大型空压机驱动电机轴瓦磨损分析与处理

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宝钢集团八-钢铁公司能源中心制氧分厂2#20000 Nm3/h制氧机组配套美国库珀 (cooper)公司生产的空分大型空压机，型号 3MSGE25/15，设计流量 110000 m3/h，排气压力 O.62 MPa(表压)，电机为 ABB电机，型号 AMC900M4L，额定功率 11500 kW，额定转速 1486 r/min，额定电流700 A，频率 50 Hz。该机组为三级，H型离心透平式压缩机，压缩机 1、2级共用-齿轮轴，3级- 齿轮轴，分别由增速机大齿轮驱动，大齿轮与电机之间用叠片式联轴器连接。

2 故障的发生过程及分析2.1 误操作过程2012年 11月 8日，制氧分厂电气点检员安排收稿 日期：2012-12-1326 黧勉!的 2#2万空压机到期压力表校验”检修计划，由检修中心电工甲(主修)、乙(辅修)承接，10：10左右，双方交接完成检修委托单、技术方案、危险源辨识表、安全检修牌至制氧2万中控室与运行方操作工丙进行工作交底，办理票据。三方对该检修项目工作内容 2#2万空压机-楼所有水路到期就地压力表 (含隔音罩后 2块压力表)拆除图 1 3MSGE25/15型空压机组结构示意图2013年03期(总第239期)I使用Service&校验进行安全交底、确认无误后 ，点检方、运行方、检修方在检修委托单、安全检修牌、三方挂牌登记表上签字确认。

11：00左右运行方许可后，检修人员甲与乙开始关闭-楼水路取压阀、拆表。11：30分拆完- 楼水路就地压力表后，甲爬上 2万空压机二层平台，发现空压机电机供油管上有 2块压力表，未联系点检员、运行工确认，在辅修乙不在场的情况下，于 11：31左右先后关闭电机自由侧、负载侧冷却供油管的阀门，并拆除2块压力表。

l1：32，2#20000 m3/h制氧空压机由于电机轴承缺油造成温度急剧升高联锁保护跳机。

2.2 对此误操作造成后果的分析(1)此故障跳车的情况为彻底切断了电机自由侧及负载侧的供油管路 (DN20)，使 1#，2#轴承润滑点无润滑油润滑及轴承降温，轴承在因缺油的情况下45 s内从 62℃上升至 110℃跳车。整个轴承温度上升的趋势来看，需要压缩机进行了轴承温度的保护跳车，但电机 1#，2#轴承点完全是在缺油的情况下惰转 3 min。轴承磨损的可能性非常大，在未验证的情况下不能盲目的进行开机，需进-步验证。

(2)验证过程。迫于生产需要，为了更快捷的确定轴承是否被磨损，经过厂内各技术人员进行讨论，首先进行压缩机的盘车处理，拆除联轴器护照后，应用该机组配置的手动盘车工具进行盘车，盘车扭矩明显大于2011年 5月大修时的扭矩时，基本可断定电机 1#，2#轴承存在磨损。立即组织检修人员开始拆卸 1#位置轴承箱，检查轴承情况。经打开电机负载侧及 自由侧轴承箱，发现 1#，2#轴承下瓦都严重磨损。

3 处理过程3.1 修复方案的确定1#，2#轴承情况明显不能通过简单的打磨处理重新使用，摆在设备管理人员面前有3个方案：(1)咨询ABB电机厂家，重新购买该型号的轴承。经过咨询后，该型号的轴承在国内并无备件，如立即进行采购，待签订合同进行生产在运回国内，至少需要 6个月时间，明显对我厂生产2013年03期(总第239期)造成极大的影响，公司无法承受，方案否定。

(2)了解国内化工及空分行业同样机型配置的用户，看是否能借调到轴承。经过联系，该机型在国内配置非常罕见，配置该机型的情况下未必配置了该型号的电机，并且此类电机用户也绝不会配置故障率非常低的该类事故件，方案否定。

