軸承溫度過高的原因分析

殷洪洋，朱世林

（沈陽鼓風機股份有限公司，遼寧 沈陽 110869）

在現實用戶生產過程中，支撐軸承溫度，推力軸承溫度是考核機組安全正常運轉的主要考核指標。對于壓縮機上的兩個主要元件，正確分析判斷造成軸承溫度過高的原因是確保機組安全運轉的必要條件，根據多年積累的實踐經驗，對確保機組在用戶現場安全運轉總結的情況下，從以下幾個方面來分析判斷。

1 支撐軸承元件裝配過程質量控制

1.1 壓縮機機組支撐軸承區的裝配

在對壓縮機裝配及拆檢機組各支撐軸承區時，首先要對裝配的支撐軸承體和支撐軸承壓蓋過盈值(0～0．03mm)、支撐軸承內孔和轉子軸頸之間間隙值進行裝配檢測及復效；其次要對軸承體與機殼軸承區定位面進行接觸式的研磨，要保證接觸面達到85%以上。同時研磨時要注意丹粉的涂抹的方式，其厚度要求是淡淡的影痕，以滿足設計圖紙裝配要求，原因如下。

（1）主要是因為過盈值不夠。即：支撐軸承體和軸承壓蓋相互關系產生間隙易產生轉子振動（材料熱處理、機組長時間運轉致使材料變形，而影響過盈值）。同時易使軸承鎢金層振裂，造成軸承間隙小，從而產生軸承溫度過高。

（2）支撐軸承間隙過大。即如果軸承內孔和轉子軸徑間隙過大，易使轉子振動，同時在工藝氣變化的工況下易使軸承鎢金層振裂，從而產生軸承溫度過高。

支撐軸承間隙過小。即如果軸承內孔和轉子軸徑間隙過小，易使軸徑瓦溫過高，同時易使軸承鎢金層研傷，從而產生軸承溫度過高。

如存在上述情況可以通過調整潤滑油進油溫度高低來進行判斷。但它的調整范圍也是有限的，其調整要求范圍在35～45℃之間。還可以根據支撐軸承直徑（瓦塊）來對軸承間隙進行調整，其范圍要求在1‰≦δ≦2‰之內。

（3）軸承體的定位接觸面積是保證機組安全運轉的必須保證。要求上下軸承體在裝配時必須與軸承壓蓋和機殼軸承區定位處的接觸面積達到技術要求，如達不到要求，將影響機組振動超差，使機組支撐軸承鎢金層被損壞，從而產生軸承溫度過高。

（4）支撐軸承進油量大小，直接影響到軸承溫度。包括軸承體上的進油孔和進油支管的直徑大小（在相同進油壓力和溫度下），從而影響軸承溫度。

（5）阻油環裝配要求。檢查該零件的定位止口是否與軸承體裝配到規定要求，上下半阻油環中分面在裝配時是否對軸承體的中分面有間隙。如有間隙將使軸承與轉子軸徑的配合間隙增大，從而使機組轉子振動，在此基礎上長時間運轉易使軸承鎢金屬層振裂，從而產生軸承溫度過高。

推力間隙值進行復效；尤其要對軸承、推力軸承瓦塊的檢查，表面的磨損、油楔的大小是否符合設計要求。

1.2 支撐軸承元件裝配部分

作為壓縮機上的主要元件（支撐軸承），其在裝配時，要對相關的各加工好的零件進行檢查、清理毛刺和倒角。這樣才能保證支撐軸承的整體配合尺寸和精度要求。

（1）首先是對軸承體內徑尺寸檢查和測量并記錄下來，以便為后續計算瓦塊與軸徑的間隙。

（2）其次是對阻油環上的溫度線槽要進行清理毛刺和倒圓角，并要圓滑，防止溫度線在安裝中和在機組運轉使用中發生異常或斷線，而影響溫度的準確性。

（3）接下來要對瓦塊零件進行檢查。由于瓦塊是支撐軸承上主要的零件，同時它在設計技術上有特殊的結構型線要求，所以在加工時是根據結構圖的要求來設計二類輔助工裝，才能將瓦塊加工成型。基于此技術要求，還要對加工好的各瓦塊進行型線檢查。

