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離心空壓機聯軸器故障分析及處理

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KC鏈輪聯軸器(現貨供應)
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【摘要】制氧機組空壓機頻繁出現聯軸器膜片損壞現象,且伴隨有機組振動,從損壞的特點及機理進行分析,找出膜片損壞的主要原因。通過以柔性支撐代替剛性支撐的改進后,消除了聯軸器膜片損壞現象,機組恢復了連續正常運行。
【關鍵詞】聯軸器膜片 級間管道 不同心 柔性支撐

一、前言

4TYD112型離心空壓機是某鋼動力廠1000M3/h制氧機組配套的原料空氣壓縮機,是氧氣供應主力設備。

空壓機的概況:屬單軸等溫型原料空氣壓縮機,該機型采用四級壓縮、三次中間冷卻、增速機傳動的方式,低壓級在外側,高壓級在中間,每級均為中間進氣,一級進口設置了軸向型進口導葉,由電動執行機構控制,每級的進出口管道均帶有膨脹節,止推軸承采用均壓止推軸承,徑向軸承采用可傾瓦,機組的兩個聯軸器均采用膜片式聯軸器。機組的傳動示意圖如圖1所示。

機組的布置方式:主機布置在二樓的.(層,三臺中間冷卻器在一樓’(層呈平行布置,一級在中間,二、三級在兩邊,設計要求級間管道不帶支撐,但在施工與安裝過程中因實際場地原因,二、三級冷卻器不得不各自向外平移1200mm,且有半邊基礎落在進排水溝上,對基礎進行了加固處理,因冷卻器的移位致使二、三級及四級進氣管道均有所加長,考慮到重量因素,對加長的管道采用了鋼支撐。潤滑油站也布置在一樓0m層。

二、故障現象

空壓機連續運行13個月后發現軸位移有增大的趨勢,并伴隨振動值的加大,1號聯軸器處發出不正常響聲,而且機組運行9個月后,只有在導葉開度達到90%;以上時,產氣量才能達到設計要求。停車檢查1號聯軸器發現壓縮機端膜片已扭曲并破損,三根連接螺栓已切斷,其余5根螺栓均有不同程度的損傷,而靠增速機端則完好無損,止推軸承和徑向軸承均完好,壓縮機與增速機的同心度和張口值均發生較大的變化并超標,壓縮機高出增速機0.9mm,重新更換同型號的聯軸器,并調整同心度和張口值到規定值。之后每運行3個月又出現同樣現象,機組同心度均發生較大偏移,只是壓縮機不同程度地高于增速機,其他各部分及參數均無異常。

三、原因分析

對機組進行停車檢查,并測得相關參數,經查:進口導葉右上角有一片(即1/10片)有問題,手搖執行機構無動作,此片連接螺栓松脫,壓縮機端膜片又出現了扭曲,壓縮機又高出增速機0.27mm,左右偏差也大,且機組前后導向塊的單邊間隙過大,達到0.5mm,仔細觀察檢查各部位發現,二、三級級間管道膨脹節的波紋幾乎擠壓在一起,且擠壓程度不均勻,壓縮機前端兩個原本有0.05mm間隙的螺栓全部變為處在受緊狀態,當松動這兩個螺栓時,聽到機組發出一聲“嘣”響,機組其余部分未見任何異常。

通過對以上現象分析認為,影響1#聯軸器頻繁出現故障主要因素有4個。

(1)聯軸器的安裝尺寸不合標準,對此,在機組冷態下將壓縮機和增速機的轉子各自推向外側,測得安裝尺寸符合設計要求,排除此因素的影響。

(2)聯軸器本身選型有問題,但是通過第一次連續運行13個月的情況來看,這種可能性不大,并重新對其進行了計算,證明聯軸器的選配沒有問題。

(3)氣封間隙的擴大以及進氣流線的改變增加了機組軸向力,但是氣封完好,測量其間隙均符合要求,進口葉片有一片不動,改變氣體進口流動型線從而一定程度影響了軸向力,但這不是影響聯軸器損壞的主要因素。

(4)壓縮機與增速機在運行中逐漸不同心是引起聯軸器故障的主要原因,而導致壓縮機與增速機同心度反復變化的根本原因便是級間管道及其剛性支撐的影響。分析認為,機組與其管道沒有處在自然的對接狀態,機組與其管道互相發出應力,使得彼此“憋住”。機組運行時其各部分及管道均處在受熱膨脹狀況下,其熱應力的存在,使得“憋住”的狀況更為嚴重,加上管道采用的是剛性支撐,使得管道熱膨脹只能朝上,不能朝下,從而限制了管道膨脹節的補償能力,這可以從二、三級級間管道膨脹節波紋擠壓在一起的現象得到證明,當管道熱膨脹量超過了管道膨脹節的補償能力時,便有一個向上的頂力傳遞給壓縮機,引起壓縮機不斷地升高,從而導致壓縮機與增速機的同心度得不到保證,當壓縮機高速運轉時,勢必有一個額外的扭轉力矩長期傳遞給了1#聯軸器,當1#聯軸器的疲勞強度達到極限時,聯軸器最薄弱的地方———壓縮機端的膜片便最先遭到破壞。

四、處理措施

(1)重新調整壓縮機與增速機的同心度及張口值到規定范圍內,調整好后對壓縮機左右兩側重新增加定位螺栓,以保證壓縮機與增速機的同心在左右方向上不得變位跑動。

(2)重新更改級間管道支撐,將5個級間管道剛性支撐全部更改為加彈簧的可調位移式柔性支撐,新支撐如圖2所示。

在改支撐時,明顯感覺到管道下墜,其中最為明顯的是三級進氣和出氣管道,幾乎自然下降40-50mm。

新改的柔性支撐架高度以管道自然下降后的高度為準,通過支頂螺栓調整支架高度。

(3)因原來的補償器連接螺栓全部未裝,為防止膨脹節破裂出現事故,故重新車制32根絲桿連接在補償器上,松度10mm。

(4)為了增強1#聯軸器的抗疲勞強度,重新磨制6個厚度1mm的墊片,按間隔方式增加在聯軸器膜片與法蘭之間,這樣聯軸器的總長度就由原來的481mm增加到482mm。

五、結束語

1運行效果
經過以上的處理后,通過對機組10個月的運行觀察及對1#聯軸器檢查的實踐證明,取得了滿意的效果,機組各項參數穩定,1#聯軸器膜片頻繁破損的故障隱患已解除。

2經驗總結

對于離心式空壓機來說,初次安裝非常重要,除保證機組的各項參數在標準值以內外,還要保證管道拼裝時不能強行對接,盡量使管道與管道之間、管道與機組之間采用自然對接,以消除應力。

3遺留問題

空壓機冷卻器在首次安裝時因設計問題不得不移位至進排水管溝處,致使冷卻器基礎不牢固,由此導致的振動勢必傳遞給空壓機從而,加大了空壓機的振動,而這也會導致1#聯軸器的使用壽命。另外管道與機組之間的應力的大小也無法計算,這就需要以后對管道支撐及膨脹節進行觀察,并根據支撐彈簧的松緊情況來調整支頂螺栓以改變支撐架的高度。

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