馬明良　舒鑫　楊明明　王強（qiáng）

（沈陽（yáng）鼓風機集團（tuán）股份有限公司（sī），遼寧（níng）沈陽　110869）

　　摘　要：隨著我國科學技術（shù）的不斷發展（zhǎn），以及多種行業的不斷發展，壓縮機的應用也逐漸的廣泛的（de），尤其是離心式壓縮機（jī），作為速度型製冷壓縮機，憑借著油分裝置的減少、運行速率高等優勢被廣泛的的應用到製（zhì）冷領域；但是（shì）離心式壓縮機的運行效果常常會受到轉子轉速，以及軸承受（shòu）油膜渦動的影響；對此本文就針對於離心壓縮（suō）機軸承油膜渦動的診斷與處理，結合（hé）診斷要素進行分析，並提出相關的見解，希望對於（yú）國家壓縮技術的發展有著積極促進的作用。

　　關鍵詞：離心壓（yā）縮（suō）機；油膜渦動；診斷；處理（lǐ）

　　前言：

　　離心壓縮機憑借自身（shēn）優（yōu）勢，有效（xiào）的推動國家企業經濟發展的同（tóng）時，自身運行條件和標準也相對較高，同時也存在一定的（de）缺點，所（suǒ）以自身具有一定的局限性；而軸承是離心壓縮機的重要（yào）組成部分（fèn），其自身在高速運轉時，油膜的（de）厚度，會隨著楔形而發生改變，但是自（zì）身（shēn）的流速不會改變，同（tóng）時（shí）繞著軸瓦進行運動；但是油膜渦動在使用的過程中，會出現振動（dòng）的情況，或給離心式壓縮機的工作效率帶來帶來一定的（de）影（yǐng）響；對此有（yǒu）效的通過相位、頻率、軸心軌跡等因素進行分析，從而采取采取針對性（xìng）的處理措施是（shì）非常有必要的。

　　1　離心壓縮機（jī）概述

　　壓縮機風分為很多種，而離心式壓縮機按照不同的工（gōng）業需求，也分為很（hěn）多種，像水平剖分型、垂直剖（pōu）分型、組裝（zhuāng）式等；同時離心壓（yā）縮機（jī）自身的結構組（zǔ）成，以及使用的原理與離心（xīn）式（shì）鼓風機相似，將氣體的壓強增加，並（bìng）且壓縮機的流量和效（xiào）率都相（xiàng）對較高。主（zhǔ）要的結構（gòu）組成為轉子、定（dìng）子和軸承，其（qí）中轉（zhuǎn）子是由葉輪、主軸以及部分零件（jiàn）組成，並以軸承為支撐，在動力機的驅使下高速的旋轉。同時主（zhǔ）要的性能參數包括排氣量、排氣與吸氣的壓力、軸（zhóu）功率以及轉速等。

　　2　油膜渦動診斷分析

　　2.1油膜渦動的工作原理

　　油（yóu）膜渦動的工作原理，主要是指（zhǐ）是軸承（chéng）受到潤滑油的影響，利用油膜對於軸頸進行支撐，並且油（yóu）速（sù）在軸瓦（wǎ）表麵上是不動（dòng）的，當軸頸在（zài）驅動機的驅使下，做（zuò）高速旋（xuán）轉時，油膜速度在軸頸上與（yǔ）表麵（miàn）一樣，並且油（yóu）膜的厚度，會隨著楔形的改變而發生改變，但此時油的平均速度是相同；當軸頸與軸瓦之間潤滑油層中，液動力所強迫造成的渦動，如圖1所示：