具體檢測方法包括：用千分尺測厚規檢測瓦塊厚度、用百分表檢測瓦塊內外圓軸心型線的平行度（瓦塊鎢金表面與轉子支撐軸承軸徑的研點是否平行與軸線）。其誤差要控制在0．005mm以內。

（4）還有檢測方法是用塞環規檢測（即通端和止端），這種方法是在制造廠中使用，在檢維修無法實現檢測。

（5）還要對瓦塊內徑的鎢金層（轉子旋轉方向）入口鎢金油楔處進行檢查處理，其要求5mm×15°的切向圓弧夾角。以保證潤滑油隨著轉子的旋轉方向，將潤滑油帶入軸承內孔與軸徑之間起到潤滑作用。

（6）裝配時支撐軸承瓦塊要擺動靈活，注意定位銷卡澀現象發生。

綜上所述，這些只是對支撐軸承裝配的基本要求，只要把上面的要求做到了，該支撐軸承部件產品才能保證裝配質量。

然后還要對其進行裝配、試車試驗。以檢驗軸承在機械運轉、機組載荷壓力情況下，其支撐軸承溫度是否偏高及是否在合格要求范圍（同時也包括支撐軸承振動的檢驗）。

1.3 影響壓縮機組支撐軸承溫度高的因素還有以下幾方面

（1）在機組運轉的過程中，影響軸承溫度高的除軸承體上的五個進油孔，還有潤滑油站輸送的二次潤滑油壓力、流量、溫度值的大小有關（它包括潤滑油管支管的DN直徑和該處孔板孔徑大小）。

（2）潤滑油站上各元件對軸承溫度高的影響。包括泵的軸功率、潤滑油電加熱器、油冷卻器、油過濾器、壓力表、溫度表、溫控開關、各類閥門及相應位置的管路直徑。

在確保油壓的情況下，要確保進油溫度的穩定性（正常情況下要保證進油溫度在35～45℃之間）。同時要確保泵后的油壓力在要求范圍內，在調節潤滑油站上的各元件功能時，使其油過濾器后的一次油壓在要求范圍，還要注意其進出油壓的差壓值不得超過0．1MPa。

對于管道上有溫度控制裝置的，要以此為主；如管道上沒有溫度控制裝置的要以油冷卻器為主進行調節管道進油溫度。

現場一次儀表控制盤上潤滑油溫度表要靈敏、準確。中控室二次儀表顯示精度要準確（包括溫度控制柜、接線盒的觸點位號要對應）。

主機軸承測溫線傳感信號準確。只有這些都做到了檢查，溫度才能顯示準確，才能保證溫度不失真。

在壓縮機組裝置上，主機和油站上都設計有排煙罩和排煙機。排煙罩和排煙機的作用的主要目的就是在潤滑油將主機中的轉子在高速旋轉的情況狀態下，其軸承（支撐軸承、推力軸承）與轉子軸徑、推力盤之間產生摩擦，使潤滑油產生的高溫油煙通過它排入大氣中。如果不將所產生的高溫油煙排除，將在油站箱內產生壓力，從而影響潤滑油的回流，使軸承箱內溫度升高。所以在壓縮機裝置中必須要將所產生的油煙氣從機組內排出，從而確保機組的軸承溫度的穩定性。

2 壓縮機推力軸承溫度高問題

推力軸承溫度的高低是檢驗該機組在設計轉子推力盤時所能承受的軸向推力的平衡準確性。但推力盤在設計時的尺寸大小，決定承載軸向能力（即強度）。所以在設計時要考慮機組的工況氣體壓力、 各種氣體在工作異常時所產生的附加軸向力及其它因素產生的軸向力。同時還要考慮轉子的軸功率，它包括轉子的工況壓力、防喘振異常所產生的力、轉子質量（包括軸質量、葉輪、平衡盤、軸套等）軸上的元件質量。這里所要設計的推力盤的大小與每個機組軸功率有關。所以在設計推力盤時一定要考慮機組相關聯軸上的元件。

