1、鉗工集中培訓講義離心壓縮機2007年8月本章主要講述離心式壓縮機的工作原理、分類、型號，總體結構，各種流量損失，功率和效率，離心壓縮機性能曲線的特點及性能調節，離心壓縮機中的工況及喘振，主要零部件的作用及結構、原理，特別是軸承和密封部分。離心壓縮機開停車注意事項，以及離心壓縮機維護。另結合考試穿插講一部分有關的知識。第一部分 壓縮機概述泵和壓縮機是輸送流體的機器。流體是氣體和液體的統稱。兩者的共同點是：沒有固定形狀，隨盛裝容器而定。不同點是：液體是不可壓縮流體，氣體是可壓縮流體。泵是輸送液體的機器。壓縮機是輸送氣體的機器。壓縮機是給氣體增加能量的機器。用來輸送氣體或提高氣體的壓力。壓縮機的作用

2、：1 壓縮氣體作為動力。如：風動工具、儀表自動化控制。2 用于制冷或把氣體分離。如：制冷機（冰機）、石油裂解氣的分離。3 用于合成及聚合。如：氮與氫合成氨、高壓聚乙烯。4 用于氣體輸送。如：天然氣遠程輸送。壓縮機的分類：按工作原理分為容積型和速度型兩大類。1 容積型靠工作室容積周期性的變化實現對氣體的壓縮和輸送。它又分為兩類： 活塞式 液環式往復式 柱塞式 回轉式 滑片式 隔膜式 轉子式 螺桿式2 速度型靠葉片高速旋轉，使氣體得到很大的速度能，再把速度能轉換成壓力能的機器。按氣體排出的流動方向分為： 離心式 氣體沿葉片徑向排出。 速度型 軸流式 氣體沿葉片軸向排出?；炝魇?氣體沿軸向45排出。

3、 圖11活塞式 圖12 羅茨式 圖13 滑片式 圖14 螺桿式 圖15 離心式 圖16 斜流式機 圖17 軸流式機械 圖18 橫流式 第二部分 離心壓縮機一 概述1 離心式風機的分類。根據排氣壓力的高低，可分為：通風機，排氣壓力低于0。015MPa(或小于1500mm水柱)鼓風機，排氣壓力在0。0150。35MPa 壓縮機，排氣壓力高于0.35MPa 圖19 噴射式2 離心式壓縮機的分類。根據結構分為：水平剖分型、筒型、等溫型三種。注：等溫型是把各級葉輪壓縮的氣體，通過級間冷卻器冷卻后再導入下一級的一種壓縮機。3 離心壓縮機的工作原理一般說，提高氣體壓力的主要目標就是增加單位容積內氣體分子的數

4、量，也就是縮短氣體分子與分子間的距離。為了達到這個目標，除了采用擠壓元件來擠壓氣體的容積式壓縮方法以外，還有一種用氣體動力學的方法，即利用機器的作功元件(高速回轉的葉輪)對氣體作功，使氣體在離心場中壓力得到提高，同時動能也大為增加，隨后在擴張流道中流動時這部分動能又轉變成靜壓能，而使氣體壓力進一步提高，這就是離心式壓縮機的工作原理或增壓原理。4 型號目前國家還沒有統一的標準編號辦法，各生產廠家自行編號。常用的: DA 設計順序號； 葉輪級數； 第一級吸入狀態下的流量；m/min 離心壓縮機的標志。例如：DA22072 吸入狀態下氣體的流量為220m/min，壓縮機級數為7級，第二次設計的離心壓

5、縮機。 DA35061 吸入狀態下氣體的流量為350m/min，壓縮機級數為6級，第一次設計的離心壓縮機。還有： - 葉輪數量葉輪直徑 cm殼體結構型式段數（1不標） 結構型式代號： MCL-殼體為水平剖分式 BCL-殼體為垂直剖分式 例如：2MCL456 2段壓縮，殼體為水平剖分，葉輪直徑45cm，葉輪數量6只。其它的還有：DH是雙軸四級壓縮，VK是雙軸三級壓縮。5 離心式壓縮機的優缺點：（同往復式比）優點：（1）、離心式壓縮機的氣量大，結構筒單緊湊，重量輕，機組尺寸小，占地面積小。（2）、運轉平穩，操作可靠，運轉率高，摩擦件少，因之備件需用量少，維護費用及人員少。（3）、在化工流程中，離心

