隔膜压缩机轴瓦磨损原因分析

 隔膜压缩机轴瓦磨损原因分析 曲轴上的滑动轴承（俗称“轴瓦”）磨损现象是很常见的问题，这一问题很难避免，每个使用单位或多或少都会发生这类问题。造成这一故障的主要原因之一，就是曲轴轴颈与轴瓦之间未能形成有效的润滑油膜，导致曲轴轴颈与轴瓦直接摩擦。产生轴瓦磨损的原因一般都知道，可找出造成这种原因的起因却非常困难。下面是一台隔膜压缩机在测试期间轴瓦磨损的发生、原因的查找及最后问题解决的过程。   　　 一、问题的发现    　　压缩机装配完毕后，一般需作4h的机械运转试验。若空载试验没有异常，再接着做4h的加载试验。试验后，会将其拆开，检查一下气盘、油盘和膜片有无问题；打开曲轴箱上盖，检查连杆、曲轴有无异常，然后包装发货。此次，在试验过程中，除了油压从5.2bar（1bar=0.1MPa）降到4.1bar，其他没有发现任何问题。设备各种保护没有报警，机器转动也没异常声响。当拆下设备，检查膜片时，发现膜片边缘有些污物。当时认为，可能是油用了很多次，有些脏。可是涂一些污物在白纸上，发现污物里存在很细小的铜屑，不仔细观察根本不能发现。接着打开曲轴箱，发现油箱底有稍微大一点的铜屑。接着拆下曲轴、连杆大端，发现轴瓦已严重磨损，沿圆周磨损严重程度不一（见图1），（连接）十字头的一端烧蚀磨损严重。    二、产生轴瓦烧蚀磨损可能的原因    轴瓦烧蚀有如下几种情况。    1）润滑油品质差。选用的润滑油质量等级、黏度等级较低，或不同牌号润滑油掺兑使用，造成全系统损耗用油的使用性能达不到要求。润滑油长时间、多次使用，可能里面混入了灰尘。由于油的清洁度较差，使润滑油道或油孔堵塞、曲轴轴颈与轴瓦之间未形成润滑油膜。    2）润滑油压力较低。如果全系统损耗用油压力较低，曲轴轴颈与轴瓦之间亦不能形成油膜。    3）曲轴轴颈与轴瓦间隙太大或太小。间隙太大，致使润滑油压力较低，无法形成足够润滑油膜；间隙太小，油膜厚度不够或无润滑油膜。     4）曲轴主轴颈、连杆孔颈形状尺寸超差。曲轴主轴颈、连杆大头孔圆柱度或锥度差较大，均会使轴颈与轴瓦间隙断续或呈锥形，不能保证形成润滑油膜。     5）曲轴轴颈表面粗糙度超差。表面粗糙度超差，会在轴颈表面存在许多金属棱峰，这会破坏轴颈与轴瓦之间的润滑油膜的完整性和连续性，金属棱峰直接与轴瓦摩擦，这会造成轴瓦磨损。     6）飞轮动平衡精度超差。动平衡精度超差会使曲轴旋转时产生惯性力，这能使轴颈与轴瓦配合间隙受到破坏，严重者使轴颈与轴瓦直接摩擦，造成轴瓦烧蚀。    三、原因分析与判断    按上述情况逐一对照排查，分析找出问题的根源。     1）应用的润滑油为壳牌得力士S液压油，黏度级别为ISO68，它是一种顶级无灰抗磨液压油。压缩机一直使用这种品牌的液压油，作为润滑系统使用的润滑油，并且多年来一直没有发生问题。在使用前，也特邀请壳牌的技术服务人员到厂，帮助分析探讨这种油的优缺点，适不适合作润滑油使用。最后得到明确答复可以使用，这证明油的品质没有问题。试验室，为了节省用油，做完试验后一般都将油回收放到桶里静置沉淀，下次试验再从其上面抽出静置沉淀好的油使用。这次使用的油有可能没有沉淀静置好，杂质没有很好地沉淀。或许多次使用里面混入了灰尘。这两种情况都有可能发生，将油的质量不佳作为这次故障的一个原因。     2）润滑油压力低。此台压缩机润滑系统油压力低压报警值为3.8 bar。为此台压缩机的润滑原理图，润滑油路设置有油压低压报警系统，如果试验过程中压力低，会有报警发生。而在整个试验中，没有这类事情发生，说明机器运转时，润滑油压力正常。    3）曲轴轴颈与轴瓦间隙太大或太小。曲轴轴颈与轴瓦间隙装配时是严格地按间隙表进行的，装配完毕有技师检查。