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曲軸上的滑動軸承(俗稱“軸瓦”)磨損現象是很常見的問題,這一問題很難避免,每個使用單位或多或少都會發生這類問題。造成這一故障的主要原因之一,就是曲軸軸頸與軸瓦之間未能形成有效的潤滑油膜,導致曲軸軸頸與軸瓦直接摩擦。產生軸瓦磨損的原因一般都知道,可找出造成這種原因的起因卻非常困難。下面是一臺隔膜壓縮機在測試期間軸瓦磨損的發生、原因的查找及最后問題解決的過程。
一、隔膜壓縮機問題的發現
壓縮機裝配完畢后,一般需作4h的機械運轉試驗。若空載試驗沒有異常,再接著做4h的加載試驗。試驗后,會將其拆開,檢查一下氣盤、油盤和膜片有無問題;打開曲軸箱上蓋,檢查連桿、曲軸有無異常,然后包裝發貨。此次,在試驗過程中,除了油壓從5.2bar(1bar=0.1MPa)降到 4.1bar,其他沒有發現任何問題。設備各種保護沒有報警,隔膜壓縮機機器轉動也沒異常聲響。當拆下設備,檢查膜片時,發現膜片邊緣有些污物。當時認為,可能是油用了很多次,有些臟。可是涂一些污物在白紙上,發現污物里存在很細小的銅屑,不仔細觀察根本不能發現。接著打開曲軸箱,發現油箱底有稍微大一點的銅屑。接著拆下曲軸、連桿大端,發現軸瓦已嚴重磨損,沿圓周磨損嚴重程度不一(見圖1),(連接)十字頭的一端燒蝕磨損嚴重。
二、產生軸瓦燒蝕磨損可能的原因
隔膜壓縮機軸瓦燒蝕有如下幾種情況。
1)潤滑油品質差。選用的潤滑油質量等級、黏度等級較低,或不同牌號潤滑油摻兌使用,造成全系統損耗用油的使用性能達不到要求。潤滑油長時間、多次使用,可能里面混入了灰塵。由于油的清潔度較差,使潤滑油道或油孔堵塞、曲軸軸頸與軸瓦之間未形成潤滑油膜。
2)潤滑油壓力較低。如果全系統損耗用油壓力較低,曲軸軸頸與軸瓦之間亦不能形成油膜。
3)曲軸軸頸與軸瓦間隙太大或太小。間隙太大,致使潤滑油壓力較低,無法形成足夠潤滑油膜;間隙太小,油膜厚度不夠或無潤滑油膜。
4)曲軸主軸頸、連桿孔頸形狀尺寸超差。曲軸主軸頸、連桿大頭孔圓柱度或錐度差較大,均會使軸頸與軸瓦間隙斷續或呈錐形,不能保證形成潤滑油膜。
5)曲軸軸頸表面粗糙度超差。表面粗糙度超差,會在軸頸表面存在許多金屬棱峰,這會破壞軸頸與軸瓦之間的潤滑油膜的完整性和連續性,金屬棱峰直接與軸瓦摩擦,這會造成軸瓦磨損。
6)飛輪動平衡精度超差。動平衡精度超差會使曲軸旋轉時產生慣性力,這能使軸頸與軸瓦配合間隙受到破壞,嚴重者使軸頸與軸瓦直接摩擦,造成軸瓦燒蝕。