滑動軸承測溫部件結構分析及改進

2009-11-05

　　作者：安婧紅，李紅珍
（山西鋁廠氧化鋁一分廠）

　　摘要：本文從儀表誤動作、測值失準兩方面介紹了離心壓縮機存在的問題；認為問題產生的原因是該機現場測溫部件結構的不合理，并分析了信號線接頭連接方式和軸承的測溫方法；進而從極限標準、傳熱方式、套管結構、接頭方式和改用愷裝熱電元件五方面提出了改進措施，取得理想效果。
　　關鍵詞：滑動軸承；測溫部件；結構分析；改進；接點松動；基準統一；傳熱方式
　　中圖分類號：FH133.31 文獻標識碼：B
　　一、問題現狀
　　我廠E13709/0.97離心壓縮機的傳動系統裝有八副滑動軸承以支承各個轉子，其工況信號大部來自軸瓦，據觀察在瓦溫監測上主要存在以下問題。
　　1．儀表誤動作。即實際瓦溫正常，但儀表時常有突發性超標顯示，機組從而發生保護性帶負荷跳停。其后果：(1)易造成設備倒轉噴油、甚至燒瓦損軸；(2)動力中斷；(3)大型電機（2500kW）頻繁啟動影響電機壽命，大電流沖擊電網影響電網安全運行。
　　2．測值失準。瓦溫與進油溫度之差規定正常值為20~25℃，而在正常運轉時的測量值為2~20℃低于實值，所以起不到應有作用。
　　二、裝配分析
　　經分析問題產生原因主要是現場測溫部件的結構不合理。
　　1．信號線接頭連接方式不當。如圖1所示，其信號線接頭用螺釘壓緊。也因所受瓦蓋振動影響，易引起松動虛接。而且此部分接線拆裝頻繁線易斷裂，這都可引起二次表繼電器誤動，導致機組跳停。

　　2．E13709/0.97離心壓縮機軸承測溫方法采用監測瓦體溫度其測量精度主要撒于軸承體測溫孔底部距瓦面合金的距離△S3及溫度計尾端距測溫孔底的距離△S2。但在實際應用中受環境、調整及人為的影響，圖1中所示的三個間距△S1、△S2、△S3在不同軸承處存在差異且偏大。另外齒輪箱為噴射潤滑，飛濺的潤滑油會從瓦蓋與瓦背接縫處滲入測溫孔，而風機瓦則無油，使得兩處瓦面與熱電阻之間的傳熱誤差較大。理論上，其傳熱方式為瓦體材料、保護套管、熱電阻之間直接接觸式金屬導熱，如圖2 (a)所示，而實際應用時為封閉空腔內的輻射換熱[圖2(b)]及金屬與靜態潤滑油間的導熱[圖2 (c)]。這里，我們將其簡化為單純的導熱，其介質分別為45鋼、空氣、潤滑油。設60℃時的導熱系數為λ，其值分別為36W/m℃、0.03W/m℃、0.15W/m℃。由此可見三種介質導熱系數的巨大差異是造成瓦溫監測反應遲緩、監測不準的主要原因。另外各軸承測溫處幾何尺寸的不一，亦使各瓦無法設定統一極限標準而不能起到瓦溫監測應有的保護作用。

　　三、改進措施
　　針對以上分析，我們主要從以下幾方面采取措施，如圖3所示。

　　1．統一瓦體及測溫元件間的幾何基準，以設定統一的極限標準。根據經驗做如下調整。
　　△S1=0——信號線長≥套管長；
　　△S2=1.5mm——擰緊后退出一個螺距；
　　△S3=10mm——孔深=外半徑內半徑10mm。
　　2．統一傳熱方式，提高傳熱速度。據傳熱基本公式Q=KF△t，考慮振動的影響，采用在測溫孔中統一添加潤滑油，與金屬導熱相比，雖傳熱系數K值降低，但傳熱面積F值增大，再加上△S2的控制使溫升速度在安全系數以內。
　　3．改進套管結構，便于更換調整。壓縮機八副軸瓦的測量孔底距瓦蓋為80~130mm不等，將其統一為兩個規格，長短調整通過保護套管上的調整螺紋進行，如圖3所示。
　　4．改進信號線接頭方式。將原螺釘壓緊式連接改為插件式連接，外接頭采用焊接，可消除接頭處的松動和斷裂現象。
　　5．將原普通熱電元件改用鎧裝熱電元件，因其熱惰性小，反應迅速，能耐振動和沖擊，更適合現場工況。
　　改造后一年來的實踐證明，消除了因信號線接頭處松動斷裂所造成的設備誤動作跳停，瓦溫監測數值與實際數值基本相符，測溫部件對瓦溫溫升的反應速度亦在安全系數內。離心壓縮機的瓦溫監測起到應有作用，為我們在設備檢修、安全運行方面提供了準確的指導及保障。