曲轴轴颈与轴瓦的装配间隙有严格的工艺保障，每次装配完成后，间隙都做记录存档，所以这个问题不存在。曲轴箱装配图    4）曲轴主轴颈、连杆轴颈形状尺寸超差。检查了曲轴、轴瓦的检验记录，各形状尺寸都达图样要求；拆下检查油路，油路也畅通无阻。    5）曲轴轴颈表面粗糙度超差。为了达到合理的间隙，工人需不断地研磨轴颈与轴瓦，间隙达到要求时，配合表面的表面粗糙度一般能达到Ra0.8mm，所以表面粗糙度不会超差。    6）飞轮动平衡精度超差。飞轮在装配前都要作动平衡试验，此台压缩机飞轮动平衡试验满足设计图样要求。又测量了飞轮的轴向跳动量与径向圆跳动量。轴向跳动量为 0.9mm，径向圆跳动量为0.4mm。标准规定飞轮旋转时的径向和端面圆跳动量不允许超过飞轮半径的0.1%，此台压缩机的飞轮直径为685mm，跳动超标。飞轮跳动超标，这为此次故障的第二个原因。    四、处理问题    根据以上分析，得出此次故障的两个原因：润滑油的质量问题和飞轮动平衡问题。    对以上两个问题处理的办法是：    1）下次试验换用新的润滑油。     2）寻找飞轮跳动超标的原因。    飞轮作过动平衡，可以肯定它本身没有问题。与它配合的锥套，当初作动平衡试验时，没有回厂。初步将问题锁在锥套上，锥套涂上红丹粉与飞轮配合，转动，检查它们的接触面，发现接触面积不超过20%，这与标准要求的接触面积大于75%相去甚远。飞轮是用来保证有足够的飞轮矩和均匀的切向力，通过飞轮旋转过程中储存的能量来缓冲压缩机旋转角度的波动。如果飞轮与轴套不能很好地配合，它就不能使压缩机的转速均匀，也失去了它的补偿负荷波动的作用。这也解释了为什么轴瓦沿圆周方向磨损程度不一的原因。首先检查锥套，原来锥套与带轮不是由同一家供应商制作的。锥套制作厂家没有锥套精加工图样，又没有带轮与其配套加工，只是按毛坯草图制作。为此重新给定如图4锥套图样，让供应商按图制作。    五、重新试验    根据装配要求重新装配曲轴，轴瓦换新，润滑油换新；飞轮安装后测量断面及径向跳动量均不超过0.2mm，符合要求。试车后，仔细观察各仪表读数变化，10min后发现，双联过滤器压力表读数缓慢下降，继续运转，继续下降，下降陡度偏大，一直降到4.1bar。正常润滑压力为4.5~5.5 bar，报警压力为3.8bar，停机压力为2.8bar。在此过程中，压缩机没有异常响动，运动平稳。停机，拆下曲轴上的连杆，发现轴瓦又出现磨损现象。上次由于油压低没有报警，忽视了过滤器的问题。这次直接将双联过滤器拆下检查，发现它的滤网被一些绒毛堵塞，这可能是由于擦拭工件的抹布易掉绒毛。又重新将曲轴箱全部拆下，各部件用压缩空气吹扫干净，不允许任何工件上带有绒毛。更换过滤器、轴瓦及润滑油，重新装配，再次进行运行试验，仔细观察各仪表读数数据显示。运行1h后，仪表读数显示正常。停机后，拆开连杆，检查轴瓦，此次没有磨损现象。继续运行4h，拆开连杆检查，再没发现轴瓦磨损现象。    六、结束语    通过反复试车检查，查清了此台隔膜压缩机轴瓦烧蚀的原因。将车间装配使用的抹布全部换成不掉绒毛的；试验用油规定必须使用标准过滤器过滤后的润滑油，润滑油需静置干净无污物，油变黑后不能再用；锥套须严格检查，飞轮装配后必须检查跳动量。    压缩机轴瓦烧蚀磨损，不是由单纯某个因素造成的，而是由多种因素综合影响形成的，大部分易造成轴瓦烧蚀的主要因素，大家会格外关注，但有时是大家忽略的微不足道的因素引起的。如上所述几条，装配时也有严格的间隙保障，倒不容易发生问题；相反在一些往往大家认为不重要的环节上容易出现问题。所以如果有烧蚀现象发生，必须全面分析，彻底检查，排除一切可能因素。任何影响装配质量的情况都要认真对待，切不可大意。　

本文关键字：压缩机  维修保养，机械设备 - 维修保养