氫氣往復式壓縮機主軸瓦合金層龜裂脫落的原因分析

【摘 要】 對檢修過程中的壓縮機主軸瓦合金層龜裂和脫落現象進行分析，從而找出短時間內迅速修復的方法。

【關鍵詞】 壓縮機 主軸瓦 直線度 刮研

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.10.004

JQ8氫氣往復式壓縮機是某石油化工公司重整車間的主要設備，該機為四列往復機，曲軸長1918mm，軸頸φ152.4mm。在檢修中發現該機部分主軸瓦嚴重龜裂，且局部有合金層脫落現象。在拆卸過程中我們對該機進行檢測，結合《石油化工設備維護檢修規程》標準，推斷主軸瓦龜裂及脫落主要是由于曲軸箱箱體偏差過大產生的，在現有條件限制下，我們采取了刮研等方法進行了處理。

1 發現的問題

1.1 曲軸水平度

1#、4#曲軸部分通常作為其他部分安裝調試基準，因此以這兩部分進行測量即可代表曲軸水平度現狀。由上表可見，曲軸水平度不滿足標準要求。曲軸各部分代號見曲軸示意圖。

1.2 曲軸箱箱體瓦窩軸向水平度

1.3 主軸瓦中心線直線度

經實際測量，四個主軸瓦不在同一條直線上，（即四個主軸瓦下瓦不在同一曲面內），其偏差為0.035mm。

2 原因分析

2.1 曲軸水平度偏差問題

水平度偏差過大，會造成曲軸在工作狀態下產生一個軸向分力，但從理論上來說，曲軸在工作狀態下幾乎是沒有軸向分力的。如果曲軸水平度偏差過大，使曲軸產生軸向分力會使定位軸瓦的推力面增加負荷。如此測量的曲軸水平度又不一定是真值，因為通過上述測量得知，四個主軸瓦中心線不在同一條直線上（上述問題三），當曲軸落下后，可能存在某個軸瓦沒有與曲軸接觸，因此此時用水平儀對曲軸水平的測量不能完全反映出曲軸工作狀態下是否水平，曲軸水平度（問題一）基本是由此導致的。

2.2 四個主軸瓦瓦窩水平度問題

測量目的一是曲軸箱軸向水平的檢測，二是為了驗證四個軸瓦中心線的直線度。其直線度的計算借鑒框式水平儀法測直線度如下：

1#：0.00mm；2#：+0.14mm；3#：-0.16mm；4#：-0.18mm。

[Δ=nil]

=12×0.02×120/1000

=0.0288mm

[n]——格數12（放大十倍，省略中間格數字。從曲線最高點作垂線，與連線相交的距離）

[i]——水平儀精度0.02mm/m

[l]——測量段長度（瓦窩寬度）120mm

此計算結果與上述中心線偏差測量結果基本相同，由此可推斷問題三是由瓦窩水平偏差（問題二）造成的。

造成瓦窩水平度偏差方向不一致的原因很多，主要原因應是曲軸箱安裝誤差、基礎沉降和箱體時效變形等原因。但是該機不是新安裝的機器，現有條件下不可能破壞基礎重新調整，故對于問題二只能不作處理。

問題三主軸瓦中心線不在同一條直線，這是造成軸瓦龜裂和合金層脫落的主要原因，該機主軸瓦間隙為（0.10～0.165）mm實測值分別為：0.22mm，0.19mm，0.19mm，0.19mm。其直線度偏差為0.035，2#，3#瓦高。1#軸瓦間隙比其它三組瓦間隙大正好說明1#軸瓦下瓦與軸頸沒有貼合，而是呈懸空狀。

但是曲軸與電機是剛性連接，連接后由于聯軸器和電機轉子的重量使最近的1#瓦下瓦與曲軸頸貼合，因此曲軸以2#瓦為支點，3#，4#瓦的間隙將變小，其下瓦與軸頸產生間隙。當曲軸旋轉時，在油膜壓力和沖擊載荷的作用下曲軸軸頸在軸瓦中將不是穩定的旋轉而是上下跳動，撞擊軸瓦，這才是使軸瓦產生龜裂和合金層脫落的主要原因。

綜上所述，問題一是由問題三造成的，而問題三又是由問題二造成的。但是問題二在檢修中又不能解決。所以在檢修過程中我們采用了下面方法進行處理。

3 解決方法

由于曲軸箱各瓦窩的中心線直線度有偏差而且不能進行調整，可以通過調整各主軸瓦的中心線（即通過刮研減少某組瓦的壁厚），來保證曲軸的水平及貼合程度。其方法是：

（1）根據兩點確定一條直線的原則，以1#、4#瓦為基準，將下瓦裝好。

（2）研瓦保證軸瓦的貼合程度，同時用水平儀測水平度，可以快速得到貼合面積并使水平度達到要求，這樣就將曲軸的定位基準確定下來。

（3）再以1#、4#瓦為基準對2#、3#瓦進行刮研，具體方法如下，將曲軸落在1、4瓦上，（不裝2、3軸瓦）。用兩個百分表打在2、3瓦軸頸處，校對零位，然后用起重機將曲軸吊起（0.10～0.30）mm。將2、3軸瓦下瓦沿軸向裝入。落下曲軸觀察兩百分表數值，此時百分表指針如為負值，則說明此瓦厚度不符合要求，應更換一組軸瓦；如百分表指針為正值時說明該瓦高出1、4瓦的數值為指針數。

（4）涂色后對2、3瓦進行顯點刮研。反復進行上述操作，即可得到貼合面積，又可通過表指針得到瓦高出基準瓦的數值，從而可以快速準確地對軸瓦進行刮研，直至表針指示為零時。此時說明2、3軸瓦已與基準瓦1、4處于同一條中心線上，同時也將箱體各瓦窩的水平偏差不一致的問題調整過來。

如再將同心度的問題考慮進來，在研瓦的同時兼顧同心度，可在一道工序中完成電機找正。此種方法非常適用于檢修過程中短時間內保質保量地完成任務。

經過一段時期的運轉，沒有發現主軸瓦出現龜裂和合金層脫落的現象，說明我們對問題原因的分析和解決措施是非常到位和有效的。