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軸承知識
空壓機(jī)主機(jī)大修必須要注意的幾個重點(diǎn)問題

螺桿空壓機(jī)應(yīng)用非常廣泛,對空壓機(jī)進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)是保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提。

主機(jī)是空壓機(jī)的核心部分,長期處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),類似于大多數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器,其在運(yùn)行到一定時間或年限后都必須進(jìn)行預(yù)防性大修,其大修期通常在30000~40000h(4~5年)。主機(jī)大修大多會選擇返廠大修或交由有資質(zhì)的檢修公司進(jìn)行維修。

01 螺桿主機(jī)大修時機(jī)

螺桿主機(jī)經(jīng)過一段時間運(yùn)行后會出現(xiàn)以下問題:  

1. 間隙增大 

① 主機(jī)的陰陽轉(zhuǎn)子間的距離增大。帶來的直接后果是壓縮機(jī)在壓縮的過程中泄漏(即回滲漏)增大,排出機(jī)器的壓縮空氣體積變小。體現(xiàn)在效率方面就是壓縮機(jī)的壓縮效率降低。 

② 陰陽轉(zhuǎn)子與后端蓋和軸承處的間隙增大,主要會影響到壓縮機(jī)的密封性和壓縮效率,同時對陰陽轉(zhuǎn)子的使用壽命會產(chǎn)生很大的影響,因?yàn)楹芏鄼C(jī)械故障起初成因都是軸承與主軸之間的間隙造成的。

2. 磨損增大

眾所周知,只要是機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)都存在磨損,正常情況下因?yàn)橛袧櫥簼櫥,磨損會減輕很多,但長期高速運(yùn)轉(zhuǎn),磨損是在慢慢增大的。

以瑞典SKF軸承為例:在近乎不可能的條件下(如長期空轉(zhuǎn)、潤滑液足夠干凈、冷卻系統(tǒng)足夠好、及使用環(huán)境溫度、濕度等等),也只能保證數(shù)年。就壓縮機(jī)主機(jī)而言,除軸承外還存在其它部件的磨損。如輕微磨損不采取正確的預(yù)防措施,很容易導(dǎo)致磨損增大、造成其它主要部件的損壞和磨損。

3. 部件變形 

空氣壓縮機(jī)主機(jī)是壓縮機(jī)的核心壓縮部件,其內(nèi)部部件長期處于高溫、高壓的環(huán)境中,再加上高速的運(yùn)轉(zhuǎn),時間一長必然存在部件變形的現(xiàn)象。同時,造成變形的原因還有使用環(huán)境因素,而空氣壓縮機(jī)一般使用的環(huán)境的空氣中都會有塵埃和雜質(zhì),這些細(xì)小的固體物質(zhì)在進(jìn)入機(jī)器后,日積月累若結(jié)成較大的固體塊,就有可能造成陰陽轉(zhuǎn)子變形,間隙增大,嚴(yán)重的會導(dǎo)致主機(jī)卡死。

4. 部件損壞 

在空氣壓縮機(jī)主機(jī)部分的易損部件主要有:各種墊片、密封圈、軸油封等,尤其是軸油封,長期處于高溫、高壓、和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境中,其使用壽命比大大縮短。其損壞的直接后果是造成壓縮機(jī)漏油,如未能及時發(fā)現(xiàn),則會造成陰陽轉(zhuǎn)子和軸承因缺少潤滑而燒毀。

常規(guī)的空壓機(jī)大修很大程度上也就是軸承和轉(zhuǎn)動部件的檢修,主要也就是更換相應(yīng)的軸承和密封件,而所檢修的壓縮機(jī)機(jī)頭亦能達(dá)到接近新機(jī)的效果。當(dāng)然,檢修的前提是壓縮機(jī)本身無故障,轉(zhuǎn)子、機(jī)殼內(nèi)腔體無明顯磨損。

所以了解壓縮機(jī)軸承的選型思路對壓縮機(jī)大修有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。

02 壓縮機(jī)軸承的選型

軸承的選型應(yīng)該考慮的主要因素:各種結(jié)構(gòu)類型的軸承由于不同的結(jié)構(gòu)特性,可適應(yīng)于不同的使用條件,設(shè)計人員可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。通常選擇軸承時應(yīng)綜合考慮下列各主要因素:

載荷是選擇軸承主要的依據(jù),通常應(yīng)根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。

① 載荷大。阂话闱闆r下,滾子軸承由于是線接觸,承載能力大,適于承受較大載荷;球軸承由于是點(diǎn)接觸,承載能力小,適用于輕、中等載荷。

② 載荷方向:由于壓縮機(jī)頭軸承受徑向載荷和軸向載荷聯(lián)合作用,一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承,這兩種軸承隨接觸角增大承受軸向載荷能力提高。若徑向載荷較大而軸向載荷較小,也可選用深溝球軸承和內(nèi)、外圈都有擋邊的圓柱滾子軸承。若軸向載荷較大而徑向載荷較小,可選用推力角接觸球軸承、推力圓錐滾子軸承。

