济南市鸿慷机电设备有限公司位于交通便利的泉城济南,是全球生产滚动轴承和直线运动产品的领导企业---德国舍弗勒集团在山东的授权代理商。公司专营舍弗勒集团旗下两大品牌INA轴承和FAG轴承,是一家顺应经济发展需要而诞生的专业化新型高端轴承公司。多年来一直从事轴承的销售和售后技术支持,在机械行业技术方面有着非常丰富的经验,今天济南鸿慷机电进口轴承专家为大家介绍一下压缩机推力轴承温度过高故障处理。
一、问题及原因
1.问题
为冶炼工艺供风用的压缩机,流量285m3/min,压力444kPa,转速11250r/min,功率1125kW。该机TE218测点推力轴承采用线支承可倾瓦结构,运行油温为45℃时,轴承温度达98℃,接近报警值(100℃)。为保证设备安全运转,将运行油温调整为40℃,推力轴承运行温度降为93℃。设备运行半年后,推力轴承温度开始上升,并超过报警温度值,设备自动停车。为正常生产,解除压缩机的系统联锁,压缩机推力轴承一直在超过报警温度值上运行,大修时对压缩机解体检修,发现推力轴承粘烧,并且推力盘表面严重划伤,推力轴承损坏无法使用。检修研磨推力盘和更换推力轴承和平衡鼓气封后,设备能运行,但没过三个月推力轴承温度仍超过报警值。
2.推力轴承发热原因
推力盘面光洁度不够;轴承面线速度过高;轴承受力过大大修时发现推力盘损伤,虽经过修复但达不到原设备上的要求,再者压缩机试车时推力轴承温度就一直很高,而当时的推力盘面并无损伤。因此,轴承过热主要原因,应是轴承受力过大所致。
根据对压缩机结构的研究发现,压缩机转子是由四个叶轮和平衡串联在主轴上,并在机壳上有一个平衡毂气室,TE218测点的推力轴承在轴承盒末端,而和它紧邻的在同一轴承盒内的TE201测点的推力轴承为81℃,说明平衡毂平衡力小于四个叶轮产生轴向力,这有可能是平衡毂上的气封间隙大漏气而造成平衡毂前后压差减小,降低了平衡力。更换气封后,TE218测点温度不再土升,保持在98~99℃,和试车时一样,但仍然接近100℃的报警值,说明轴承受力偏大。
3.回油结构不合理
检查供油、回油结构,发现润滑油从轴承座的两侧进入,靠推力盘旋转产生离心力沿瓦块表面甩向外圆,给推力轴承和推力盘提供润滑和冷却。但推力轴承和推力盘处的轴承座并无排放点,大量润滑油又沿轴从内向外排出,在推力轴承和推力盘处的润滑油形成内循环死区,其间推力轴承和推力盘所产生的热量无法全部带走,因此产生热积累形成积炭,粘浮在推力轴承和推力盘上,使推力轴承温度升高。
二、故障处理方法
1.增大平衡力减小轴承受力
要增大平衡力最直接的方法是加大平衡毂的直径,但改造难度非常大,成本也高。经研究,把平衡毂后气室压力降低成负压,使平衡毂前后压差增大来提高平衡力。在平衡毂后气室蜗壳处钻眼用内径65mm管道连通至压缩机一级进气日,使平衡气室与一级进气口相通形成负压,相应地增加平衡毂前后压差,增大了平衡力,推力轴承受力减小经测试,在运行油温45℃时,TE218测点推力轴承温度在93℃,TE201测点推力轴承温度为81℃。
2.利用电机磁力线不重合来减少轴承受力
虽然平衡管解决了部分平衡力,但要达到完个平衡,还需增加真空系统,这要在压缩机上增加设备,不便于操作。在压缩机机组找正时,有意地把联轴器轴向长度尺寸调整到允许的最大尺寸,压缩机与增速机间联轴器轴向间隙尺寸调整到上限值1.7mm,把电机的磁力中心线与转子中心线位置偏离4mm,使电机运行时磁力与轴承受力方向相反,并通过弹性膜片联轴器传递,减少了轴承受力。找正后试运行,TE218测点轴承温度降低为90℃,TE201测点推力轴承温度为83℃,轴承受力基本达到平衡。
但长期运行后,两推力轴承温度都有不同程度升高,TE218处为93℃,TE201处为84℃。大修拆检压缩机推力轴承,发现轴承瓦块发黑,推力盘和轴承座中部有发黄、发黑的积炭现象,需进一步分析。
3.改进回油结构
在轴承座中部两侧钻两孔,且在靠近两孔处的轴承压盖上对外分别开两个半圆槽,以增加排放点,使死区的润滑油从轴承座中部的两个侧孔,通过轴承压盖上两半圆排油槽排放和循环,提高轴承和推力盘冷却效果。
经运行,在正常运行油温45℃时,TE218测点推力轴承温度在86℃,TE201测点推力轴承温度80℃,不再有升高现象,同时积炭现象减少。
三、注意事项
改变回油结构后,由于推力轴承处供、回油系统阻力变小,供油量增加,使其他轴承供油量减小,温度升高因此,必须重新调整各分配点的油压,特别是适当调整推力轴承的供油量。把推力轴承分配点的油爪由280kPa调整为250kPa,保证其他轴承分配点的油压在设计值上,最终使TE218测点推力轴承的温度稳定在87℃。经过两年运行,TE218测点推力轴承的温度稳定,压缩机组安全运行。
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