(3)轴承修复。就国内先进的滑动轴承加工、生产厂家而言，具备制造和修复此类轴承的业绩，并且修复的周期为4天，加上运输-周内可返回我厂进行安装调试，方案确定。

3.2 轴承的处理过程该 2副轴承为四油楔轴瓦，关于其修复问题，轴瓦本体出现变形现象，为减少对轴瓦修复时的变形，采用堆焊的方法进行修补后上车床及铣床。

图2 轴承外球面尺寸测量点(1)轴颈、轴承测量。分别在 1#、2#轴颈位置用外径千分尺进行测量，数据如下表 1。

表 1 1 、2撑轴承轴颈尺寸 (mm)位置 A(A )点 8(8 )点 C(C )点 取平均值1#轴承 299.64 299.63 299.65 299.642样轴承 299.65 299.64 299.64 299.64轴颈的测量由2名钳工技师分别完成，进行核对确认后录人数据，确保测量数据的准确性。

(3)将各副轴瓦分成两半，取出瓦面部分合金层，检测出其成份及含量，确定合金牌号如下 表2 1#、2#轴承外球面尺寸(mm1(轴承外球尺寸 S530)序号 S 序号 击曰 序号 sc1 O.07 1 -0.14 1 0.Ol5，2 O.08 2 -O.13 2 O O13 0.O8 3 -O.11 3 0.024 o.07 4 -O.11 4 0.O2 5 0 5 -0.1 5 0.0l6 0 6 -O.1 6 0.017 O 7 -O.1 . 7 O8 O 8 -O.1 8 0表 3 1#、2轴承合金面修补用合金牌号 Cu铜% Sb锑% 其他元素% Sn锡%ZSnSb8Cu 3.0～4.0 7.0～8.0 ≤O.55 其余表3。对标记区域瓦面进行焊补。

(5)重新拔和各瓦上下半，上锁紧螺栓及销子，上车床，夹外圆，校正外圆球带，粗车内圆合金单边余量 1 mm。

(6)进行轴瓦合金面超声波探伤 (uT)及渗透探伤 (PT)，确定瓦面堆焊及加工后无缺陷。

(7)待出报告合格后，上龙门铣床，采用软件生成三维图，通过软件生成数控程序，将程序上传电脑中，选用整体式钨钢铣刀，通过数控程序螺旋式铣加工内圆，达到图纸要求。后上车床端面光刀，光出即可。

(8)清理轴瓦，测量轴瓦尺寸并做好记录，再次渗透探伤 (Pr)检查合金面。

4 修复效果l#，2#轴承修复完成后返到压缩机车间进行安装，安装完成后重新复核轴瓦间隙，其间隙值完全在原轴瓦间隙值标准范围内，其值如表4。2副四油楔轴瓦的间隙符合标准值。

安装完成后，压缩机开机验证轴瓦修复情况，压缩机达到满负荷时，其 l#，2#轴瓦温度值分别28i瓣表4 1#、2群轴瓦间隙 (采用瓦背及中分面压间隙值相差法)单位 (mm)1#轴瓦 瓦背铅丝 中分面铅丝 间隙值 标准值1#铅丝 0.63-0.74 O.32 O.31 0.42 O3O-0.452#铅丝 O.62～0.72 O.32 03O-0.40 O-3O～O.452#轴瓦 瓦背铅丝 中分面铅丝 间隙值 标准值l#铅丝 O.65-O.74 0-31 0.34-0.43 0.30～O.452#铅丝 0.65-0.73 0-32 0-33-0.41 0-3O～0.45为 62% 65C (事故发生前轴承温度分别为59C，6O℃)，完全达到使用要求。

5 结语3MSGE25/15大型空压机驱动电机四油楔轴瓦结构特殊，在其修复过程比较复杂，对瓦面油楔曲面的测量及加工精度要求较高，但是细心的将每-个关键数据测量准确，对选择合适成分的合金面时仔细斟酌，就能有效的保障其性能。

此次解决进口电机轴瓦严重磨损的整个过程，突破了以往不敢在进口设备关键备件上动手修复的理念。就目前国内测绘及加工水平而言，只要符合科学，仔细去研究、探讨，能够有效的解决问题。

此次的成功尝试，为本厂大量的进口设备备件国产化提供重要的经验基础，也为企业在进口设备备件的国产化修复或国产化奠定了扎实的基矗