6、式壓縮機對化工介質可以做到絕對無油的壓縮過程。（4）、離心式壓縮機為一種回轉運動的機器，它適宜于工業汽輪機或燃汽輪機直接拖動。對一般大型化工廠，常用副產蒸汽驅動工業汽輪機作動力，為熱能綜合利用提供了可能。缺點（1）、離心式壓縮機目前還不適用于氣量太小及壓比過高的場合。（2）、離心式壓縮機的穩定工況區較窄，其氣量調節雖較方便，但經濟性較差。（3）、目前離心式壓縮機效率一般比活塞式壓縮機低5-10%，因能量損失大。注：壓縮比-出口與進口絕對壓力之比。二、離心壓縮機的總體結構離心式壓縮機由轉子及定子兩大部分組成。轉子包括主軸，固定在軸上的葉輪、軸套、平衡盤、推力盤及聯軸節等零部件。定子則有氣缸，定位

7、于缸體上的各種隔板以及軸承等零部件。在轉子軸端及轉子與定子之間需要密封氣體之處還設有密封元件。 在壓縮機的每段里，一般是由幾個或一個壓縮機級所組成。每個級是由一個葉輪及其相配合的固定元件所組成。固定元件有吸氣室、擴壓器、彎道、回流器及蝸殼等組成。圖8-1 離心式壓縮機縱剖面結構圖1:吸氣室 2:葉輪 3:擴壓器 4:彎道 5:回流器 6:渦室 7，8:密封 9:隔板密封 10:輪蓋密封11: 平衡盤12:推力盤 13:聯軸節 14:卡環 15:主軸 16:機殼 17:軸承 18:推力軸承 19:隔板 20:導流葉片 三、離心壓縮機的基本方程1 速度三角形 由于葉輪作高速旋轉而帶動氣體隨著葉輪作

8、圓周方向的運動（圓周速度u），又由于離心力的作用，氣體沿著葉片從葉輪的進口流到葉輪的出口，氣流對葉輪作相對運動(相對速度w)。對固定不動的機殼來說，氣體在做絕對運動(絕對速度C)。 絕對速度C等于圓周速度u和相對速度w的矢量和。即： C=u+w后向葉片葉輪的速度三角形四、離心壓縮機的功率和效率離心壓縮機中的損失可以分成流動損失，泄漏損失，輪阻損失和機械損失，其中流動損失引起壓力的降低，泄漏損失引起流量的減少，輪阻損失和外部機械損失則必多耗功。1 流道損失氣體在吸氣室、葉輪、擴壓器、彎道和回流器等元件中流動時產生的損失。包括流動損失和沖擊損失。而流動損失又包括摩擦損失、邊界層分離損失、局部損失和

9、尾跡損失。（1） 摩擦損失-氣體在流動過程中，氣體之間、與葉輪、輪蓋、擴壓器等器壁之間產生摩擦而損失的能量。（2） 邊界層分離損失-在減速增壓的通道中，近壁邊界層容易增厚，甚至形成分離旋渦巨流，從而造成分離損失。如圖所示：邊界層分離示意圖（3） 尾跡損失-由于實際葉片具有一定厚度，氣體從葉片之間的流道流出時，產生渦流所造成的損失。（4） 沖擊損失-當氣體流量大于或小于壓縮機設計流量時，因為氣流進入葉輪和擴壓器時與葉片的進口角不一致，所以氣流與葉輪和擴壓器發生沖擊，引起邊界層分離而產生的損失，稱為沖擊損失。不同沖角下葉輪流道中氣流分離情況2 輪阻損失葉輪是在氣體中作高速旋轉運動，葉輪的輪盤和輪蓋

