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『维修技术』压缩机轴瓦故障分析与检修
来源:admin   浏览时间:2016-08-29

  中国压缩机网】轴瓦是压缩机中最重要的零部件之一,处于压缩机的心脏部位,因轴瓦承受很大的交变载荷,受力不均匀、冲击力大,故容易损坏。
  轴瓦的常见故障有烧瓦、合金脱落和裂纹、轴瓦擦伤及剧烈磨损,注意轴瓦润滑保养、润滑油选择、轴瓦安装间隙调整是减少轴瓦故障的有效方法。为保证压缩机能长期稳定运行,正确诊断和维修轴瓦故障,是维护运行好压缩机的重要环节之一。
  某公司焦炉气压缩机(往复式)主油泵油压低,辅油泵启动后油压依然低。停机检修,发现连杆大头上轴瓦巴氏合金有局部脱落,其它接触面上有几处裂缝:下瓦巴氏合金脱落较多,中部全部脱落,但现场操作人员未发现有异响。对于此类隐性故障,若无经验,实难判断。
  故障分析
  1、烧瓦
  一般在轴瓦和曲轴轴颈间因没有润滑油、润滑油不足或其它原因而没有形成润滑油膜或润滑油膜被破坏的情况下发生烧瓦。可能导致烧瓦的原因有下面几种情况:
  (1)润滑系统中润滑油严重不足
  润滑油严重不足则曲轴轴颈和轴瓦摩擦表面的温度会迅速升高,发生烧瓦。导致润滑油严重不足的主要原因有:润滑油过滤器严重堵塞、油管路堵塞或严重漏油、油泵损坏、油管接头破裂或没及时添加润滑油等。
  (2)曲轴轴颈和轴瓦的装配间隙不符合要求
  该间隙影响润滑油膜的形成,间隙过小则机油不易进入轴颈和轴瓦的摩擦表面间,无法形成润滑油膜;若间隙过大,则润滑油膜的厚度减少,不能把摩擦表面完全隔开,发生烧瓦的可能性也就增加。同时,过大的间隙还会增大曲轴轴颈与轴瓦的振动和撞击,导致润滑油膜的破裂。
  (3)曲轴的磨修破坏了轴颈表面耐磨层和耐疲劳层
  曲轴轴颈一般都经过良好的热处理,具有高耐磨层和耐疲劳层,如果在发生烧瓦故障后将曲轴磨削修理,曲轴将会失去原有的高耐磨层和耐疲劳层,以致很快地发生烧瓦故障。
  (4)机油变质
  如果润滑油不纯或润滑油因使用时间过长等原因而变质,则润滑油膜也不易形成,以致发生烧瓦故障。
  2、轴瓦合金脱落和裂纹
  曲轴轴颈和轴瓦的摩擦表面无油膜隔离时,会较频繁地直接接触,其微观凸起部分在曲轴轴颈和轴瓦相互运动作用下会产生疲劳裂纹,而机油渗入裂纹后即产生液压作用,加速裂纹扩展,导致合金微粒较快地从轴瓦表面脱落。
  摩擦表面的直接接触又导致轴瓦温度升高,轴瓦合金层的疲劳强度降低,进一步加速了轴瓦合金裂纹的产生和脱落。轴瓦合金脱落将导致曲轴轴颈和轴瓦配合间隙增大、机油压力下降和出现异响。
  3、轴瓦擦伤
  一般在轴瓦与轴颈间瞬时缺油或润滑油膜瞬时破裂的情况下发生轴瓦擦伤,其特征为轴瓦与轴颈表面出现擦伤的斑痕。一般在反复瞬间缺油的情况下发生轴瓦的剧烈磨损。
  4、轴瓦合金裂纹和脱落
  当空气压缩机使用不当时,轴瓦和轴颈的摩擦表面会较频繁地直接接触(指无油膜隔离时),其微观凸起部分在相互作用下会产生疲劳裂纹,而润滑油渗入后即产生液压作用,加速裂纹扩展,导致金属微粒较快地从轴瓦表面脱落。
  现象和排除
  空压机在运转中出现烧瓦、连杆大头巴氏合金层烧伤或脱落,使轴瓦温度升高,产生高温烧蚀,巴氏合金熔化。
  烧瓦症状:轴承温度高,电流大,压缩机内噪音大。
  故障排除:换油、刮研、换轴瓦。
  常见错误做法
  1、用砂纸打磨轴瓦合金
  在修配轴瓦时,因轴瓦与曲轴配合间隙和接触面积达不到技术要求,有的维修人员便用细砂纸来打磨轴瓦合金。
  殊不知这样做是非常错误的,其危害性很大。因为在打磨过程中,砂纸上脱落的硬质砂粒会嵌入较软的轴瓦合金内,使轴瓦与轴颈之间产生剧烈的磨料磨损,导致早期拉伤或剥落,影响使用寿命,甚至酿成事故。
