淺談可傾瓦軸承
2018年09月25日
可傾瓦軸承是大中型旋轉(zhuǎn)機(jī)組支撐軸承中重要的一種,由于其具有承載能力強(qiáng),穩(wěn)定性高及檢修方便等特點(diǎn),使其得到越來(lái)越廣泛的使用。某廠DHP45-3型離心壓縮機(jī)現(xiàn)采用的支撐軸承就是可傾軸承,結(jié)合實(shí)際對(duì)可傾瓦軸承的特點(diǎn)、檢修方法、間隙測(cè)量及運(yùn)行要求等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
1.可傾瓦軸承結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
可傾瓦軸承是由 3~5塊或更多的弧形瓦塊組成,如圖1及圖2所示。 每個(gè)瓦塊在工作時(shí),可隨轉(zhuǎn)子載荷的變化而自由擺動(dòng) ,在軸頸周?chē)纬啥嘤推?。每塊瓦背弧與軸承座內(nèi)徑為線接觸 ,可以自行調(diào)整。若忽略瓦塊的慣性、支點(diǎn)的摩擦阻力及油膜剪切摩擦阻力等因素的影響。每個(gè)瓦塊作用到軸頸上的油膜力總是趨向軸頸中心,因而消除了導(dǎo)致軸頸渦動(dòng)的力源,所以可傾瓦有良好的減振性??蓛A瓦不僅具有較大的承載能力,低功耗而且還能夠承受各個(gè)方向的徑向載荷。此外,還具有檢修方便、瓦塊互換性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),為現(xiàn)代大功率、 高轉(zhuǎn)速機(jī)械所采用。

圖1 可傾瓦實(shí)物照片 圖2 可傾瓦結(jié)構(gòu)示意圖
2.可傾瓦設(shè)計(jì)制造的技術(shù)關(guān)鍵
可傾瓦的設(shè)計(jì)一般均采用雙曲線結(jié)構(gòu)如圖3所示。瓦塊的內(nèi)與外圓應(yīng)處在兩個(gè)不同中心點(diǎn)上,這樣才能使瓦塊安裝在瓦殼內(nèi), 保持支點(diǎn)的線接觸。從而才能保證: 瓦塊在工作狀態(tài)時(shí)自由地?cái)[動(dòng),達(dá)到良好的減振效果。


圖3 雙曲線結(jié)構(gòu) 圖4 瓦塊材料示意
( 1 )瓦塊在設(shè)計(jì)和制造時(shí),應(yīng)具有較高的精度和表面光潔度 ,因?yàn)榭蓛A瓦在加工完畢后, 不允許做二次加工,特別是瓦塊內(nèi)徑表面決不允許任何大的修刮和銼削,以保持瓦面與軸頸能 夠形成良好的均勻接觸面,達(dá)到理想的使用效果。
( 2 ) 為了防止在工作狀態(tài)下瓦塊順軸向轉(zhuǎn)動(dòng),一般應(yīng)設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)定位銷,可根據(jù)結(jié)構(gòu)不同而使用不同的定位方式,定位銷與銷應(yīng)留有合理的間隙, 最佳值應(yīng)為孔徑 : D=d×1 .2~1 .4式中D為柱銷孔,d為柱銷,以此保證瓦塊在瓦殼內(nèi)能夠自由擺動(dòng)。
( 3 ) 在設(shè)計(jì)軸承選材時(shí)應(yīng)采用耐磨性、 耐蝕性,耐熱性和韌性較好的錫基軸承合金,也稱巴氏合金。為了進(jìn)一步提高錫銻合金的強(qiáng)度和使用壽命,通常采用雙金屬式三層金屬結(jié)構(gòu),如圖4所示。在重要的設(shè)備上最好采用三層結(jié)構(gòu)的軸瓦。首先在鋼質(zhì)瓦塊上摻上 0 .5~1 mm的青銅,然后摻錫襯,最后再澆鑄巴氏合金,此方法雖然較復(fù)雜,但有其特殊作用:可以增強(qiáng)巴氏合金與鋼質(zhì)基體的附著力,提高軸承的質(zhì)量,延長(zhǎng)使用壽命;軸承在事故狀態(tài)下;一旦錫基合金燒損脫離青銅表面仍可起到軸承作用,因?yàn)殂~也具有良好的耐磨性,可以保護(hù)價(jià)值很高的主軸,這一經(jīng)濟(jì)性是顯而易見(jiàn)的。
3.可傾瓦檢修應(yīng)注意的問(wèn)題
( 1 )檢修時(shí)應(yīng)注意檢查每個(gè)瓦塊的磨損情況,舊瓦塊均要用千分尺測(cè)得瓦塊中心部位的厚度,如各塊厚度不均,說(shuō)明有所磨損, 超過(guò)0.05mm可認(rèn)為沒(méi)有繼續(xù)使用價(jià)值, 因瓦間隙也超過(guò)極限。
( 2 )在更換新瓦時(shí)以組件為好, 不可以換其中某一塊, 因?yàn)槊拷M瓦是在一定條件下加工完成的。如果更換某一塊可能因其小的偏差而導(dǎo)致整組瓦的性能降低。
( 3 ) 在新瓦更換時(shí)應(yīng)事先檢查, 每個(gè)瓦塊的標(biāo)記, 或字頭是否為一組, 然后將瓦塊用清洗劑洗凈后,用千分尺測(cè)量, 每塊瓦中心部位是否等厚 ,不得超過(guò)0.02 mm,每組瓦塊的厚度應(yīng)保持一致,細(xì)心測(cè)量,并作好記錄。如果測(cè)量結(jié)果與技術(shù)要求不符, 可作細(xì)小的整修,在整修時(shí)不得任意刮削巴氏合金表面, 應(yīng)將瓦塊平穩(wěn)放到微細(xì)沙紙上打磨瓦背 , 直到達(dá)到要求。
( 4 )在檢修時(shí)除檢查瓦塊以外, 還要仔細(xì)檢查瓦殼與瓦塊接觸部位有無(wú)磨損、腐蝕等缺陷,如圖5所示,如有較大問(wèn)題也影響軸瓦間隙, 并直接影響可傾瓦減振效果。

