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1、滑动轴承检修及维修 首阳山点检定修培训中心 1 滑动轴承在电厂中的应用 在火电厂汽轮机 给水泵 凝结水泵 循环水泵 锅炉风机以及大型电机等大型设备的轴承 大部分采用滑动轴承 轴瓦 轴瓦分为径向轴瓦和推力瓦 扇形块 根据结构型式不同 又进行详细分类 2 滑动轴承的工作原理 3 滑动轴承的工作原理 滑动轴承是建立以油膜润滑理论为基础的一种轴承 该轴承必须有一个完整的供油系统 不间断地向轴承内供给合格的润滑油 从轴承的结构看 轴径与轴瓦之间形成一个楔形间隙 当转子的轴径达到一定转速后 由于油的粘度和附着力的作用 轴径将油带入楔形间隙形成楔形油隙 由于润滑油具有不可压缩性 油在楔形油隙的压强随着楔形通
2、道的变窄而增大 同时油压产生的挤压力也随之升高 随着转速的上升 油压不断升高 当此油压超过轴径上的载荷时 便把轴径抬起 轴径的抬起造成楔形间隙增加 使油压有所下降 当油压作用在轴上的力与轴径上的载荷相平衡时 轴径便稳定在一定的位置上旋转 4 滑动轴承的工作原理 5 滑动轴承分类 径向轴瓦 1 圆筒形轴瓦2 椭圆形轴瓦3 三油楔轴瓦4 可倾瓦推力瓦 1 固定式推力瓦2 可调式推力瓦 6 影响油膜完整性的因素 润滑油1 充足恒定的油量 稳定的进口油压及适合运行要求的最佳油温 2 油的黏度要求与轴颈的线速度 轴瓦的压强相适应 3 油的质量指标 酸度 水分 杂质等 均在允许范围内 7 影响油膜完整性的
3、因素 轴瓦1 轴承合金完整 无脱胎 裂纹 砂眼 气孔等缺陷 2 滑动轴承的各部间隙符合标准 下瓦接触角正确 其接触面与轴径接触良好 3 轴瓦的紧力符合运行要求 4 调整垫铁与轴承座配合良好 球形瓦的球面能起到调心作用 对于没有垫铁小型轴瓦外部与轴承座应接触良好 8 影响油膜完整性的因素 轴径1 圆度 圆柱度及表面粗糙度均符合质量标准 2 表面无疤痕 划痕 碰伤及锈蚀现象 除上述条件外 设备的振动 转速等因素也影响油膜的稳定与完整 事实上 以上所述各项内容的要求 也是滑动轴承检修的内容及应达到的要求 9 径向轴瓦 10 径向轴瓦分类 圆筒形轴瓦 轴瓦内孔为圆筒形 该瓦结构简单 油的消耗量和摩擦损
4、失和其它瓦形的轴瓦相比 它是最小的 故广为中小型设备所采用 由于该瓦只有一个楔形压力油膜 故在旋转时轴轴的径向稳定性能差 易产生低频振动 也正因此不足 一些高速 重载的设备很少采用 11 径向轴瓦分类 椭圆形轴瓦 轴瓦内孔为椭圆形 椭圆的长半径位于水平方向 短半径位于垂直方向 该轴瓦的上 下部各有一个楔形压力油膜 使油膜的刚度增强 在垂直方向的抗振性能大大提高 但耗油量及摩擦损失要大于圆筒轴瓦 由于该轴瓦在运行中的可靠性 方便制造与检修 故为重要的热力设备所采用 12 径向轴瓦分类 三油楔轴瓦 轴瓦内孔有三个楔形油膜 据有关资料介绍该瓦在正常运行情况下 在轻载时有稳定作用 在中等载荷时其稳定性