  正确的做法是:用刀具铰削,或用刮刀刮削,以求得合适的配合间隙及符合要求的接触面积。
  2、用彩粉或粉笔着色检查轴瓦的接触印痕
  在修配轴瓦和曲轴时,有的维修人员使用彩粉或粉笔着色,以检查其接触部位的印痕和面积,这样做也是错误的。
  因为彩粉、粉笔中同样含有硬质颗粒,其产生的后果与磨料磨损极其相似。另外,用粉笔着色很难涂匀,结果会产生错觉,造成错误的操作。同时,在检查中还会使轴颈、轴瓦表面受到损伤。
  正确的做法是:用红丹等油质颜料来检查印痕。
  3、在轴承背面加垫调整配合间隙
  当曲轴轴颈与轴瓦磨损过大,配合间隙超限时,有的维修人员喜欢采用在轴瓦背面加垫的方法(即在轴瓦与瓦座之间垫锡纸或薄铜皮等)来调整配合间隙,这种修理方法是错误的。
  因为这种做法会破坏连杆轴承的圆度、圆柱度及与曲轴的同轴度,将加剧曲轴颈磨损。
  正确的做法是:必须换合格的配件,以免造成事故。
  4、单片更换连杆大头部轴瓦
  在维修曲轴轴承中可发现,一般情况是上片轴瓦磨损较小,下片轴瓦磨损较大。于是有的维修人员就只更换下片磨损较重的轴瓦,而仍用原来的上片轴瓦。
  这样做会使曲轴轴承的圆度及圆柱度误差增大,破坏与曲轴的同轴度,增加曲轴的旋转阻力;并加剧曲轴轴颈和轴承轴瓦的磨损。
  正确的做法是:需要更换曲轴轴瓦时,不能只换上轴瓦或下轴瓦,必须成对更换。
  5、在连杆大头部轴承盖单边随意加厚垫片
  在维修连杆大头部轴承时,有的维修人员为了调整轴承配合间隙,采取在连杆大头部轴承盖单边任意加厚调整垫片的方法,这也是一种破坏轴承圆度、圆柱度及轴承与曲轴轴颈同轴度的错误做法。
  这样做的结果,将加剧曲轴轴颈和轴承的磨损,甚至造成事故。
  正确的做法是:当轴承配合间隙过小时,可在轴承盖两边同时加上同等厚度或相同数量的垫片;反之,可在轴承盖两边同时减去相同厚度或相同数量的垫片,直到符合要求为止。
  6、用修刮法校配成品轴瓦
  维修时,一般采用直接选配的成品轴瓦,但有的维修人员为了达到轴承接触面积的要求,便用刮刀刮削轴瓦的合金层,这种做法是不可取的。
  因为成品轴瓦的尺寸精度、形状公差,表面粗糙度等都由专业生产厂家严格控制,刮削后会使这些参数遭到破坏。此外,成品轴瓦的合金层较薄,一般为0.1~0.3mm,采用修刮法来进行校配会破坏合金层,影响维修质量,缩短使用寿命。
  正确的做法是:测量并确定曲轴主轴颈和连杆轴颈的修理级别,然后选配相应修理级别的主轴瓦和连杆轴瓦。
  7、轴承螺栓宁紧勿松
  在紧固连杆轴承螺栓时,有的维修人员担心螺栓松动,习惯地将轴承螺栓拧得紧一些,认为还是宁紧勿松好。
  殊不知轴承螺栓拧紧度是否正确,对曲轴轴承的使用寿命影响很大,如拧紧力过小,轴承的使用寿命会降低,严重时还会造成机械事故;如拧紧力过大,会使轴承与轴颈配合间隙过小,甚至产生事故。
  正确的做法是:使用力矩扳手分次、交叉、对称地按规定力矩拧紧。分次是指拧紧螺栓时,力矩不是一次加到标准要求,而是通过分几次递增的方法,最后达到标准值。
  小结
  压缩机的安全、良好运行,除在出现故障时及时、妥善解决之外,在日常的设备运营过程中也要多加注意。须知,健康在于预防,而不是治病!
  因此,为保证压缩机轴瓦安全,压缩机终端用户就要做到:
  1、选择合适牌号的润滑油;
  2、润滑油系统应定期维护;
  3、空气压缩机启动前,应检查润滑油量,不足时应按标准添加;
  4、保证轴瓦和轴颈间油膜的建立;
  5、严格满足轴颈与轴瓦间的接触面积,接触面积着色应达到70%以上;
  6、应经常检查轴颈与轴瓦间的配合间隙,必要时予以调整修复;
  7、在空气压缩机使用管理中,应注意油压和水压的变化;
  8、加强压缩机的运行管理和保养管理。

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