2015年设备工程师(动力)根底教导：离心压缩机的轴承规划

中国轴承网发布时间:2015/07/01

2015年设备工程师(动力)根底教导：离心压缩机的轴承规划
离心式压缩机对滑动轴承的请求是：安全可靠、运转稳定、抗振性好及运用寿命长。当时，国表里活动多块式止推轴承主要分为两类，一类是米契尔轴承，一类是金斯伯雷轴承。米氏轴承对变化载荷的适应才能较强，可是载荷并不是均匀地散布在每个瓦块上，这就造成了止推轴承瓦块磨损不均。而金斯伯雷轴承则克服了上述缺陷，其优点在于载荷散布均匀，调理灵敏，能补偿转子的不对中偏斜。
JS型金氏轴承是在美国金斯伯雷公司商品的根底上，经过构造改善、规划构成的通用离心式压缩机轴承系列部件。
依据实践经历将金氏轴承系列分为7种常用规范，即5"、6"、7"、8"、9"、10．5"和12"共7种规范（其数字代表瓦块推力面外径），在本厂压缩机规划中首选引荐运用。
2、构造特色
金氏推力轴承是层叠式主动平衡推力的轴承，是由若干个止推块构成。止推块下垫有上水准块、下水准块、基环，相当于3层零件叠放在基环上，止推块与水准块之间经过球面支点触摸。其作业原理：当各个止推块载荷不一起，就会导致轴承的不平衡，因止推块受力不均就要偏转，此刻可经过上、下搭接的水准块，主动调理每个止推块上的载荷，直到每个止推块上的载荷一样，轴承从头树立平衡停止。即在转轴有较大的挠度及支点转角的情况下，各瓦块方位能随之平衡而发生均匀的油膜压力。
金氏推力轴承的典型构造。其主体由瓦块、上下摇晃的水准块、承载盘和控油环等构成。光滑油自承载盘底部槽口进入轴承内腔，经过瓦块间的空地和止推盘旋转带入止推瓦块承压面，并由离心力将油带至外圆周，再经控油环上部的排油孔流到轴承体外排出。
3 、主体部件的规划规范
3．1 尺度规范
金氏推力轴承尺度选用的是英制，为便于制作，本系列除瓦块表里直径、厚度、承载盘及定位键的合作尺度仍按英制换算成公制，并取其两位小数作为名义尺度外，其他尺度尽量选用公制的圆整值。
3．2 瓦块规划规范
瓦块支撑垫的圆弧半径关系到瓦块摇晃后支撑点与瓦块宽度的相对方位，因此，它应该是瓦块宽度相对应的函数值，本系列选用了日本三菱公司的一样比值断定其他规范的半径R，并作触摸应力核算。其核算公式为
式中σ———触摸应力，Pa
P———转子的轴向力，N
E———弹性模量，Pa
R———承载面均匀半径，m
核算结果见表1。
其中规范200是日本三菱公司构造，其他应力都较挨近，但都比传动系统规则的
许用应力（400～1800MPa）略高。
每套止推轴承设主、副两组，两组构造完全一样，可以整组交换，不受压缩机旋转方向的约束。但如需测瓦块温度，每组轴承可各设一带热电偶的瓦块，该瓦块有旋向请求。
3．3 给油器断定
本系列选用瓦块间喷油构造，其规范按下述办法断定。
依据意大利新比隆公司“E．C．C”规范，各种规范的耗油量皆有清晰数据，并有必定的份额，以日本三菱公司8"轴承为根底，小孔流量公式为
式中Q———流量，m3/s
d———小孔直径，m
μ———油的动力粘度，Pa．s
l———给油器长度，m
Δp———压差，Pa
在假定μ、l、Δp、不变的情况下，流量与d4成正比，以此核算总的喷油孔面积（相对于8"的实践面积），再断定给油器长度上也许散布的孔数和小孔的直径。
3．4 止推盘厚度的断定
本系列止推盘的厚度值小于典型金氏轴承的规则值，也许是由于该构造是用控油环集油，油需从控油环及止推盘凹槽间流出，需要必定空间，而新构造则取消了控油环，故厚度可适当减薄，新旧止推盘厚度比照见表2。
3．5 止推盘与瓦块的轴向空地断定
对于止推盘与瓦块的轴向空地，日本三菱公司规划的约为典型构造均匀值的1．36倍，这也许是因为典型构造的光滑油可以经过瓦块间的空地流出，以便冷却轴承，新构造在瓦块间设给油器，约束了油的活动，因此将空地放大，依照缝隙活动理论，流量正比于缝隙的3次方，如将空地加大到1．5倍，则流量可增加到 2．5倍，因此，本规范按典型构造的均匀空地值1．36倍给定（见表3）。
3．6 承载才能
轴向载荷分两部分，它包含压缩机的轴向推力和联轴器发生的轴向推力，其核算式：
F＝F1＋F2
式中F1———压缩机的轴向推力，kN
F2———联轴器发生的轴向推力，kN
压缩机的轴向载荷核算公式：
式中F———外部推力，kN
Pr———额外功率，kW
Nr———额外转速，r/min
D———联轴器的轴孔直径，mm
轴向载荷核算应依照HG/T2262－92《炼油、化工用离心式压缩机技能条件》4．6．3．3的规则。意大利新比隆公司“E．C．C”规范中列有各规范轴承的承载才能图表，本系列轴承可选用此图表作为规划参数。止推轴承所承受的负荷不该超越此图表轴承额外承载才能的50%。
4、定论
（1）金氏系列轴承的供油方法，可使瓦块光滑冷却充沛，一起，此构造也减少了全部轴承的厚度尺度。
（2）原始构造轴承的上、下半部油量不均匀，而本系列各瓦块光滑油供应充沛，因此取消了控油环，一起减薄了止推盘厚度。
（3）典型构造的下摇晃支承垫由底部的圆弧面直接与承载盘触摸，触摸应力过高，易将承载盘压溃。新构造增加了一个支承块，尽管构造复杂了，但增加了运用的可靠性。
总归，改善后的构造优于原构造，更能满意作业请求，轴承的系列化将为离心式压缩机规划提供方便，缩短规划周期，确保规划质量。

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