CO2压缩机增速器高速齿轮异常振动问题如何解决？

2017-03-04 08:43分类：电工基础知识阅读：

对C02压缩机增速器高速齿轮异常振动问题的分析及解决方法如下。

1．前言

新疆塔西南化肥厂尿素装置是一套设计能力为1050吨/天的装置。其C02压缩机与进口设备由日本日立公司制造，由蒸气透平驱动，分为高压、低压两缸4段13级结构。高压缸和低压缸之间由齿轮增速器连接，增速比为1. 907。高压缸和低压缸转子的额定转速分别为14531r/min、7620r/min。增速器传动齿轮为“双斜齿”形齿轮，齿轮轴轴瓦为上、下剖分式圆瓦，其结构如图11-7所示。

2006年9月，C02压缩机组大修，更换了增速器的整套齿轮和轴瓦，开车后一直运行正常；2007年11月，增速器高速齿轮轴振动和轴瓦温度出现异常上涨的现象；2007年11月23日，停车打开增速器检查，发现高速齿轮轴轴瓦间隙超标，轴瓦的合金表面有大量麻点。

鉴于现场实际情况，通过测量，决定将2006年9月所更换下来的旧的轴瓦更换上去。开车后，轴振动和轴瓦温度有所下降，可以维持运行，但是仍然属于较高水平。当时距离进口备件交货时间仍有半年多时间，为避免造成工厂长期停工，决定对轴瓦进行国产化。

2．原因分析

轴瓦出现异常，是最常见的引起振动异常的原因之一。首先对高速轴两侧的轴瓦进行检查，发现这两侧的轴瓦磨损相当严重，因此我们对轴瓦进行了测量分析。

对轴瓦的直径测量后发现，由于磨损严重，其内圆直径差别比较大，最大处Dmax=85. 6mm、最小处Dmin=85mm，而且都位于轴瓦中分面，如图11-8所示。结合设备随机资料中附带的图样（只是一张示意图），我们认为这是一对两油楔的错位偏心轴瓦。但是因为磨损严重，其错位量、加工极度、偏心加工量等重要参数已无法获得。

3．轴瓦的重新设计

(1)选型偏心错位轴承是中间剖分式圆瓦轴承的一种改良，就是轴瓦内表面上、下两个半圆间各自的油楔进油口偏移一定的距离。经过这样的设计，所形成的油楔变长、油膜的刚度增大、油膜破裂的可能性减小、防油膜振荡的能力提高，同时其进油侧间隙增大、供油量大、高速时温升较低、旋转精度和高速稳定性优于单油楔轴承。鉴于这些优点，我们选择使用偏心错位轴瓦。

(2)设计外形设计和进油口遵照原设计，数据通过测绘获得。内圆弧面重

新设计如下：

按照原厂日立公司所设计的其他参数：

①轴瓦径向间隙为0. 14~0.204mm，因其转速较高(14531r/min)，考虑增大进油量，降低轴承温度的要求，取径向间隙C=0. 20mm。

②转子轴径Di为φ84. 85mm。

③轴瓦内径D2=Di+C=(84. 85 +0. 20) mm= 85. 05mm。

④轴瓦内圆半径R= D2/2= 85/2mm= 42. 525 mm。

⑤根据经验，取瓦面偏心距e =D2 x0.15% x0.5=(85 x0.15%x0.5)mm =0.06mm。

则有：

径向间隙= 20mm最大侧隙= (0. 20 +0. 06) mm=0.26mm（进油口处）最小侧隙=（0. 20 -0.06）mm=0.14mm最大直径Dmax= D2 +e= 85. llmm最小直径Dmin= D2 +e= 84. 99mm其具体结构如图11-9所示。

4．检修过程中的处理

2008年3月下旬，增速器高速齿轮轴振动再次出现异常增长。至2008年4月初，振动超过高限，其振动数据如表11-4所示。

2008年4月8日，根据振动情况，决定停车对增速器进行检查。对轴瓦进行检查后，发现轴瓦的磨损程度出现大幅度的增加；同时在对齿轮的检查过程中，发现高压轴靠压缩机高压缸侧振动轴颈处径向跳动为0. 04mm，明显不符合安装规范要求。齿轮如果本身有缺陷，或者安装过程中出现异常，那么也可能对增速器两侧轴瓦的振动造成影响。因此在检查过程中，对轴瓦和齿轮的检查就显得十分必要。

在更换上经过国内设计的偏心轴瓦和备用齿轮后，机组一直运行正常，振动值一直维持在很低的水平，轴瓦温度也保持在90℃以下。

5．结束语

在这次解决增速器高速齿轮异常振动问题的过程中，通过努力，我们成功实现了偏心错位轴瓦的国产化，解决了问题，并成功开车，解除了工厂长期停工的困境，达到了目的，同时对压缩机机组的检修认识进一步地加深。通过这次实践，对国内外轴瓦设计方面的先进思想有所了解，对以后进口设备的国产化工作有十分重要的借鉴意义。