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離心式壓縮機(jī)軸承常見類型
離心式壓縮機(jī)對軸承的要求是安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，抗振性好，使用壽命長。目前國內(nèi)離心式壓縮機(jī)上所采用的軸承大都屬于高速輕載流體潤滑的動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。壓縮機(jī)上常用的軸承有徑向軸承和止推軸承兩種。
徑向軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子重量和其他附加徑向力，保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)中心與壓縮機(jī)缸體中心-致，并在一定的轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)行。止推軸承的作用是承受轉(zhuǎn)子的軸向力，限制轉(zhuǎn)f的軸向竄動(dòng)，保持轉(zhuǎn)子在壓縮機(jī)缸體中的軸向位置一定。
離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速都很高，它們的徑向軸承線速度一般在50mn/s以上，止推軸承的線速度一般在80n/s以上，均屬于高速滑動(dòng)軸承。為了保證運(yùn)行的高度可靠，因此采用流體潤滑的動(dòng)壓軸承。動(dòng)壓軸承是指依靠本身軸頸(或止推盤)的回轉(zhuǎn)，把潤滑油帶人軸(或止推盤)與軸承之間，建立起油壓而把軸支撐起來(或承受轉(zhuǎn)子的軸向推力)的軸承。
1、徑向軸承
徑向軸承的工作原理
徑向軸承在運(yùn)行過程中，軸承與軸頸之間會(huì)形成一層薄薄的油膜，這層油膜可以使軸浮起來。在徑向軸承運(yùn)行過程中，由于軸頸不停地回轉(zhuǎn)，軸頸便把潤滑油帶人到軸領(lǐng)與軸承之間，從面形成了一層薄薄的油膜。由于軸頸與軸承中心并不同心，而是有一個(gè)偏心，這種楔形油膜可使沉重的轉(zhuǎn)子浮起來。
徑向軸承的不同類型及使用特點(diǎn)
離心式壓縮機(jī)上常用的徑向軸承有圓瓦軸承、橢圓瓦軸承、多油楔固定軸承和可傾瓦軸承，現(xiàn)在的壓縮機(jī)大都采用可傾瓦軸承。
圓瓦軸承的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但高速穩(wěn)定性差，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。
橢網(wǎng)瓦軸承與圓瓦軸承相比，其優(yōu)點(diǎn)首先是，它穩(wěn)定性好，在運(yùn)轉(zhuǎn)中若軸上、下晃動(dòng)，如向上晃動(dòng)，上面的問際變小，油膜k力變大，下面的間隙變大，油膜壓力變小，兩部分分力的合力變化會(huì)把軸頸推回原來的位置，使軸運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定；其次，由于側(cè)間隙大，沿軸向流出的油量大，散熱性好，軸承的溫度較低；但是這種軸承承載能力較低，由于產(chǎn)生上、下兩個(gè)油膜，功率消耗大，在垂直方向抗振性好，但在水平方向抗振性較差。
多油楔固定軸承優(yōu)點(diǎn)是軸承的各方向抗振性均較好、軸承溫升低，不易發(fā)生油膜振蕩，在舊式的壓縮機(jī)中經(jīng)常使用。
可傾瓦軸承與其他軸承相比其優(yōu)點(diǎn)是每一塊瓦均能自由擺動(dòng)，在任何情況下都能形成最佳油楔，高速穩(wěn)定性非常好，不易發(fā)生油膜振蕩，在離心式壓縮機(jī)中普遍應(yīng)用?？蓛A瓦軸承主要由軸承體、兩側(cè)油封和瓦塊構(gòu)成(如下圖所示)。這種軸承的瓦塊一般采用五塊瓦，每個(gè)瓦塊可以自由擺動(dòng)。沿軸頸的周圍均勻分布五個(gè)瓦塊、各自可以繞自身的一個(gè)支點(diǎn)擺動(dòng)。瓦塊與軸頸有正常的軸承間隙量，一般取間隙值為直徑的1.5%一2%，每塊瓦的外徑都小于軸承體的內(nèi)徑、瓦背圓弧與軸承體內(nèi)孔下線接觸，它相當(dāng)于一個(gè)支點(diǎn)，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等運(yùn)行條件變化時(shí)，瓦塊能在軸承體的支撐面上自由地?cái)[動(dòng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)瓦塊位置，形成最佳潤滑油楔。為了防止瓦塊與軸頸沿圓周方向一起轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)瓦塊上都用一個(gè)裝在軸承體上的螺釘來定位，大多數(shù)情況定位螺釘是在瓦塊的中間。為了防止瓦塊沿軸向和徑向竄動(dòng)，把瓦塊裝在軸承體內(nèi)的T形槽中。瓦塊一般采用20鋼或25銅、上面澆注巴氏合金，合金厚度一般為0.8- 2.5mm。為了保證巴氏合金與瓦塊體緊密貼合可以在瓦塊體上預(yù)制止溝槽。軸承體為上、下半水平剖分式，安裝在軸承座內(nèi)。軸承體與軸承座靠定位止口配臺(tái)緊密，為了防止軸承體轉(zhuǎn)動(dòng)，還裝有一個(gè)徑向定位銷來防轉(zhuǎn)。軸承的進(jìn)油口數(shù)量不一樣，有的軸承只有一個(gè)進(jìn)油孔，有的軸承瓦塊與瓦塊間都有進(jìn)油孔，但總是布置在不破壞油膜的地方。潤滑油一般沿軸向排出去，在軸承體兩端有凹槽排油孔與之相通，潤滑油集中凹槽中，經(jīng)過排油孔流回軸承箱。
