劉彥春

（中國石油大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶 163700）

0 引言

軸瓦是減速箱中的一個關鍵零件，一旦發(fā)生軸瓦損壞，就會造成汽輪機停機，嚴重影響整個裝置的長期、安全、可靠運轉(zhuǎn)。軸瓦高溫是軸瓦故障中最普遍的一種類型，軸瓦高溫引起的頻繁跳閘，將對企業(yè)的經(jīng)濟和設備的安全生產(chǎn)造成很大的影響。盡管軸瓦的形式、參數(shù)、檢修工藝等各有差異，但是對軸瓦高溫的成因及解決辦法等經(jīng)驗可供參考。

減速箱運轉(zhuǎn)時，軸瓦高溫會危及到減速箱的安全性，使軸瓦的溫度維持在標準的范圍之內(nèi)，是保證透平泵正常工作的關鍵。軸瓦溫度的異常上升將造成機組的在正常工作中產(chǎn)生故障，有時會采用整體材料替換軸瓦，使軸瓦的溫度下降；有些情況下可以采取調(diào)節(jié)軸瓦安裝間隙、改善供油條件、優(yōu)化運行方式等措施來解決軸瓦的高溫問題。

針對某石化公司循環(huán)用設備6 個透平泵軸瓦高溫問題進行系統(tǒng)調(diào)研，從檢修和負荷分配兩個角度，對問題進行了綜合分析，并采取了相應的措施，為同類問題的處理提供借鑒。

1 存在的問題

1.1 減速箱工作不正常

生產(chǎn)廠6 臺透平泵減速箱經(jīng)運行中常見的問題是：輸入軸及中軸瓦溫度偏高，以及輸入軸瓦溫度變化異常，經(jīng)常會由于溫度變化（報警100 ℃，跳閘110 ℃）引起設備跳車故障。從圖1減速箱輸入軸瓦溫度趨勢可以看出，減速箱的輸入軸瓦逐漸升溫，然后急劇升溫，反復快速的升溫、降溫循環(huán)。并且這個周期越來越短，先是在10 d 內(nèi)出現(xiàn)一次振動，然后在5 d 內(nèi)出現(xiàn)一次振動。在每一段時間里，當溫度急劇上升達到高峰后急劇降低，在5～10 min 內(nèi)，軸瓦的溫度會快速上升10～25 ℃，然后在2 min 內(nèi)快速降低10～20 ℃、降至原來的溫度。

圖1 減速箱輸入軸瓦溫度趨勢

1.2 潤滑系統(tǒng)檢驗

（1）檢測透平水泵的潤滑油泵的出油壓力。潤滑油泵的工作壓力平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)任何異常，由此可以消除由于油泵工作不正常引起的潤滑油供應壓力的異常變化，進而引起軸瓦的異常升溫和起伏。

（2）檢查透平泵發(fā)動機潤滑油冷卻器進氣口的油溫變化。潤滑油冷卻機進口油溫正常，沒有出現(xiàn)任何異常波動；由此可以消除由于潤滑油冷卻機運轉(zhuǎn)不正常引起的潤滑油異常升溫和起伏，進而引起軸瓦的異常升高和降低。

（3）在相同的時間周期內(nèi)，分析透平泵發(fā)動機機油濾清器壓力變化。機油濾清器壓力變化平穩(wěn)，從而排除油過濾器的污染造成的潤滑油流減少，進而引起軸瓦溫度異常升降。

（4）對潤滑油多次采樣進行質(zhì)量檢測。油液質(zhì)量檢測結(jié)果符合標準，可以排除潤滑油質(zhì)量不達標、造成軸瓦軸瓦的溫度異常變化。

1.3 減速箱拆裝檢驗

（1）檢驗減速箱的潤滑油噴射管道。管道清潔、干凈、沒有污染，在噴射管的尾部有少量的軟質(zhì)油脂，但噴油孔未被油泥阻塞，可以排除因減速箱內(nèi)部潤滑油噴油管線阻塞造成噴油量下降，流入軸瓦的潤滑油數(shù)量減小，使軸瓦的溫度出現(xiàn)異常上升和起伏。