5、并不理想 该瓦的耗能要比椭圆瓦多30 此值对大容量机组而言绝非小数 同时从制造 检修 运行诸多方面进行比较 该瓦也不占优势 13 径向轴瓦分类 可倾式轴瓦该瓦由3 5块或更多块能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成 瓦块在运行时可以随着转速 载荷及轴承温度的不同而自由摆动 在轴颈的周围形成多个楔形压力油膜 每个油膜作用在轴上的作用力均通过轴颈中心 故而不易产生轴颈涡动的失稳分力 因而具有较高的稳定性 该瓦的减振性能很好 承载能力较大 摩擦耗能小 从多方面比较 该瓦要优于三油楔轴瓦 它越来越多地为现代大功率机组所采用 14 径向轴瓦解体测量项目 轴瓦紧力 顶隙 侧隙及侧隙对称度 下瓦与轴径的接触情况及
6、轴瓦乌金的磨损程度 轴颈圆度及表面粗糙度 油系统的清洁程度及油质化验结果 其他检查项目 油挡间隙及磨损情况 调整垫铁与轴承座的接触情况等 以上检查项目做好记录 为本次检修做好依据 使轴瓦检修有针对性 并作为资料保存 15 径向轴瓦检查项目 轴承合金无脱胎 裂纹 砂眼 气孔等缺陷 轴径与轴瓦的接触角 接触面积 调整垫铁与轴承座配合情况 球形瓦的球面能起到调心作用 对于没有垫铁小型轴瓦外部与轴承座应接触情况 轴瓦结合面是否平整 有无毛刺 变形存在 16 轴瓦脱胎检查及处理 轴瓦乌金脱胎的检查方法 除脱胎很明显处可直接查看出外 一般都需将轴瓦浸泡在煤油中 停留片刻后取出擦干 将干净纸放在结合处或用白
7、粉涂在结合处 然后用手挤压轴瓦乌金 若纸或白粉有油迹 则证明轴瓦乌金脱胎 轴瓦检查后发现下列缺陷之一 就必须重新浇铸 轴瓦间隙过大 合金厚度不能再继续研刮 乌金有大面积的砂眼 气孔 杂质 脱胎裂纹等 遇到局部缺陷可采用补焊处理 但要控制好焊接温度 防止造成大面积脱胎 17 轴瓦着色检查脱胎 裂纹 18 径向轴瓦研刮及接触情况 19 径向轴瓦修刮 检查径向轴瓦分别和轴承座 轴承压盖接触情况 若制造厂对接触角无明确规定 接触角取60 70度 接触点 高速设备不少于3点 平方厘米 中速设备少于2点 平方厘米 离开接触面后 在瓦的其它部位不允许出现接触点 油窝 油口 润滑油进入油窝 油即散开 增大油流
8、通道 有利于油膜形成和对瓦的冷却 过渡线 指接触区和非接触区的分界线 要求分界明显 但不允许出现台阶 油窝与瓦面的交界处也应为平滑过渡 20 径向轴瓦研刮 径向轴瓦解体后 检查上 下瓦磨合印痕 上瓦应该没有接触点 若上瓦有接触点 应查找原因 将接触点消除 若下轴瓦磨合印痕小于标准接触面积的70 考虑对轴瓦进行修刮 下瓦发灰 发亮的接触点先用刮刀修刮 涂红丹再做接触检查 研刮 将轴瓦就位 盘动转子 对轴瓦接触情况再做检查 直到研刮合格 接触角60 70度 进油楔角均匀过渡 一般修刮轴瓦时 阻油边不做修刮 阻油边也是侧隙测量的部位 21 轴颈缺陷处理 轴颈表面应光亮 无任何伤痕 锈蚀 轴颈圆度与圆