10、兩側與氣體發生摩擦而引起的能量損失。3 漏氣損失由于內部之間或向外部漏氣所造成的能量損失。4 功率和效率A 有效功率Ne-有效容積流量Q的氣體通過壓縮機后增加的總能量。B 內功率Ni-實際消耗于氣體上的功率。C軸功率Ns-壓縮機輸入的功率為軸功率Ns。D原動機的輸出功率-原動機的額定功率一般為Ne1.3Nz。五、離心壓縮機的性能曲線1 級的性能曲線指氣體流過該級時所得到的壓力比、效率及功率N隨該級的進氣量Qj而變化的曲線。 即-Qj、-Qj、N-Qj的曲線。這些曲線是由試驗測得。2 離心壓縮機的性能曲線-與級的曲線類似。指整機的壓力比、效率及功率N隨進口氣體流量Q而變化的曲線。也是由試驗測得。

11、3 壓縮機性能曲線的特點：壓力比隨著流量的增加而下降。功率和效率隨著流量的增加而增加，當達到某一流量時，流量再增加則功率和效率下降。4 管路特性曲線-當管路與設備情況一定時，即管路兩端的壓力、管路尺寸、長度、管件個數及尺寸、閥門的開啟程度都一定時，氣體流過管路時對每千克氣體所需的功與單位時間流過該管路的氣量Q之間的關系曲線Hi-Q（也可用管端壓力與氣體流量表示，即P-Q曲線）。5 離心壓縮機的工作點把壓縮機的性能曲線P-Qj同管路特性曲線Pe-Qj畫在同一坐標上，橫軸以Qj表示，縱軸以壓力P表示，則兩曲線的交點M即為壓縮機的工作點。當壓縮機和管路的性能曲線一定時，壓縮機只能在兩曲線的焦點M工作

12、。最佳工況點 ：通常將曲線上效率最高點稱為最佳工況點，一般應是該機器設計計算的工況點。在最佳工況點左右兩邊的各工況點，其效率均有所降低。6 喘振 喘振又叫“飛動”，是離心壓縮機的一種特殊現象。壓縮機有一個最小設計流量，當實際工作流量小于最小流量一定程度時，氣流進入葉片的方向與葉片進口角度不一致，即沖角I0這時在葉片的非工作面產生氣體分離（旋轉分離）。當沖角達到某一值時，旋轉分離區域聯成一片，占據流道。壓縮機不再排氣，管路中氣體就會倒回來，彌補流量不足，經葉輪壓縮重新流出。這一股氣打出后，流量又沒了，氣體又倒回來。這樣周而復始的改變流向，機器和管線中就會產生“低頻高振幅”的壓力脈動，并發出如“牛

13、吼叫”般的噪音。這實際上是氣流在交替倒流和排氣時產生的強大的氣流沖擊。這種沖擊引起機器強烈的振動，如不及時采取措施，將使壓縮機遭到嚴重破壞。這就是“喘振”離心壓縮機的喘振一般是由葉片擴壓器中氣流邊界層分離，并擴及整個流道所引起的。喘振的特征: “低頻高振幅”的壓力脈動，聲音有如牛吼。7 離心壓縮機的三種工況（1）喘振工況-最小流量時的工況。(2) 阻塞工況（滯止工況）最大流量時的工況。造成這種工況有兩種可能：一是級中流道中某喉部處氣流達到臨界狀態，這時氣體的容積流量已是最大值，任憑壓縮機背壓再降低，流量也不可能再增加，這種情況稱為“阻塞”工況。另一種情況是流道內并未達到臨界狀態，即未出現“阻塞

14、”工況，但壓縮機在偌大的流量下，機內流動損失很大，所能提供的排氣壓力已很小，幾乎接近零能頭，僅夠用來克服排氣管的流動阻力以維持這樣大的流量，這也是壓縮機的最大流量工況。（3）正常工況 -喘振工況與滯止工況之間的工作范圍。8 離心壓縮機的工作點與喘振的關系。離心壓縮機的-Q曲線是一條在氣量不為零處有一最高點的曲線。最高點右側稱為穩定工作區，左側稱為不穩定工作區（喘振區）。最高點所對應的氣量為壓縮機喘振的最小流量Qjmin。9 影響、產生喘振的因素。 當壓縮機的性能曲線與管網性能曲線兩者或兩者之一發生變化時，交點就要變動，也就是說壓縮機的工況將有變化，從而出現變工況操作。離心壓縮機的特性曲線（-Q

