浅谈可倾瓦轴承

可倾瓦轴承是大中型旋转机组支撑轴承中重要的一种，由于其具有承载能力强，稳定性高及检修方便等特点，使其得到越来越广泛的使用。某厂DHP45-3型离心压缩机现采用的支撑轴承就是可倾轴承，结合实际对可倾瓦轴承的特点、检修方法、间隙测量及运行要求等方面进行简单介绍。
1．可倾瓦轴承结构特点
可倾瓦轴承是由 3～5块或更多的弧形瓦块组成，如图1及图2所示。 每个瓦块在工作时，可随转子载荷的变化而自由摆动 ，在轴颈周围形成多油契。每块瓦背弧与轴承座内径为线接触 ，可以自行调整。若忽略瓦块的惯性、支点的摩擦阻力及油膜剪切摩擦阻力等因素的影响。每个瓦块作用到轴颈上的油膜力总是趋向轴颈中心，因而消除了导致轴颈涡动的力源，所以可倾瓦有良好的减振性。可倾瓦不仅具有较大的承载能力，低功耗而且还能够承受各个方向的径向载荷。此外，还具有检修方便、瓦块互换性强的优点，为现代大功率、 高转速机械所采用。
           

                                         图1  可倾瓦实物照片                                                       图2  可倾瓦结构示意图
2．可倾瓦设计制造的技术关键 
可倾瓦的设计一般均采用双曲线结构如图3所示。瓦块的内与外圆应处在两个不同中心点上，这样才能使瓦块安装在瓦壳内， 保持支点的线接触。从而才能保证： 瓦块在工作状态时自由地摆动，达到良好的减振效果。

                   图3  双曲线结构                                   图4  瓦块材料示意

( 1 )瓦块在设计和制造时，应具有较高的精度和表面光洁度 ，因为可倾瓦在加工完毕后， 不允许做二次加工，特别是瓦块内径表面决不允许任何大的修刮和锉削，以保持瓦面与轴颈能 够形成良好的均匀接触面，达到理想的使用效果。 
( 2 ) 为了防止在工作状态下瓦块顺轴向转动，一般应设计防转定位销，可根据结构不同而使用不同的定位方式，定位销与销应留有合理的间隙， 最佳值应为孔径 ： D=d×1 .2～1 .4式中D为柱销孔，d为柱销，以此保证瓦块在瓦壳内能够自由摆动。 
( 3 ) 在设计轴承选材时应采用耐磨性、 耐蚀性，耐热性和韧性较好的锡基轴承合金，也称巴氏合金。为了进一步提高锡锑合金的强度和使用寿命，通常采用双金属式三层金属结构，如图4所示。在重要的设备上最好采用三层结构的轴瓦。首先在钢质瓦块上掺上 0 .5～1 mm的青铜，然后掺锡衬，最后再浇铸巴氏合金，此方法虽然较复杂，但有其特殊作用：可以增强巴氏合金与钢质基体的附着力，提高轴承的质量，延长使用寿命；轴承在事故状态下；一旦锡基合金烧损脱离青铜表面仍可起到轴承作用，因为铜也具有良好的耐磨性，可以保护价值很高的主轴，这一经济性是显而易见的。 
3．可倾瓦检修应注意的问题
( 1 )检修时应注意检查每个瓦块的磨损情况，旧瓦块均要用千分尺测得瓦块中心部位的厚度，如各块厚度不均，说明有所磨损， 超过0.05mm可认为没有继续使用价值， 因瓦间隙也超过极限。
( 2 )在更换新瓦时以组件为好， 不可以换其中某一块， 因为每组瓦是在一定条件下加工完成的。如果更换某一块可能因其小的偏差而导致整组瓦的性能降低。 
( 3 ) 在新瓦更换时应事先检查， 每个瓦块的标记， 或字头是否为一组， 然后将瓦块用清洗剂洗净后，用千分尺测量， 每块瓦中心部位是否等厚 ，不得超过0.02 mm，每组瓦块的厚度应保持一致，细心测量，并作好记录。如果测量结果与技术要求不符， 可作细小的整修，在整修时不得任意刮削巴氏合金表面， 应将瓦块平稳放到微细沙纸上打磨瓦背 ， 直到达到要求。
( 4 )在检修时除检查瓦块以外， 还要仔细检查瓦壳与瓦块接触部位有无磨损、腐蚀等缺陷，如图5所示，如有较大问题也影响轴瓦间隙， 并直接影响可倾瓦减振效果。 

图5 轻微磨损后的瓦块
4．可倾瓦轴承间隙的测量
可倾瓦间隙的测量主要分为轴向间隙的测量、径向间隙的测量及过盈间隙的测量三个步骤。
4.1轴承轴向间隙测定时应把压盖拧紧将转子靠紧Ⅰ、Ⅲ级侧测量Ⅱ、Ⅳ级轴承轴向间隙，反之测Ⅰ、Ⅲ级轴承轴向间隙。
4.2径向间隙的测量方法有压铅法、塞规测量法、抬轴法等，我们经常采用的是抬轴法。
抬轴法是将轴瓦按工作状态的要求安装后，把轴缓慢地抬起，观察轴颈上端百分表移动的数值来确认轴瓦间隙。
4.3过盈间隙的测量一般采用压铅法，在轴承压盖两端安放等同厚度的铜片，将横截面直径与铜片厚度一致的铅丝放至轴瓦瓦背正上方，再将轴瓦恢复到工作状态，然后松开轴承压盖，测量铅丝厚度，用铜片厚度减去铅丝厚度即可得到轴瓦的过盈间隙，由于存在测量误差，应反复测量以消除误差。
5．采用可倾瓦对操作的要求
5.1因为轴瓦是由分开的瓦块所组成， 所以在运行中应增大润滑油量。 一般比圆瓦和椭圆瓦的耗油量大 2～3倍。此外还需要增大供油压力，一般不小于2—2.5bar，我们要求离心压缩机的油压应稳定在2.5-3bar范围内 。 
5.2 可倾瓦的比压较大， 因而不宜频繁启用以减少轴瓦的磨损。据有关资料介绍， 在启动和停机时是可倾瓦易损坏的时刻。 
5.3可倾瓦在设备启动时，要严格控制油温。一般在启动前，油温加热到4 0～4 5°比较好， 因为润滑油在这个温度下， 流动性好， 过低则粘度大， 对于形成油膜有很大影响， 过高时轴瓦乌金易烧损。 
6．结论
由于可倾瓦轴承加工精度高、材料特殊、结构比较复杂及易造成损伤等缘故，要求我们在设备运行时加强对设备油压、油温等条件的控制，同时加强对其振动情况的监测；而在检修时则要认真检查轴瓦的损伤情况，仔细复核轴瓦的各种间隙，确认是否需要更换，并且仔细寻找导致轴瓦磨损或损坏的原因并进行有效排除。