（2）檢驗減速箱軸瓦座的潤滑回油油槽、油孔。油槽、油孔無污染物堵塞，排除因減速箱內(nèi)軸瓦的潤滑油回油槽和油孔阻塞，造成潤滑油回流不順暢，軸瓦摩擦副中的高溫潤滑油難以排出的原因造成軸瓦溫度出現(xiàn)異常。

（3）清洗減速箱內(nèi)壁，未發(fā)現(xiàn)油渣和機械污物，進一步表明潤滑油質(zhì)量沒有問題，排除由于潤滑油油質(zhì)不合格而造成潤滑效果不良，造成軸瓦軸瓦的異常升溫和起伏。

（4）檢測減速箱齒輪和齒輪軸。所有齒形表面和齒輪軸都未出現(xiàn)明顯的磨損和損壞，排除由于變速箱齒輪和齒輪軸的不正常摩擦力引起的溫度上升，進而引起軸瓦溫度異常上升和變化。

（5）檢測減速箱中軸軸瓦。中軸軸瓦的徑向瓦面完整，沒有燒焦，但在軸瓦的推瓦面上有一些積炭，通過用金相砂紙和潤滑劑對其進行拋光；積炭消除后瓦表面沒有損壞。檢查中間軸軸片止推表面油槽的進、出油倒角都在30°以內(nèi)，中間軸瓦的徑向瓦面沒有上油孔和油囊，軸瓦表面的出油端沒有開油口。

（6）檢查減速箱的輸入軸瓦。輸入軸瓦的徑向瓦表面存在燒炭現(xiàn)象，使用金相砂紙和潤滑油對其進行拋光，消除積炭后瓦片表面沒有任何破損（圖2）。軸瓦瓦面的進油端和油囊不能打開，而瓦面上的出油端沒有打開。

圖2 輸入軸瓦

（7）檢查減速箱輸入軸。輸入軸頸處有少量的積炭，用金相砂紙和潤滑油拋光后軸瓦表面沒有任何的擦傷和劃傷（圖3）。

圖3 減速箱輸入軸軸徑

（8）檢測減速箱各軸瓦頂部間隙。輸入軸、中間軸和輸出軸的軸瓦頂端間隙符合規(guī)定的尺寸（表1）。

表1 減速箱軸瓦頂部間隙mm

（9）檢測減速器各軸瓦側(cè)間隙。輸入軸與中間軸瓦兩側(cè)間隙均在規(guī)定范圍內(nèi)，而輸出軸瓦側(cè)間隙超出設計范圍（表2）。

表2 減速器箱軸瓦側(cè)向間隙mm

2 原因分析

2.1 軸瓦過熱

（1）減速箱出廠安裝時，由于進口軸與中間軸瓦之間的間隙較小，潤滑油在摩擦副中的油膜厚度變薄，在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，在軸瓦表面上不能產(chǎn)生一層均勻穩(wěn)定的油膜，導致軸瓦的潤滑變差，溫度上升。

（2）減速箱配時軸瓦油液輸送一側(cè)沒有油孔和油囊，造成軸瓦套的進油能力不足，潤滑油不能完全吸收和帶走摩擦副所生成的熱，從而造成軸瓦溫度升高。

（3）在安裝減速箱的過程中，由于軸瓦表面的出油端沒有打開油孔，造成軸瓦的摩擦副吸收了所有的熱，使軸瓦內(nèi)的高溫油不能迅速地從軸瓦中排出，造成軸瓦溫度升高。

（4）減速箱長期運轉(zhuǎn)后，由于軸瓦表面出現(xiàn)了大量的積炭和燒炭，造成軸瓦中的潤滑油流動區(qū)域減小，而流入摩擦副的潤滑油流動減少，不能完全吸收和帶走來自摩擦副的熱，最終導致軸瓦溫度升高。

2.2 軸瓦積炭

2.2.1 高溫下軸瓦受熱面積炭

（1）由于軸瓦推壓面油槽進油的傾斜系數(shù)偏小，造成軸瓦的油液供給不足，導致潤滑油脂的厚度變小，而在摩擦副中的潤滑油又沒有充分的吸附和帶走熱量，導致推壓瓦局部溫度過高，在該推壓瓦表面產(chǎn)生了大量的熱量，并在其表面形成積炭。