15、）與壓縮機的轉速、介質的性質及進氣狀態有關。性能曲線的變化如圖所示。離心壓縮機的變工況有時并不是在人們有意識的直接控制下（例如調節閥門等）發生的，而是間接地接受到生產系統乃至驅動機的意外干擾而發生?；S離心式壓縮機經常發生意料之外的喘振。舉例如下。a、某壓縮機原來進氣溫度為20，工作點在A點（見圖a），因生產中冷卻器出了故障，使來氣溫度劇增到60，這時壓縮機突然出現了喘振。其原因，就是因為進氣溫度升高，使壓縮機的性能曲線下移，由線1下降為1，而管網性能曲線未變，壓縮機的工作點變到A點，此點如果落在喘振線上，就會出現喘振。b、某壓縮機原在圖b所示的A點正常運行，后來由于某種原因，進氣管被異物堵

16、塞而出現了喘振。分析其原因就是因為進氣管被堵，壓縮機進氣壓力從Pj下降為Pj使機器性能曲線下降到1線，管網性能曲線無變化，于是工作點變到A，落入喘振線所致。c、某壓縮機原在轉速為n1下正常運行，工況點為A點（見圖C）。后來因為生產中高壓蒸汽供應不足，作為驅動機的蒸汽輪機的轉速下降到n2，這時壓縮機的工作點A落到喘振區，因此產生喘振。此外，還有因為氣體分子量改變而導致喘振的事例。分子量減小，壓縮機的性能曲線將向左下方移動，如進入喘振區，就會發生喘振。以上幾種情況都是因壓縮機性能曲線下移而導致喘振的，管網性能并未改變。有時候則是因為管網性能曲線發生變化（例如曲線上移或變陡）而造成喘振。 管網性能變

17、化造成喘振的情況圖某壓縮機原在A點工作(見圖6-13),后來因為生產系統出現不穩定,管網中壓力大幅度上升，管網性能曲線由2上移到線2（此時壓縮機的性能曲線未變），于是壓縮機出現了喘振。還有一種類似情況就是當把排氣管閥門關得太小時，管網性能曲線變陡，一旦使壓縮機的工作點落入喘振區，喘振就突然發生。當某種原因使壓縮機和管網的性能都發生變化時，只要最終結果是兩曲線的交點落在喘振區內，就會突然出現喘振。譬如說在離心壓縮機開車過程（升速和升壓）和停車過程（降速和降壓）中，兩種性能曲線都在逐漸變化，改變轉速就是改變壓縮機性能曲線，使系統中升壓或降壓就是改變管網性能曲線。在操作中必須隨時注意使兩者協調變化，

18、才能保證壓縮機總在穩定工況區內工作。10 防止喘振的措施防喘振的原理就是針對著引起喘振的原因，在喘振將要發生時，立即設法把壓縮機的流量加大。出現喘振的原因是壓縮機的流量過小，小于壓縮機的最小流量，管網的壓力高于壓縮機所提供的排壓，造成氣體倒流，產生大幅度的氣流脈動。常用措施：（1） 將一部分氣體經防喘振閥放空。（2） 將部分氣體由旁路送往吸氣管。（3） 使壓縮機與供氣系統脫開。六、離心壓縮機的零部件（一）轉動元件轉子在離心壓縮機中，把由主軸、葉輪、平衡盤、推力盤、聯軸器、套筒（或軸套）以及緊圈和固定環等轉動元件組成的旋轉體稱為轉子。臨界轉速的概念： 當轉子的固有自振頻率與轉子的工作頻率（轉速）

