壓縮機(jī)軸頭泵振動(dòng)原因分析及處理措施

吉小飛，秦 東，馬 龍，馬文禮

（1.新疆同益投資有限公司檢維修工程分公司，新疆克拉瑪依 834003；2.中國(guó)石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

潤(rùn)滑系統(tǒng)在整個(gè)壓縮機(jī)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，分別由曲柄連桿潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣缸填料潤(rùn)滑系統(tǒng)和油冷、油濾、油預(yù)熱等輔助部分組成。主要作用為延長(zhǎng)壓縮機(jī)零件的使用壽命，保障各潤(rùn)滑部位的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。軸頭泵作為潤(rùn)滑油系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ?，其主要依靠齒輪嚙合空間的容積變化來(lái)輸送液體，主動(dòng)齒輪伸出泵體與主軸連接帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作時(shí)給予一定的油壓不斷潤(rùn)滑設(shè)備主軸及部分接觸部位，帶走摩擦產(chǎn)生的熱量以防零件燒毀造成設(shè)備損壞，因此軸頭泵平穩(wěn)運(yùn)行是保證整個(gè)供油系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件。

1 壓縮機(jī)主要特性

設(shè)備型號(hào)12-2HHE-VE 為臥式兩列對(duì)稱型往復(fù)式壓縮機(jī)，該氫壓機(jī)活塞力大，缸徑較小，活塞桿直徑相對(duì)較大，設(shè)置中體結(jié)構(gòu)，密封要求嚴(yán)格。往復(fù)式壓縮機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)機(jī)、曲柄、連桿等所組成，驅(qū)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)連桿、十字頭和活塞桿帶動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)氣體進(jìn)行壓縮。

2 軸頭泵傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

該壓縮機(jī)軸頭泵傳動(dòng)系統(tǒng)主要順序?yàn)榍S柱銷—傳動(dòng)盤—傳動(dòng)軸—聯(lián)軸器—軸頭泵（圖1）。結(jié)構(gòu)中為保護(hù)柱銷防磨損，加了銅套作為磨損和慣性緩沖，因其傳動(dòng)連接處較多，增大了各部分傳動(dòng)同心的工作難度，在檢修過(guò)程各部件配合符合標(biāo)準(zhǔn)是保證整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。

圖1 軸頭泵傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

3 軸頭泵振動(dòng)原因

軸頭泵振動(dòng)過(guò)大屬于該機(jī)組計(jì)劃性大修后首次開啟出現(xiàn)的問(wèn)題，結(jié)合上次檢修記錄以及現(xiàn)場(chǎng)反饋的數(shù)據(jù)，初步判定問(wèn)題原因。

（1）可能存在不同心。軸頭泵傳動(dòng)連接處，檢修時(shí)更換過(guò)柱銷銅套，但未注意其厚度不同，裝配完沒(méi)有測(cè)量離心距，可能導(dǎo)致傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同心。

（2）齒輪泵存在困油現(xiàn)象和管線漏氣進(jìn)泵引起的振動(dòng)。鉗工車間隨即對(duì)該壓縮機(jī)軸頭泵進(jìn)行檢查，在拆檢過(guò)程中排查出振動(dòng)原因：傳動(dòng)盤柱銷槽有拉毛、磨損痕跡，對(duì)柱銷和柱銷槽（加銅套）進(jìn)行離心距測(cè)量，發(fā)現(xiàn)槽的離心距比銷大0.5 mm，聯(lián)軸器軸孔磨損，配合間隙過(guò)大；軸頭泵進(jìn)行盤車，盤車過(guò)程流暢無(wú)卡點(diǎn)；管線無(wú)損壞漏氣等；拆解泵體殼內(nèi)存在困油旁通槽，因此問(wèn)題主要在傳動(dòng)連接處。

（3）力學(xué)分析如圖2 所示。在主軸傳動(dòng)銷帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)下，傳動(dòng)盤柱銷槽應(yīng)只受切向力F2。但柱銷離心距低于柱銷槽時(shí)，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中切向分力F2形成旋轉(zhuǎn)扭矩M1，徑向分力F3作用在圓心使傳動(dòng)部件振幅增大，L1為圓心運(yùn)動(dòng)位移量。

圖2 力學(xué)分析

4 對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)供油的影響

往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑的主要方式是壓力強(qiáng)制潤(rùn)滑：通過(guò)由曲軸驅(qū)動(dòng)的油泵，使?jié)櫥鸵砸欢ǖ膲毫妥銐騽┝客ㄟ^(guò)曲軸連桿體內(nèi)的油道或油管，對(duì)主軸承、連桿軸承及連桿小頭銅套等進(jìn)行強(qiáng)制潤(rùn)滑，并用從軸承間隙擠出的油霧潤(rùn)滑其他表面。壓力強(qiáng)制潤(rùn)滑的特點(diǎn)是油量充足、潤(rùn)滑充分，能有效帶走摩擦表面的熱量與金屬磨屑，而軸頭泵振動(dòng)大時(shí)會(huì)影響實(shí)際潤(rùn)滑效果和部件磨損。

（1）軸頭泵振動(dòng)大使齒輪與殼體徑向間隙減少造成磨損，主要表現(xiàn)為油溫升高、氧化加速、潤(rùn)滑性能降低等。

（2）引起系統(tǒng)中其他連接部件磨損，參考本次檢修發(fā)現(xiàn)柱銷連接處引起的振動(dòng)導(dǎo)致聯(lián)軸器軸孔磨損，部件更換成本升高。

5 處理措施

針對(duì)故障原因結(jié)合上次檢修情況，原因主要為：

（1）更換新銅套導(dǎo)致傳動(dòng)部件不同心。對(duì)引起振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題提出檢修方案，車削銅套外圓單邊0.5 mm，使主軸柱銷離心距大于或等于柱槽離心距，如圖3 所示。

圖3 銅套車削0.5 mm

6 結(jié)語(yǔ)

軸頭泵多為齒輪或螺桿泵，其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，壓力穩(wěn)定并有自吸性，振動(dòng)故障率一般很低。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)清楚各部件機(jī)械結(jié)構(gòu)和配合面的間隙標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)要分析故障原因，在實(shí)際檢修過(guò)程中針對(duì)可能產(chǎn)生故障的地方做到精細(xì)化檢修，任何蛛絲馬跡都是問(wèn)題呈現(xiàn)的結(jié)果。積累經(jīng)驗(yàn)，主動(dòng)分析方可在日后遇到問(wèn)題時(shí)擁有快、準(zhǔn)、狠的檢維修手段，更好維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。