往复式压缩机主轴瓦异常损坏分析与改进措施

往复式压缩机主轴瓦异常损坏分析与改
进措施
摘要：往复式压缩机主轴瓦是压缩机中的一个重要部件，其主要作用是支撑
和保护压缩机的主轴。

然而在运行过程中，发现往复式压缩机主轴瓦存在异常损
坏的情况，这给压缩机的正常运行带来了很大的影响。

本文将对往复式压缩机主
轴瓦异常损坏的原因进行分析，并提出改进措施，以提高压缩机的可靠性和稳定性。

关键词：往复式压缩机；主轴瓦；异常损坏
引言：往复式压缩机又被称之为往复机，设备经过不断优化以及改进，已经
被广泛应用在石油、天然气、化工以及冶金等领域中，是上述领域企业能否“安、稳、长、满、优”运行的基础，因此其运行状态会在很大程度上影响着企业生产。

影响往复机运行关键因素就是运转部件，该设备运转部件如主轴瓦异常损坏
时有发生，因此以某单位6M40往复机为例，分析该设备轴瓦异常损坏的主要原因。

同时，通过分析与研究异常损坏原因，采取针对有效措施，有效预防再次出
现主轴瓦异常损坏问题。

一、往复式压缩机结构分析
某单位往复式压缩机是费拖合成装置馏分油汽提及释放气压缩系统核心设备
之一，目的是将汽提塔进料轻质油、重质油、重质蜡等中间物料分离出的释放气
进行压缩回收后送往尾气处理装置制氢。

主要采用6M型对称平衡式结构，具有
压力循环润滑系统、气缸水冷系统以及电机驱动系统，在主轴两侧分布各列气缸，具有较好平衡性[1]。

该压缩机主轴瓦为薄壁瓦，薄壁瓦相对于厚壁瓦而言，具有弹性大，比压小，导热快，精度高等特点：
1.弹性大：轴瓦的内径对轴瓦厚度的比值小，薄壁瓦显得弹性较大，即轴瓦的承载适应性较好，易于变形，使轴瓦具有接近轴径形状的适应能力，因而不需要刮瓦。

2.比压小：轴瓦单位面积的载荷小，在转数较高的情况下，能接近或达到液体润滑条件，保证长期持续工作，延长使用寿命。

3.导热快：薄壁瓦因轴承合金很薄，所以导热快，适应性好。

二、案例分析
据统计，某单位6M40往复机自投入运行以来，截止2023年3月，故障检修频次共计22次，其中主轴瓦故障17次。

如下图1所示，在拆卸检查过程中，多次发现主轴2#、3#瓦巴氏合金存在拉伤、脱壳现象。

图1
三、轴瓦异常损坏原因分析
针对往复式压缩机来说，轴瓦的失效形式主要分为两种：正常失效和非正常失效。

正常失效即设备在长时间运行后，轴瓦与轴之间的间隙已经超过设定值，并且已经不能正常运行。

而非正常失效则有偏磨与磨损、拉伤与嵌入、异常疲劳以及腐蚀等问题。

出现非正常失效主要原因在于下瓦作为受力面磨损较为严重，同时下瓦油膜支撑主轴进行有规则旋转运动。

因此，出现裂纹、磨损等问题与上瓦相比较少。

1.下瓦与轴径、瓦背与瓦座接触面积过小
在往复式压缩机正常运行过程中，对轴径与下瓦、瓦背与瓦座之间都有着接
触面积需求，若接触面积未符合要求或接触不均匀，会导致出现翘脚现象，进而
主轴转动时，难以避免出现颤动，会导致瓦体上的巴氏合金断裂、脱落[2]。

在拆卸检查轴瓦过程中，通过涂抹红丹粉研磨发现，下瓦、轴之间的接触面
积≥80%，瓦背与瓦座的接触面积≥75%，不存在接触不良问题，因此排除轴径与
下瓦、瓦背与瓦座接触面积过小是造成主轴瓦异常损坏问题的原因。

2.润滑油路缺油
在拆卸检修时，使用工厂风全面吹扫清理各部位油管、喷油嘴，未发现杂质、异物。

润滑油泵油压在要求范围内，进入轴瓦的油量充足，油质合格，轴瓦能建
立正常的油膜，达到正常的承载力。

因此，润滑油缺少不是影响巴氏合金出现裂
纹的原因。

1.轴瓦与主轴间隙过小
该往复机主轴瓦顶间隙设定参考值为0.19-0.29mm，侧间隙参考值为0.10-
0.20mm，在回装压缩机主轴瓦时，对各部间隙进行测量，得出回装的间隙值符合
设定规范要求，因此，非检修质量不合格造成轴瓦磨损失效。

4.主轴瓦瓦座同心度偏差
根据设备运行时需求，采用同心度测量仪测量主轴瓦瓦座同心度，发现瓦座
同心度存在一定的偏差。

压缩机六个主轴瓦同心度与主轴应在同一条直线上。

若
不在同一条直线上，当主轴落下后，可能存在某个轴瓦与轴颈接触面积未达到要求，呈半悬空状态，其同心度偏差过大将直接造成主轴瓦在工作状态下产生额外
的附加力和载荷，使主轴瓦加剧摩擦损伤[3]。

如下图2所示，在主轴产生的不平衡轴向力的作用下主轴轴颈在轴瓦中将不
是稳定旋转而是不规则跳动，不断撞击轴瓦，造成主轴瓦浇筑的巴氏合金层脱落，因此，主轴瓦瓦座同心度偏差过大是造成轴瓦异常损坏问题的原因。

图2
四、主轴瓦异常损坏的改进措施
（一）通过调整各主轴瓦的同心度
由于主轴箱各轴承瓦座的同心度有偏差，但不能进行调整（主轴瓦瓦座与主
轴箱体是一个整体铸造部件），因此通过刮研减少某组轴瓦的壁厚，来保证主轴
与轴瓦的同心度及轴瓦与轴颈的贴合度。

1.根据两点确定一条直线的原则，以压缩机1#、6#轴瓦为基准。

2.通过对1#、6#轴瓦刮研测量，确定主轴的定位。

3.以1#、6#瓦刮研调整后的数据为基准，对2#、3#、 4#、 5#瓦的下部接
触面积及侧间隙进行刮研（如存在侧间隙过大无法调整时，可在瓦座上加装适当
厚度的刚皮进行垫起调整）。

4.直至刮研至各部位接触面积及侧间隙符合同心度要求。

（二）测量后配备偏心瓦
1.通过测量1#-6#主轴瓦瓦座同心度，如下图3所示，记录分析数据，联系
压缩机厂家制作符合要求的偏心瓦（针对某单位合成油厂南区释放气压缩机A机，从电机向压缩机水平看，以1#、6#主轴瓦为基准）。

图3
结语：综上所述，通过对6M40往复机进行深入分析与研究，发现主轴瓦异常损坏问题出现主要原因在于主轴瓦同心度与主轴偏差过大，在运行过程中产生的不平衡轴向力对轴瓦造成撞击造成轴瓦异常损坏。

因此为确保往复机长时间稳定运行应保证主轴瓦与主轴及瓦座同心度符合既定要求。

参考文献：
[1]袁晓东,念利利.往复式压缩机气阀故障分析及改善措施[J].山东化
工,2023,52(01):163-164.
[2]龙大平,范俊钦,李文成.大型橇装燃驱往复式压缩机组振动原因及典型故障分析和预防措施[J].石油技师,2022(02):46-50.
[3]孙谨.6M32往复式压缩机故障原因分析及改进措施[J].能源化
工,2019,40(03):74-78.。