离心式压缩机轴承常见类型及使用特点
离心压缩机轴承的常见类型。
离心式压缩机要求轴承安全可靠、运行稳定、抗振性好、使用寿命长。目前,我国离心式压缩机使用的轴承多为高速轻载流体润滑的动压滑动轴承。压缩机常用的轴承有两种:径向轴承和推力轴承。
径向轴承的作用是承受转子的重量和其他附加径向力,保持转子的旋转中心与压缩机气缸的中心对齐,并在一定速度下正常运行。推力轴承承受转子的轴向力,限制转子F的轴向运动,保持转子在压缩机气缸内的轴向位置。
离心式压缩机的转速很高。径向轴承的线速度一般在50mn/s以上,推力轴承的线速度一般在80n/s以上,都属于高速滑动轴承。为了保证运行的高可靠性,采用了流体润滑动压轴承。动压轴承是指依靠其轴颈(或推力盘)的旋转将润滑油带到轴(或推力盘)和轴承之间,并建立油压来支撑轴(或承受转子的轴向推力)的轴承。
1.径向轴承。
径向轴承的工作原理。
径向轴承在运行过程中,轴承和轴颈之间会形成一层薄薄的油膜,使轴浮动。径向轴承在运行过程中,由于轴颈不断转动,轴颈在轴环和轴承之间带润滑油,从表面形成一层薄薄的油膜。因为轴颈和轴承中心不是同心的,而是偏心的,这种楔形油膜可以使重转子浮动。
径向轴承的不同类型及应用特点。
离心式压缩机常用的径向轴承有圆形轴承、椭圆形轴承、多油楔固定轴承和可倾轴承。如今,大多数压缩机使用倾斜轴承。
圆形轴承的优点是结构简单,但高速稳定性差,所以现在很少使用。
与圆形轴承相比,椭圆啮合轴承具有以下优点:第一,稳定性好。如果轴上下抖动,如抖动,上间隙变小,油膜K力变大,下间隙变大,油膜压力变小。两个部件的合力变化会将轴颈推回原位,使轴平稳运行;其次,由于侧隙大,沿轴向流出的油量大,散热好,轴承温度低;但这种轴承承载能力低,由于上下油膜的产生,功耗高。垂直方向抗振性好,水平方向抗振性差。
多油楔固定轴承的优点是全方位抗振性更好,轴承温升低,油膜不易振荡,这是老压缩机常用的。
与其他轴承相比,可倾瓦轴承的优点是每个瓦可以自由摆动,在任何情况下都可以形成最佳的油楔,高速稳定性很好,不易发生油膜振荡,因此在离心式压缩机中得到广泛应用。可倾瓦轴承主要由轴承体、两侧油封和瓦组成(如下图所示)。这种轴承的瓦块一般采用五块瓦块,每块瓦块可以自由摆动。五个垫沿轴颈圆周均匀分布,每个垫可以绕自己的支点摆动。轴瓦和轴颈之间有一个正常的轴承间隙,一般取直径的1.5%-2%。每个衬垫的外径小于轴承体的内径。垫背面的圆弧与轴承体内孔的下线接触,相当于一个支点。当机组的转速、负荷等运行条件发生变化时,瓦块可以在轴承体的支承面上自由摆动,自动调整瓦块的位置,形成最佳的润滑油楔。为了防止瓦和轴颈在圆周方向上一起旋转,每个瓦由安装在轴承体上的螺钉定位,并且在大多数情况下,定位螺钉位于瓦的中间。为了防止瓷砖沿轴向和径向移动,瓷砖安装在轴承体的T形槽中。瓦体一般用20钢或25铜,浇上巴氏合金,合金厚度一般为0.8-2.5毫米,为了保证巴氏合金与瓦体紧密贴合,可以在瓦体上预刻凹槽。轴承体水平分为上下两半,安装在轴承座内。轴承体和轴承座通过定位挡块紧密配合。为了防止轴承体旋转,还安装了一个径向定位销来防止旋转。轴承的进油孔数量是不一样的,有的轴承只有一个进油孔,有的轴承垫与垫之间有进油孔,但总是布置在油膜不损坏的地方。润滑油一般沿轴向排出。轴承体两端有凹槽,与排油孔相连。润滑油集中在槽内,通过排油孔流回轴承箱。