9、柱度要求不大于0 02mm 当轴颈出现锈斑 腐蚀 伤痕及失圆时 应进行及时处理 若缺陷尚未发展到要用机床加工的程度 可在现场用研磨的方法进行修复 自治研磨工具 见下图 在轴颈上包上一层涂油砂布 包上厚度均匀的毛毡 每隔15 20分钟更换一次砂布 手工盘动研磨 轻微锈蚀也可用涂油细砂布衬在布带上 沿轴绕两圈 用手来回拉动研磨 22 转子调灵活 对于一台设备 运行状态下理论上转子应该处于中间位置 这就要求在检修过程中对两端的径向轴瓦进行调整 我们也称为调灵活 调灵活时首先要去掉轴瓦油档 测量全抬量 将下瓦装入轴承座 测量半抬量 半抬量一般为全抬的二分之一左右 用塞尺测量侧隙均匀 确认无误后可以盘动
10、转子 检查有无摩擦现象存在 并做好记录 23 径向轴瓦间隙及紧力测量 圆筒瓦顶隙 轴颈的千分之1 5 2 侧隙是顶隙的一半 椭圆瓦侧隙 轴颈的千分之1 5 2 顶隙是侧隙的一半三油楔及可倾瓦顶隙为轴颈的1 64 2 1000 由于这类瓦有多块瓦块组成的孔形成圆形其侧隙可按圆筒瓦标准轴瓦紧力 对于圆筒形轴瓦其紧力值0 05 0 15mm 球形轴瓦紧力不宜过大 以免球面失去调心作用 通常取紧力值为0 03mm左右 24 三油楔轴瓦顶隙测量 三油楔及多油楔轴瓦上部是空的 用圆筒瓦测量的方法无法测量顶隙 测量时借助百分表 在轴承支架没有安装以前 将上下轴瓦扣在一起 并紧固连接螺栓 通过轴瓦的上下活动量
11、测量轴瓦顶隙 25 径向轴瓦顶隙 侧隙测量 26 轴瓦紧力测量 27 轴瓦测量工作中的注意事项 铅丝的直径d以压扁后不小于d 2为好 铅丝的长度也不宜过长 一般以轴瓦长度的1 5 1 6为宜 测量被压扁的铅丝厚度应注意最薄处的测量值 也就是设备结合面间隙的最小处 因此在取测量平均值时 对其最小值要进行分析 因为最小值往往是真实的 而平均值则为虚假的 若轴瓦的结合面精度很高 可在两侧结合面放置等厚的不锈钢皮 放置铅丝的位置 一定要符合设备的实际情况 28 滑动轴承的缺陷及产生原因 供油系统故障及油质不良 1 供油系统发生故障 致使润滑油中断或者部分中断 造成轴承合金因缺油而熔化 2 油质不良 如
12、酸性值超标 油中有水 有杂质等 造成轴承合金与轴颈的磨损与腐蚀 严重时油膜被破坏 出现半干摩擦 导致轴承合金熔化 3 油温过高或过低 29 滑动轴承的缺陷及产生原因 轴承及轴瓦问题 1 轴承合金质量不合格或浇铸工艺不良 在轴承合金层出现气孔 夹渣 裂纹脱胎等缺陷 2 由于轴瓦间隙或接触角修刮不合格 轴瓦调整垫铁接触不良 轴瓦安装位置有误等原因 轴瓦与轴颈接触不符合要求 造成轴瓦的润滑与负荷分布不均 引起局部干摩擦而导致轴承合金产生磨损 30 滑动轴承的缺陷及产生原因 轴承以外原因引起的事故 1 设备振动过大 轴颈不断撞击轴承合金层 在合金表面出现白印及可目视到的裂纹 进而在裂纹区的合金开始剥离
