部位的正常運轉。軸頭泵作為潤滑油系統主要動力源，其主要依靠齒輪嚙合空間的容積變化來輸送液體，主動齒輪伸出泵體與主軸連接帶動旋轉，工作時給予一定的油壓不斷潤滑設備主軸及部分接觸部位，帶走摩擦產生的熱量以防零件燒毀造成設備損壞，因此軸頭泵平穩運行是保證整個供油系統穩定的必要條件。

1 壓縮機主要特性

設備型號12-2HHE-VE 為臥式兩列對稱型往復式壓縮機，該氫壓機活塞力大，缸徑較小，活塞桿直徑相對較大，設置中體結構，密封要求嚴格。往復式壓縮機系統由驅動機、曲柄、連桿等所組成，驅動機驅動曲軸旋轉，通過連桿、十字頭和活塞桿帶動活塞進行往復運動，對氣體進行壓縮。

2 軸頭泵傳動結構

該壓縮機軸頭泵傳動系統主要順序為曲軸柱銷—傳動盤—傳動軸—聯軸器—軸頭泵（圖1）。結構中為保護柱銷防磨損，加了銅套作為磨損和慣性緩沖，因其傳動連接處較多，增大了各部分傳動同心的工作難度，在檢修過程各部件配合符合標準是保證整個系統平穩運行的關鍵。

圖1 軸頭泵傳動結構

3 軸頭泵振動原因

軸頭泵振動過大屬于該機組計劃性大修后首次開啟出現的問題，結合上次檢修記錄以及現場反饋的數據，初步判定問題原因。

（1）可能存在不同心。軸頭泵傳動連接處，檢修時更換過柱銷銅套，但未注意其厚度不同，裝配完沒有測量離心距，可能導致傳動機構不同心。

（2）齒輪泵存在困油現象和管線漏氣進泵引起的振動。鉗工車間隨即對該壓縮機軸頭泵進行檢查，在拆檢過程中排查出振動原因：傳動盤柱銷槽有拉毛、磨損痕跡，對柱銷和柱銷槽（加銅套）進行離心距測量，發現槽的離心距比銷大0.5 mm，聯軸器軸孔磨損，配合間隙過大；軸頭泵進行盤車，盤車過程流暢無卡點；管線無損壞漏氣等；拆解泵體殼內存在困油旁通槽，因此問題主要在傳動連接處。

（3）力學分析如圖2 所示。在主軸傳動銷帶動旋轉下，傳動盤柱銷槽應只受切向力F2。但柱銷離心距低于柱銷槽時，在實際運行過程中切向分力F2形成旋轉扭矩M1，徑向分力F3作用在圓心使傳動部件振幅增大，L1為圓心運動位移量。

圖2 力學分析

4 對運動機構供油的影響

往復式壓縮機運動機構潤滑的主要方式是壓力強制潤滑：通過由曲軸驅動的油泵，使潤滑油以一定的壓力和足夠劑量通過曲軸連桿體內的油道或油管，對主軸承、連桿軸承及連桿小頭銅套等進行強制潤滑，并用從軸承間隙擠出的油霧潤滑其他表面。壓力強制潤滑的特點是油量充足、潤滑充分，能有效帶走摩擦表面的熱量與金屬磨屑，而軸頭泵振動大時會影響實際潤滑效果和部件磨損。

（1）軸頭泵振動大使齒輪與殼體徑向間隙減少造成磨損，主要表現為油溫升高、氧化加速、潤滑性能降低等。

（2）引起系統中其他連接部件磨損，參考本次檢修發現柱銷連接處引起的振動導致聯軸器軸孔磨損，部件更換成本升高。

5 處理措施

針對故障原因結合上次檢修情況，原因主要為：

（1）更換新銅套導致傳動部件不同心。對引起振動過大的問題提出檢修方案，車削銅套外圓單邊0.5 mm，使主軸柱銷離心距大于或等于柱槽離心距，如圖3 所示。

圖3 銅套車削0.5 mm

6 結語

軸頭泵多為齒輪或螺桿泵，其結構相對簡單，壓力穩定并有自吸性，振動故障率一般很低。當出現故障時應清楚各部件機械結構和配合面的間隙標準，簡要分析故障原因，在實際檢修過程中針對可能產生故障的地方做到精細化檢修，任何蛛絲馬跡都是問題呈現的結果。積累經驗，主動分析方可在日后遇到問題時擁有快、準、狠的檢維修手段，更好維護設備的正常運行。