圖5 輕微磨損后的瓦塊
4.可傾瓦軸承間隙的測(cè)量
可傾瓦間隙的測(cè)量主要分為軸向間隙的測(cè)量、徑向間隙的測(cè)量及過(guò)盈間隙的測(cè)量三個(gè)步驟。
4.1軸承軸向間隙測(cè)定時(shí)應(yīng)把壓蓋擰緊將轉(zhuǎn)子靠緊Ⅰ、Ⅲ級(jí)側(cè)測(cè)量Ⅱ、Ⅳ級(jí)軸承軸向間隙,反之測(cè)Ⅰ、Ⅲ級(jí)軸承軸向間隙。
4.2徑向間隙的測(cè)量方法有壓鉛法、塞規(guī)測(cè)量法、抬軸法等,我們經(jīng)常采用的是抬軸法。
抬軸法是將軸瓦按工作狀態(tài)的要求安裝后,把軸緩慢地抬起,觀察軸頸上端百分表移動(dòng)的數(shù)值來(lái)確認(rèn)軸瓦間隙。
4.3過(guò)盈間隙的測(cè)量一般采用壓鉛法,在軸承壓蓋兩端安放等同厚度的銅片,將橫截面直徑與銅片厚度一致的鉛絲放至軸瓦瓦背正上方,再將軸瓦恢復(fù)到工作狀態(tài),然后松開(kāi)軸承壓蓋,測(cè)量鉛絲厚度,用銅片厚度減去鉛絲厚度即可得到軸瓦的過(guò)盈間隙,由于存在測(cè)量誤差,應(yīng)反復(fù)測(cè)量以消除誤差。
5.采用可傾瓦對(duì)操作的要求
5.1因?yàn)檩S瓦是由分開(kāi)的瓦塊所組成, 所以在運(yùn)行中應(yīng)增大潤(rùn)滑油量。 一般比圓瓦和橢圓瓦的耗油量大 2~3倍。此外還需要增大供油壓力,一般不小于2—2.5bar,我們要求離心壓縮機(jī)的油壓應(yīng)穩(wěn)定在2.5-3bar范圍內(nèi) 。
5.2 可傾瓦的比壓較大, 因而不宜頻繁啟用以減少軸瓦的磨損。據(jù)有關(guān)資料介紹, 在啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)是可傾瓦易損壞的時(shí)刻。
5.3可傾瓦在設(shè)備啟動(dòng)時(shí),要嚴(yán)格控制油溫。一般在啟動(dòng)前,油溫加熱到4 0~4 5°比較好, 因?yàn)闈?rùn)滑油在這個(gè)溫度下, 流動(dòng)性好, 過(guò)低則粘度大, 對(duì)于形成油膜有很大影響, 過(guò)高時(shí)軸瓦烏金易燒損。
6.結(jié)論
由于可傾瓦軸承加工精度高、材料特殊、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜及易造成損傷等緣故,要求我們?cè)谠O(shè)備運(yùn)行時(shí)加強(qiáng)對(duì)設(shè)備油壓、油溫等條件的控制,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)其振動(dòng)情況的監(jiān)測(cè);而在檢修時(shí)則要認(rèn)真檢查軸瓦的損傷情況,仔細(xì)復(fù)核軸瓦的各種間隙,確認(rèn)是否需要更換,并且仔細(xì)尋找導(dǎo)致軸瓦磨損或損壞的原因并進(jìn)行有效排除。