③ 載荷性質(zhì):有沖擊載荷時,宜選用滾子軸承。

雙螺桿壓縮機(jī)由于陰陽轉(zhuǎn)子間的相互作用力,壓縮氣體對轉(zhuǎn)子的反作用力,壓縮機(jī)軸承需同時承受徑向及軸向載荷。此外,在空壓機(jī)啟動瞬間,啟動轉(zhuǎn)距達(dá)3692 N·m,所以宜選用滾子軸承。此外,需考慮的因素還有軸向游動性能、高速性能、調(diào)心性能、允許的安裝空間、安裝與拆卸是否方便等。

綜上所述,壓縮機(jī)機(jī)頭軸承選型:高壓端采用圓錐滾子軸承作為推力軸承,低壓端采用內(nèi)圈有擋邊的圓柱滾子軸承作為支撐軸承(表2)。

03 壓縮機(jī)機(jī)頭的拆裝

1. 解體工藝與步驟

① 工器具準(zhǔn)備,包括專用支架、拉馬、千斤頂、手工具(扳手、銅棒、錘、鉗等)、測量器具(游標(biāo)卡尺、深度尺、鉛絲等)、氧氣乙炔、軸承加熱器、起重設(shè)備等。

② 拆卸低壓端罩殼(軸承座)、高壓端蓋罩。

③ 解體前關(guān)鍵數(shù)據(jù)測量:

低壓端間隙(陰、陽轉(zhuǎn)子端面與前罩殼端面間隙)用塞尺測量;

高壓端間隙(陰、陽轉(zhuǎn)子端面與后罩殼端面間隙)用塞尺測量;

高壓端陰陽轉(zhuǎn)子軸承游隙用壓鉛絲法測量。

④ 通過表面加熱將主軸驅(qū)動齒輪、鍵、軸套取出。

⑤ 拆卸、拉拔出主機(jī)罩殼和陰陽轉(zhuǎn)子低壓端軸承及其壓?。

⑥ 拆卸、拉拔出高壓端罩殼(軸承座)、陰陽轉(zhuǎn)子軸承及其壓蓋、內(nèi)圈墊片。

⑦ 清理檢查主軸、轉(zhuǎn)子、軸承、內(nèi)殼體損壞情況。

⑧ 受損元件修復(fù)處理。

2. 解體前數(shù)據(jù)測量記錄

螺桿與前后端面間隙是進(jìn)行螺桿裝配時應(yīng)保證的技術(shù)參數(shù),該間隙大小已經(jīng)考慮到了主機(jī)高溫運(yùn)行時螺桿與前后端面的膨脹變形量,同時壓縮產(chǎn)生螺桿徑向載荷與軸向載荷均由主機(jī)兩端定位軸承承擔(dān),開始運(yùn)行時螺桿沒有軸向位移。但運(yùn)行一定時間后,主機(jī)軸承必然會發(fā)生磨損,導(dǎo)致螺桿產(chǎn)生軸向竄動及徑向竄動增大,該變化會讓螺桿與螺桿之間、螺桿與主機(jī)殼體及前后端面之間間隙發(fā)生變化。因此,這些裝配間隙應(yīng)能保證主機(jī)長時間正常運(yùn)行。解體前對關(guān)鍵的間隙數(shù)據(jù)進(jìn)行了測量,所得結(jié)果(表3)作為回裝時的參考。

3. 回裝工藝與步驟

① 將陰、陽轉(zhuǎn)子吊起嚙合后固定好,套上排氣端罩殼。

② 放入軸承內(nèi)圈墊片,加熱軸承后進(jìn)行熱裝,并裝上軸承壓蓋和鎖緊螺栓。

③ 吊起后罩殼使陰、陽轉(zhuǎn)子自由下墜,測量排氣端總間隙。

④ 如排氣端總間隙不合格,重新拆裝軸承、調(diào)整內(nèi)圈墊片數(shù)量直至該間隙在需要值。

⑤ 裝上排氣端蓋罩,通過蓋罩墊片厚度調(diào)整陰陽轉(zhuǎn)子排氣端軸承游隙,運(yùn)行時的排氣端間隙即為排氣端總間隙與軸承游隙之差。

⑥ 依次回裝主機(jī)轉(zhuǎn)子罩殼、進(jìn)氣端陰陽轉(zhuǎn)子軸承和蓋罩。

⑦ 通過進(jìn)氣端蓋罩墊片厚度調(diào)整進(jìn)氣端間隙。

⑧ 將軸套加熱后安裝到主軸上(安裝到底)、安裝驅(qū)動齒輪鍵,并將齒輪加熱后進(jìn)行熱裝。

⑨ 安裝齒輪壓蓋和鎖緊螺栓,鎖緊螺栓上涂螺紋緊固膠,并將螺栓旋緊。

⑩ 主機(jī)回裝過程中應(yīng)注意軸承壓蓋螺栓和主機(jī)各螺栓的上緊力度。

盤動主機(jī),確定主機(jī)轉(zhuǎn)動靈活。

04 結(jié)語  

螺桿空壓機(jī)機(jī)頭屬于高精密部件,尤其是陰、陽轉(zhuǎn)子,加工精度要求相當(dāng)高,安裝要求自然也非常高。用戶自行大修應(yīng)務(wù)必要非常小心,才能達(dá)到滿意的大修效果。

(來源:空壓機(jī)產(chǎn)業(yè)研究所)

發(fā)布時間:2023-06-14


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