离心压缩机轴承油膜涡动的诊断与处理

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　　1　离心压缩机概述

　　压缩机风分为很多种，而离心式压缩机按照不同的工业需求，也分为很多种，像水平剖分型、垂直剖分型、组装式等;同时离心压缩机自身的结构组成，以及使用的原理与离心式鼓风机相似，将气体的压强增加，并且压缩机的流量和效率都相对较高。主要的结构组成为转子、定子和轴承，其中转子是由叶轮、主轴以及部分零件组成，并以轴承为支撑，在动力机的驱使下高速的旋转。同时主要的性能参数包括排气量、排气与吸气的压力、轴功率以及转速等。

　　2　油膜涡动诊断分析

　　2.1油膜涡动的工作原理

　　油膜涡动的工作原理，主要是指是轴承受到润滑油的影响，利用油膜对于轴颈进行支撑，并且油速在轴瓦表面上是不动的，当轴颈在驱动机的驱使下，做高速旋转时，油膜速度在轴颈上与表面一样，并且油膜的厚度，会随着楔形的改变而发生改变，但此时油的平均速度是相同;当轴颈与轴瓦之间润滑油层中，液动力所强迫造成的涡动，如图1所示：

　　液力涡动是一经过理想动平衡(S=H)轴的径向轴颈，且有旋转速度nW。当该轴没有横向力作用的情况下，轴颈所处的中心位置为(H=o)。而当轴颈中心，以半径为oH的圆进行旋转运动时，润滑层内会形成压力场，如图中RQ，同时，在轴颈上作用有与oH方向相同的离心力P。此时和力用Q表示，力Q可分解为与轴的弹性挠曲力平衡的力Qr和不平衡力Qt;同时对于流体涡动的稳定条件已由Hori推导出，从而有效的区分了小的油膜振荡和大的油膜振荡。

　　2.2油膜涡动诊断的振动参数

　　常常油膜涡动的指定频率，会相对小于转子转速的一半，但是油膜涡动的频率，也会随着转子转速的增加而升高;设轴颈中心的涡动转速为Ω，根据下图2：

　　可求出涡动转速Ω=ωj/(2+c/R)≈ωj/2，其中R为轴承半径;e为偏心距;c为半径间隙，从而更好的为油膜涡动的诊断奠定良好的基础。其次是振动情况，油膜涡动的次谐波振幅，会受到工作转速的影响，从而有效的提高，但是振动的情况相对平稳。最后轴承润滑油的温度、粘度、压力等指标，也是诊断其油膜涡动振动的主要参数。

　　3　油膜涡动振荡诊断途径

　　3.1首先对于压缩机组的故障情况进行实际的分析，对于其噪声、齿轮啮合的程度以及个工艺参数进行探究，当压缩机工况不佳的情况下，对于轴振通过多个测点的布置，其测点的布置，可以在低速轴和高速轴的两端转子分别布设;然后得出各个测点的轴振，记录下各个测量点、测量时间、震动值等参数;同时对于之前不同级别的转子，做出轴心轨迹图。通过对于数据统计分析，确定不同级别的转子转速所处的状态，以及失稳的原因。

　　3.2若是监视系统对于机组检测的振动信息，不能很好的明确振动的原因，对此可以合理的振动信号采集的仪器，以及分析仪，对于机组的动作做出系统的检查，从而得出各测点垂直、水平、轴向以及截止频率的振动速度值，从而更好的观察出轨迹的形状和变化，而变化明显的地方则说明涡动增加;而只有电机振动的频率与涡动的频率相同时，油膜才会出现振动的情况;对此可以很据油膜振动的位置，参照电机振动的频率，从而确定涡轮振动的频率。而出现振动的情况，就应该及时的进行断电处理，避免损坏油离心式压缩机组的工作效率。

　　3.3同时还要对于现有的轴承瓦口的轴承间隙值进行统计，包括现有的间隙值、磨削量以及标准的间隙值等。而滑动轴承的间隙值，由顶隙加上侧隙的值为主，当缝隙没有超过保准值，侧说明合格，若是超出标准值，就要进行修刮、研磨使其缝隙均。

　　3.4最后根据上述的振动分析、摩擦涡动、油膜涡动等分析，同时在进行相对处理后，在对于转子轨迹图、各级转子径向振动幅值以及轴承偏心率的参数值进行统计，从而确定导致其振动的原因。而当不轻易出现振动的可倾瓦轴承出现振动时，主要的原因在两个运动的回旋体，中间受到了流体介质环流的影响;同时可倾瓦轴承之间，因为是断开的，导致润滑油不能出现环流的情况，对此出现振动。同时可倾瓦轴承因为结构，会使油楔出现，而瓦块的支反力，会与外荷载相交，对此可以避免造成轴颈涡动切向分力的产生;但是一旦瓦块的涡动活动不自由，就会出现振动的情况。

　　3.5综合原因，离心压缩机组中的传动系统，主要是由增速机以及电机对连轴节做增速传动，同时油膜涡动也成为了近年来常见的故障，他是一种常见的失稳现象，发生的位置是指转子;转子涡动时，会通过轴线旋转此时轴线也会发生回转，主要的现象为振动、噪音、偏振、发热以及零件松动破坏，甚至是油膜振荡等情况的发生;而主要的原因，与法兰变形有直接的关系，导致其泄露、机壳提高增加机组气封间隙不同。根据其力学是由于轴颈处产生了反向的力，故障的出现导致轴颈荷载、油膜力的合力，与油膜阻尼力之间的平衡被破坏，从而导致转子出现失稳的情况。

　　4　处理措施

　　首先根据实际的情况提高转子偏心率，但是提高的程度要在气封间隙和联轴器的调心范围内，从而更好的抵消轴颈上的干扰力，提高轴系的稳定性和可靠性;但前提是转子提高的范围适当并合理，一旦出现差错，就会导致转子振动的频率增加，以及联轴器的磨损和消耗;对此此方式只适用于临时调整，还需要根据实际的情况，科学的计算气封间隙。根据径向间隙等于轴瓦半径减去轴半径的值，可以得知，当偏心率下降是，轴颈的浮起增加，所以会导致油膜涡动;所以要想保证其稳定性，有效的提高偏心率是非常有必要的。