在壓縮機結構中，轉子推力盤部件通常的設計結構方法有寢油式上排油、甩油環式下排油。

根據上述結構方式經過分析造成推力溫度高的原因及解決措施如下。

（1）推力間隙小，可造成溫度高。

措施：通過調整墊將推力間隙調整到合適間隙值。

（2）進油壓力過低或過高，壓力過低進油流量小，不能滿足冷卻效果。壓力過高進油流量大，這樣經過軸承的油溫度升高后，泄油困難，造成軸承溫度升高。

措施：將油壓適當調整，使進油流量滿足壓縮機需要即可。

（3）推力塊平面中間部位不平，造成中間存油，這樣使經過旋轉后的高溫油排泄困難，造成推力軸承溫度高。

措施：將推力塊表面與平臺對研，達到表面平面度要求0．005mm，并保證推力間隙值。

（4）推力塊無進油油楔，造成進油困難，可造成推力塊溫度高。

措施：用刮刀等工具在推力塊進油方向邊緣處刮出適當寬度的油楔，保證進油暢通，可降低推力溫度。

（5）檢查推力套環是否將軸承箱進油孔擋住了或擋住一部分，使進油孔面積減小，流量不足，造成推力溫度高。

措施：如有遮擋可將推力套環與進油孔遮擋位置加工一個缺口這樣就避免遮擋，滿足進油流量，從而使溫度降低。

（6）在推力甩油環式下排油結構中，推力甩油環的甩油孔小，整體泄油不暢造成推力溫度高。

措施：將甩油環油孔直經適當擴大，這樣泄油效果好，可降低推力塊溫度。

（7）在推力寢油式上排油中，推力壓蓋和套環的上N個甩油孔小，使整體泄油不暢造成推力溫度高。

措施：將推力壓蓋和套環的上N個甩油孔直經適當擴大，這樣泄油效果好，可降低推力塊溫度。

（8）進油溫度高使推力塊溫度高。

措施：調整冷卻器冷卻水，提高冷卻效果降低進油溫度，可降低推力塊溫度。

（9）壓縮機平衡器管路直經小，達不到平衡效果，使轉子軸向力過大，造成推力塊溫度高。

措施：可請設計人員適當考慮增大管路直經，提高氣體平衡效果，降低軸向力，使推力塊溫度降低。

（10）壓縮機機殼內部兩端平衡器孔直經小或內外孔錯位，造成通流面積減小，降低氣體平衡效果，致使軸向力過大，造成推力塊溫度高。

措施：將機殼內外孔徑擴大或將錯位部分加工修整，以滿足足夠大的通流面積，氣體平衡效果提高，降低軸向力，使推力塊溫度降低。

（11）平衡盤密封間隙過大，氣體平衡效果降低，軸向力過大，推力塊溫度高。

措施：更換平衡盤密封，將密封間隙調整到合適間隙值。

（12）平衡盤密封的齒數少，也可降低氣體平衡效果，致使推力塊溫度高。

措施：可請設計人員重新計算適當增加密封齒數，可提高氣體平衡效果，降低軸向力，降低推力塊溫度。

（13）壓縮機與原動機之間的聯軸器找正距離過大或過小，把合聯軸器中間節后使兩個設備的轉子互相推拉，使推力塊度高。

措施：調整距離，使兩個轉子處于合適的軸向位置（考慮機組氣體在工況下的溫度，計算出熱膨脹值），減小轉子的軸向推拉力，從而降低推力塊溫度。

（14）現場人員操作不當，壓縮機氣流不穩定，使轉子軸向力過大，造成推力塊溫度高。

措施：調整好壓縮機進排氣量，使壓縮機轉子處于穩定狀態，降低推力塊溫度。

3 結語

通過對造成支撐軸承和推力軸承溫度高的原因分析，要求不論是對機組裝配，還是在機組檢修時，都要按要求規定去操作。處理好有質量問題要求的各零部件是關鍵步驟，它將直接影響機組回裝、試車安全和指標參數的穩定。所以對關鍵各零部件在裝配和檢修及修復時要掌握相應的加工工藝過程及手工修復方法來達到合格要求。