13、 脱落 裂纹使油膜受到破坏 脱落的合金会堵塞油隙 致使轴瓦的不到正常的润滑 2 因轴电流产生腐蚀 其腐蚀发生在轴颈与合金的表面 轻微时其表面失去金属光泽 严重时会把轴颈与合金表面电蚀成麻点 若继续发展 会破坏轴瓦与轴颈的正常接触 3 因轴颈失圆 表面粗糙 伤痕等缺陷 造成合金超常磨损 破坏油膜的完整性 31 径向轴瓦故障分析 径向轴瓦温度过高或者磨损故障 1 润滑油 进油温度高 进油量小 油质不合格 油路堵塞 滤网压差大 润滑油中断等 2 轴瓦 轴瓦划伤磨损 接触面积过大 接触角过大 进油楔角太小 顶隙小 轴瓦紧力过大 轴瓦灵活调整出现偏差等 3 轴径 轴径椭圆 电腐蚀 表面粗糙或有环形槽 4
14、 其他 设备振动超标影响油膜形成 32 推力瓦 33 推力瓦的结构形式 推力瓦由一组瓦块或者两组瓦块组合 安装在支撑板上 每组推力瓦瓦块的数量有六至十块组合而成 根据受力方向一组推力瓦为工作侧推力瓦 另一组推力瓦为非工作侧推力瓦 推力瓦的形状大多数为扇形 我们通常称为扇形块 随着新型设备的引进 出现了圆形的推力瓦 34 推力瓦块的支点布置 35 推力瓦的检修要点 检查推力盘的瓢偏度与盘面的表面粗糙度 要求推力盘的瓢偏度不超过0 02mm 盘面光滑 无磨痕及腐蚀现象 检查各瓦块合金面的工作印痕及磨损程度 要求各瓦块的工作印痕大小一致 瓦块的合金磨损多发生在瓦块的进油侧 尤其是油不清洁时磨损更甚
15、同时检查有无脱胎现象 不能调整高度的推力瓦块 要测量瓦块的厚度值 将瓦面置于平版面上 架设百分表 移动瓦块 要求其相对差值不超过0 02mm 推力瓦的推力间隙应小于设备动 静之间的最小轴向间隙 36 推力瓦块的研刮 推力瓦解体后检查推力瓦块有明显的磨损痕迹 应进行研刮处理 将单块推力瓦清理干净后 涂红丹在平板上对研 用三角刮刀进行修刮 要求推力瓦接触点尽可能均匀分布 不要出现空缺部位 平板和推力瓦工作面要清理干净后再涂抹一薄层红丹 防止异物划伤推力瓦工作面 推力瓦工作面研磨合格后 要根据推力盘旋转方向修刮进油油楔 油楔不宜开的坡度太大 工作面上尽量避免开冷却槽 影响油膜的形成 37 推力瓦块的
16、研刮 对于可调整的推力瓦块 比如循环水泵 凝结水泵电机推力瓦 每块推力瓦高度可调整的 直接在平板上研磨 修刮 也可在推力盘上直接研磨 修刮 对于给水泵 偶合器等不可调整的推力瓦块 修刮时厚度要严格要求 厚度误差一般控制在0 01 0 02以内 单块推力瓦研磨合格后要整体组装在支撑板上 和推力盘研磨 检查整体接触情况 若接触不均匀 先对瓦块位置进行调整 再对个别接触太多的推力瓦块进行修刮 最终要全部瓦块均匀接触 使每块推力瓦受力均匀 38 推力瓦块的研刮 推力瓦和平板对研时要清理干净 防止沙粒划伤推力瓦工作面 刮刀修刮方向顺着推力盘旋转方向 刮刀花纹要交叉 不要在修刮好的瓦块上开冷却槽 影响整块瓦的油压 沿着旋转方向开进油油楔 增大瓦块进油量 刮刀刀痕要短 做到稳 准 狠 严禁用砂布打磨推力瓦工作面 39 推力瓦修刮前后对比 40 推力瓦块修刮后效果 结合首阳山 4机B凝结水泵推力瓦修刮后的温度测量数值显示 在凝结水泵推力瓦块修刮前 已运行四年以上 八块推力瓦有四块带有温度测点 显示温度62 65 64 68度 检修后推力瓦显示温度45 46 49 46度 即使到夏季推力瓦温度也没有超过