可倾瓦轴承。
2.推力轴承。
推力轴承的工作原理。
对于推力轴承,抗失速轴承的Y垫之间形成楔形间隙,推力盘旋转。由于润滑油的粘性,推力盘将油带入这个间隙,进油口大,出油口小,从而在油楔内形成油膜压力,承受转子的轴向推力。
为了获得液体润滑,动压轴承的结构必须满足楔形间隙的要求,使进油口大,出油口小。轴承油膜的形成和油膜压力受轴的转速、润滑油的粘度、轴承间隙和轴承承受的载荷的影响。一般来说,轴的转速越高,油的粘度越大,带进来的油越多,油膜压力越大,载荷越大。但是,如果油的粘度过高,油的分布就会不均匀,摩擦损失增加,不会保持良好的润滑效果。轴承间隙过大,不利于油膜形成,增加油耗;轴承间隙过小,油量不足,达不到轴冷却的要求。某一轴承结构在一定速度下只能承受相当大的载荷。如果载荷过大,油膜的形成将非常困难。当超过承载能力时,轴瓦会烧坏。
推力轴承。
推力轴承的类型和应用特点。
离心式压缩机常用的推力轴承有迈克尔斯推力轴承和金斯伯里推力轴承。它们的共同特点是有许多可移动的推力瓦块,瓦块后面有支承点,推力瓦块可以绕支承点摆动,形成最好的润滑油膜。
麦克尔斯推力轴承推力瓦之间的基圈是直接接触的,是单层的(如下图所示)。当止推垫承受推力时,止推垫的位置可以自动调节,形成有利的油楔。主止推垫和辅助止推垫分别设置在止推盘的两侧。一般情况下,转子的轴向力通过推力盘和油膜传递给主推力瓦,再通过基环传递给轴承座。但是,在起动或甩负荷期间,可能会出现反向轴向推力。这个推力将由辅助推力垫承担。推力瓦与转子推力盘接触的一侧衬有巴金合金。其厚度应小于1-1.5毫米。并向转子的旋转方向倾斜,从而通过相对运动在转子防失速盘和止推垫表面之间形成油楔轴承轴向推力。
迈克尔斯推力轴承。
迈克尔斯推力轴承的优点是结构简单,轴向尺寸小。缺点是当瓦块厚度稍有差异或轴承基圈与止推盘平行度有误差时,各瓦块之间的载荷无法调整,会造成部分瓦块过载。
金斯伯里止推轴承的止推垫下有一个上水平块和一个下水平块。然后是基环,属于三层结构(如下图所示)。止推垫、上调平块、下调平块和底座圈。它们之间采用球形支点接触,保证止推垫和调平块能自由摆动,使载荷分布均匀。止推垫一般由25铜制成。其上浇有巴氏合金,合金厚度一般为1-1.5毫米..推力盘和推力垫之间有间隙,通常称为总运行量,一般为0.25-0.40毫米,可以保证推力盘的推力垫之间形成油楔,承受转子的轴向推力。润滑油从轴承座和壳体之间的间隙进入止推盘和止推垫之间的间隙。排油靠推力盘转动时的离心力,油从轴承座上方甩出排出。
金斯伯里推力轴承具有垫间载荷分布均匀、调节灵活、转子不对中和偏斜自动补偿等优点;缺点是结构复杂,轴向安装尺寸长。
金斯伯里推力轴承。
离心式压缩机要求轴承安全可靠、运行稳定、抗振性好、使用寿命长。为了更好地满足这些要求,径向轴承和推力轴承都在不断地发展和改进。目前,新设计制造的离心式压缩机已采用可倾瓦径向轴承和金斯伯里推力轴承。此外,可倾瓦径向轴承和金斯伯里推力轴承的结构也有所改进,大大提高了可靠性和稳定性。
关键词:轴承类型。
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