　　液力渦動是一經過理想動平衡（S=H）軸的徑（jìng）向軸頸，且（qiě）有旋轉速度nW。當該軸沒有橫向力作用的情況下，軸頸所處的中心位置為（H=o）。而當軸頸中心，以（yǐ）半徑為oH的圓進行旋轉運動時，潤滑層內會形成壓力場，如圖中RQ，同（tóng）時，在軸頸上作用有與oH方向相同的離心力（lì）P。此時和力用Q表示，力Q可分解為與軸的彈性撓曲力平（píng）衡的力Qr和不平衡力Qt；同時對於流體渦動的（de）穩定（dìng）條件已由Hori推導出（chū），從而有效的區分了小的油膜振蕩和大的油膜振蕩（dàng）。

　　2.2油膜渦動診斷的振動參數

　　常常油膜渦動的（de）指定頻率（lǜ），會相對小於轉子轉速的一半，但是油膜渦動的頻（pín）率，也會隨著轉子轉速的增加而升高；設軸頸中心的渦動轉速為Ω，根（gēn）據下圖2：

　　可求（qiú）出渦動轉速Ω=ωj/（2+c/R）≈ωj/2，其中R為（wéi）軸承半徑；e為偏心距；c為半徑間隙（xì），從而更好的為油膜渦動的診斷奠定良好的基（jī）礎。其次是振動情況，油（yóu）膜渦動的次諧波振幅，會（huì）受到工作轉速的影響，從而有效（xiào）的（de）提高，但（dàn）是振動的情況相對平穩（wěn）。Z後軸承潤滑油的溫度、粘度、壓力等指標，也是診（zhěn）斷其油膜渦動振動的主要參（cān）數。

　　3　油（yóu）膜渦動振蕩診斷途徑（jìng）

　　3.1首先對於壓縮機組的故障（zhàng）情況進行實際的分析，對於（yú）其噪聲、齒輪齧合的程度以（yǐ）及個工藝參數進行探究，當壓縮機工況不佳的情況下，對於軸振通過多個測點（diǎn）的布置，其測點的布置，可以在低速軸和高速軸的兩端轉子分別（bié）布設；然後得出各個測點的軸振，記錄下各個測量點、測量時間、震動（dòng）值等參數；同時對於之前不同級別的轉子，做出軸心軌跡（jì）圖。通過對於數據統計分析，確定不同級別（bié）的轉子轉速（sù）所處（chù）的狀態，以（yǐ）及失穩的原因。

　　3.2若是監視係統對（duì）於機組檢測的振動信息，不能很好的明確振動的原因，對（duì）此可以合理的振動信號采集的儀器，以（yǐ）及分析儀，對於機（jī）組的（de）動作（zuò）做出（chū）係統的檢查，從而得出各測點垂直、水平、軸向以及截止頻率的振動速度值，從而（ér）更好的觀察出軌跡的形狀和變化，而變化（huà）明顯的地方則說明渦（wō）動增加；而隻有電機振動（dòng）的頻率與渦動的頻率相同時，油膜才（cái）會出現振動的情況；對此可以（yǐ）很據油膜振動的位置（zhì），參照電機振動的頻率，從而（ér）確定渦輪振動的頻率。而出現振動的情況，就（jiù）應該及時的進行斷電處理，避（bì）免損壞油離（lí）心式壓縮機組的工作效率。

　　3.3同時還要對於現有的軸承瓦口的軸（zhóu）承間隙值進行統計，包括現有的間隙值、磨削量以及標準的間隙值等（děng）。而滑動軸（zhóu）承的間隙值，由頂隙加上側（cè）隙的值為主，當縫隙（xì）沒有超過保準值，側說（shuō）明合（hé）格，若是超出標準值，就要進行修刮、研磨使（shǐ）其縫隙均。