可傾瓦軸承
2、止推軸承
止推軸承的工作原理
對于止推軸承，在止攤軸承y瓦塊之間形成楔狀間隙，止推盤旋轉(zhuǎn)，由于潤滑油有一定的黏性，止推盤把油帶進(jìn)這個(gè)間隙中，進(jìn)油口大，出油口小，便在油楔中形成油膜壓力，承受轉(zhuǎn)子的軸向推力。
動(dòng)壓軸承為了獲得液體潤滑，在結(jié)構(gòu)上必須滿足具有楔形間隙的要求，使進(jìn)油口大及出油口小。軸承油膜的形成以及產(chǎn)生油膜壓力的大小受軸的轉(zhuǎn)速、潤滑油的黏度、軸承間隙和軸承承受的負(fù)荷等因素的影響。一般來說，軸的轉(zhuǎn)速越高，油的黏度越大，被帶進(jìn)的油就越多，油膜壓力就越大，承受的載荷也就越大。但是，油的黏度過大，會(huì)使油分布不均勻，增加摩擦損失，不能保持良好的潤滑效果。軸承的間隙過大，對油膜的形成不利，并增加油的消耗量；軸承間隙過小，也會(huì)使油量不足，不能滿足軸冷卻的要求。一定的軸承結(jié)構(gòu)，在一定的轉(zhuǎn)速下，只能承受相當(dāng)?shù)呢?fù)荷，如果負(fù)荷過大，油膜的形成會(huì)很困難，當(dāng)超過軸承的承載能力時(shí)，軸瓦就會(huì)被燒壞。
止推軸承
止推軸承的類型及使用特點(diǎn)
離心式壓縮機(jī)常采用的止推軸承有米楔爾止推軸承和金斯伯雷止推軸承，它們的共同特點(diǎn)是有多個(gè)活動(dòng)的止推瓦塊，在瓦塊后而有承力點(diǎn)，止推瓦塊可以繞支點(diǎn)擺動(dòng)，以形成最佳狀態(tài)的潤滑油膜。
米楔爾止推軸承的止推瓦塊間基環(huán)直接接觸，是單層的(如下圖所示)。當(dāng)止推瓦塊承受推力時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整止推瓦塊的位置，形成有利的油楔。在止推盤兩側(cè)分置主止推瓦塊和副止推瓦塊。在正常情況下，轉(zhuǎn)子的軸向力通過止推盤經(jīng)過油膜傳給主止推瓦塊，然后通過基環(huán)傳給軸承座。但在起動(dòng)或甩負(fù)荷時(shí)可能出現(xiàn)反向軸向推力。此推力將由副止推瓦塊來承受。止推瓦塊與轉(zhuǎn)子止推盤接觸的一面襯有巴金合金。其厚度應(yīng)小于1-1.5mm。并向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向傾斜，這樣通過轉(zhuǎn)子止攤盤與止推瓦塊表面的相對運(yùn)動(dòng)，它們之間就會(huì)形成一個(gè)承受軸向推力的油楔。
米楔爾止推軸承
米楔爾止推軸承的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，軸向尺寸?。蝗秉c(diǎn)是當(dāng)瓦塊厚度稍有差別或軸承基環(huán)與止推盤平行度有誤差時(shí)，每個(gè)瓦塊間負(fù)荷不能調(diào)節(jié)，會(huì)造成部分瓦塊過載。
金斯伯雷止推軸承的止推瓦塊下面有上水準(zhǔn)塊，下水準(zhǔn)塊。然后才是基環(huán)，屬于三層結(jié)構(gòu)(如下圖所示)。止推瓦塊與墊在下面的上水準(zhǔn)塊、下水準(zhǔn)塊和基環(huán)。它們之間采用球面支點(diǎn)接觸，保證止推瓦塊，水準(zhǔn)塊可以自由擺動(dòng)，使載荷分布均勻。止推瓦塊一般采用25銅。上面澆注巴氏合金，合金厚度一般為1-1.5mm。止推盤與止推瓦塊之間留有間隙，此間隙通常稱為工作總竄量，一般為0.25-0.40mm這就可以保證此推盤相瓦塊之間形成油楔，承受轉(zhuǎn)子的軸向推力。潤滑油從軸承座與外殼之間的空隙進(jìn)入止推盤與止推瓦塊的間隙中。排油是靠止推盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力作用，油被甩出，從軸承座的上方排出。
金斯伯雷止推軸承的優(yōu)點(diǎn)是瓦塊間載荷分布均勻，調(diào)節(jié)靈活，能自動(dòng)補(bǔ)償轉(zhuǎn)子不對中、偏斜；缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要軸向安裝尺寸較長。
金斯伯雷止推軸承
離心式壓縮機(jī)對軸承的要求是安全可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，抗振性好，使用壽命長。為了能更好地滿足這些要求，徑向軸承和止推軸承在不斷地發(fā)展和改進(jìn)。目前，新設(shè)計(jì)、制造的離心式壓縮機(jī)都已經(jīng)采用了可傾瓦徑向軸承和金斯伯雷止推軸承。而且對可傾瓦徑向軸承和金斯伯雷止推軸承也進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使可靠性和穩(wěn)定性得到很大的提高。
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