（2）由于軸瓦推壓面上的油槽進油角度過低，同時，在推力瓦的表面，由于潤滑油的高溫及推力瓦表面溫度的升高，導致其在此位置產(chǎn)生了熱分解現(xiàn)象，最后在推力瓦表面產(chǎn)生碳化物。

2.2.2 軸瓦表面炭化問題分析

（1）輸入軸瓦表面進油端沒有油孔和油袋，造成軸瓦的進油能力不足，摩擦副中的潤滑油層較薄，而且由于軸瓦內(nèi)部的潤滑油不能將軸瓦瓦面的熱完全吸收并帶走，軸瓦表面溫度升高，使軸瓦表面的油在瓦面上出現(xiàn)大量的熱分解，最后在瓦面上逐漸形成積炭。

（2）輸入軸軸瓦表面出油端不通油，在摩擦副中吸收了所有的熱，不能迅速地從摩擦面中排出，同時由于軸瓦內(nèi)的潤滑油和軸瓦表面的溫度不斷上升，使其在該瓦面上出現(xiàn)了大量的積炭。

2.2.3 輸入軸頸段碳含量的計算

（1）在輸入軸的高轉(zhuǎn)速下，由于溫度過高，在軸瓦上產(chǎn)生的積碳會融化掉落并附著在軸頸上，從而產(chǎn)生一層炭。

（2）由于在高轉(zhuǎn)速下，由輸入軸與軸瓦構(gòu)成的摩擦副在高轉(zhuǎn)速下發(fā)熱，進油軸瓦側(cè)的空隙、軸瓦瓦面進油端不通油孔、軸瓦瓦面出油端不通油孔等一系列原因，造成大量的熱不能完全排出，使進口軸軸頸面的溫度升高，油在高溫下迅速分解，最后在軸頸處逐漸形成積炭。

3 處置方法

（1）對輸入軸及中間軸瓦表面再次進行人工打磨，增加軸瓦側(cè)的間隙，調(diào)整進給軸瓦的側(cè)間隙至0.08～0.10 mm，調(diào)整軸瓦側(cè)間隙到0.13～0.15 mm，增加軸瓦內(nèi)部的潤滑油流動和油膜的厚度，改善軸瓦的潤滑（表3）。

表3 軸瓦側(cè)修正后的間隙 mm

（2）對減速箱和輸出軸瓦的推進油和排氣口的油槽進行人工刮削，使進油側(cè)的倒角和回油端的傾角分別達到30°和60°，這樣可以提高軸瓦的進油排油速率，避免在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)局部高溫，從而解決了軸瓦的軸瓦推力區(qū)域的積炭問題。

（3）對軸瓦輸入軸、中間軸、輸出軸瓦的徑向瓦進行手工拋光，在軸瓦表面進油點和油袋上刮磨，在軸瓦面的出油點上刮磨出油孔，為了提高軸瓦摩擦副進油量和排油速度，使油口和油囊之間的間隙不小于0.15 mm，避免出現(xiàn)局部持續(xù)的高溫現(xiàn)象，解決軸瓦襯套的碳化問題。

4 結(jié)束語

通過對透平油潤滑系統(tǒng)和減速箱的拆裝，分析研究減速箱軸瓦溫度過高和汽缸積炭現(xiàn)象的成因，并提出了相應的處置對策。經(jīng)過維修和調(diào)試，每個軸瓦的平均溫度下降10 ℃。檢修后減速器中心軸和輸出軸軸瓦溫度穩(wěn)定，沒有任何異常變化，一年后拆機檢查，沒有出現(xiàn)積炭、燒焦的情況。經(jīng)維修和調(diào)試后，減速箱進口軸瓦的溫度沒有發(fā)生明顯的周期形變化，保證了6 臺透平泵長周期穩(wěn)定運行，保證了循環(huán)水泵安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷運行。對今后類似問題的解決提供了有益的借鑒。