　　3.4Z後根據（jù）上述的振動分析、摩擦渦動、油膜渦（wō）動等分析，同時在進行相對處理後，在對於轉（zhuǎn）子軌（guǐ）跡圖、各級轉子徑向振動幅值以及軸（zhóu）承偏心率的參數值進行統計，從而（ér）確定導（dǎo）致其振動的原因。而當不輕（qīng）易出現振動的可傾瓦軸承出現（xiàn）振動時，主要的原因（yīn）在兩個運動的回旋（xuán）體，中間受到了流體介質（zhì）環流的影響；同時可傾瓦軸承之間，因為是斷開的，導致潤滑油（yóu）不（bú）能出現（xiàn）環流的情況，對此（cǐ）出（chū）現振動。同（tóng）時可傾瓦軸承因為結構，會使油楔出現，而瓦塊的支反力，會與（yǔ）外荷（hé）載（zǎi）相交，對此可以避免造成軸頸渦動（dòng）切向分力的產生；但是一旦瓦塊的渦（wō）動活動不（bú）自（zì）由，就會出現（xiàn）振動的情（qíng）況。

　　3.5綜合原因，離（lí）心壓縮機組中的（de）傳動係統，主要（yào）是由增速（sù）機以及（jí）電機（jī）對連軸節做增速傳動，同時油膜渦動也成為了近年來常見的故障，他是一種（zhǒng）常見的（de）失穩現象，發生的位置是指（zhǐ）轉子；轉子渦動時，會通過軸線（xiàn）旋轉此時軸線也會發生回轉，主要的現象為振（zhèn）動（dòng）、噪音、偏振、發熱以及零件鬆動破壞，甚至是油膜振（zhèn）蕩等情況的發生；而主要的原因，與（yǔ）法蘭變形有直接的關係，導致其泄露、機殼提高增加機組氣封間隙不同。根據其力學（xué）是由於軸頸處產（chǎn）生了反向的力，故障的出現導致軸頸（jǐng）荷載、油膜力的合力，與油膜阻尼力之間的平（píng）衡被破壞，從而導致（zhì）轉子出現失穩的情況（kuàng）。

　　4　處理措施

　　首先根據實際的情況（kuàng）提高轉子偏心率，但是提高的程度要在氣封間（jiān）隙和聯軸器的調心（xīn）範圍內，從而更好的抵消軸（zhóu）頸上的幹擾力，提（tí）高軸（zhóu）係的（de）穩定性和可靠性（xìng）；但前提是（shì）轉子提高的範圍適當並合理，一旦出現差錯，就會導致（zhì）轉子振動的頻率增加，以（yǐ）及聯軸器的磨損（sǔn）和消耗；對此此方式隻適用於臨時調整，還需要根據（jù）實際的情況，科（kē）學的計算氣封間（jiān）隙。根據徑向間隙等於軸瓦（wǎ）半徑（jìng）減去軸半（bàn）徑的值（zhí），可以得知，當偏心率下降（jiàng）是，軸頸的浮起（qǐ）增加，所以會導致（zhì）油膜渦動；所以要想保證其穩定性，有效的提高偏心（xīn）率是非（fēi）常有必要（yào）的。

　　總結：

　　綜（zōng）上所（suǒ）述，提高對於離心壓縮機軸（zhóu）承油膜渦動的診斷與處理分析，可以總結出造（zào）成油膜失穩的原因，主要為軸頸受到幹擾，以及軸瓦不穩定所（suǒ）造成的；通過有效的（de）增加（jiā）油的（de）溫度，使用橢圓瓦是非常有效（xiào）的措施。油膜渦動的原因為氣（qì）封間隙（xì）問題、旋轉速度頻（pín）率不均，導致振動的發生，對此降低油溫、以（yǐ）及（jí）軸轉振幅的調整是非（fēi）常有必（bì）要的（de）。同時也（yě）可以利用提升軸係標（biāo）高，從而更好的保證離心壓縮機組正常的工作。

　　參考文獻：

　　[1]朱德勇.可傾瓦軸承油膜渦動和振蕩現象的診斷（duàn）與處理[J].發電設（shè）備，2012，03：186-188.

　　[2]塗林.基於FLUENT的動壓滑動軸承油（yóu）膜穩定性研（yán）究[D].太原理（lǐ）工大學，2011.

來源：《中國科技博覽》2016年20期