19、相同時，振動加劇發生共振。此時的轉速稱為轉子的臨界轉速。工作轉速低于第一階臨界轉速的轉子稱為剛性轉子，大于第一階臨界轉速的轉子稱為柔性轉子。 實際轉速應該遠離臨界轉速，否則將發生事故。為了確保機器運行的安全性，要求工作轉速遠離第1、2階臨界轉速，其校核條件是： 對于剛性轉子 n0.75nc1 對于柔性轉子 1.3nc1n0.7nc2為了防止可能出現的軸承油膜振蕩，工作轉速應低于二倍的第一階臨界轉速，即 n2nc1由于轉子作高速旋轉運動，所以需要平衡。凡是可以在靜止狀態下測定轉子不平衡重量所在的方位，同時又能確定平衡重應加的位置和大小，這種找平衡的方法成為靜平衡。靜平衡主要用于平衡盤形轉子的慣性

20、力。凡是只能在轉動狀態下才能測定轉子不平衡重量所在的方位，以及確定平衡重應加的位置和大小，這種找平衡的方法成為動平衡。剛性轉子的動平衡可以通過平衡機來平衡慣性力和慣性力偶，消除轉子在彈性支承上的振動。1主軸主軸是起支持旋轉零件及傳遞扭矩作用的。主軸一般設計成階梯形或節鞭形。主軸上的零件與軸配合，一般采用紅套的辦法（加熱，過盈量0。30-0。50mm）。用鍵連接時，各級葉輪的鍵槽應錯開180，對強度及平衡有好處。2 葉輪葉輪是離心式壓縮機中最重要的一個部件，驅動機的機械功即通過此高速回轉的葉輪對氣體作功而使氣體獲得能量，它是壓縮機中唯一的作功部件，亦稱工作輪。葉輪一般是由輪蓋、輪盤和葉片組成的閉

21、式葉輪，也有沒有輪蓋的半開式葉輪。按制造方法分為：鉚接、鑄造、焊接、電蝕等。按葉輪的彎曲型式分：前彎、后彎、徑向三種前彎葉輪做功最大，后彎葉輪做功最小，徑向葉輪居中。但前彎葉輪效率低，不用（僅通風機中用）。壓縮機中采用后彎式葉輪，它又分為一般彎曲（=30-60）（壓縮機中常用，稱壓縮機型）和強后彎曲（=15-30）（水泵中應用廣，壓縮機中只有在中、小流量高壓壓縮機最后幾級中用，稱水泵型）兩種。3 轉子的軸向力及平衡。離心式壓縮機工作時葉輪兩側的壓力不等，即葉輪背后氣體的壓力高于葉輪進口氣體的壓力，使轉子受到一個指向低壓端的軸向力。 軸向力對于壓縮機的正常運行是有害的，使轉子向一端竄動，導致轉動

22、件與固定元件之間失去正確的相對位置，情況嚴重時，轉子可能與固定部件碰撞造成事故。軸向力的大小可以根據離心壓縮機的葉輪受力情況來計算。在離心壓縮機中，轉子上的軸向力一般使用止推軸承來平衡，但為了減輕止推軸承的負荷，常利用平衡盤將大部分軸向力平衡掉，剩余部分由止推軸承來承受。平衡盤是利用它兩邊氣體壓力差來平衡軸向力的零件。它裝在壓縮機高壓端的軸上，一側與高壓端出口壓力相通，另一側通向大氣或進氣管，即保持兩側的差壓，又可以減少泄漏。在平衡盤外緣與固定元件之間裝有迷宮密封，用來防止氣體漏出。軸向力的平衡也可以通過葉輪的兩面進氣和葉輪反向安裝來平衡。必須說明，轉子軸向力平衡的目的是為了減少軸向力，減輕止

23、推軸承的負荷，但必須保留一定的軸向力作用于止推軸承上，否則，轉子工作時將會來回竄動。4 推力盤由于平衡盤只平衡部分軸向力，其余軸向力通過推力盤傳給止推軸承上的止推塊，構成力的平衡，推力盤與推力塊的接觸表面，應做得很光滑，在兩者的間隙內要充滿合適的潤滑油，在正常操作下推力塊不致磨損，在離心壓縮機起動時，轉子會向另一端竄動，為保證轉子應有的正常位置，轉子需要兩面止推定位，其原因是壓縮機起動時，各級的氣體還未建立，平衡盤二側的壓差還不存在，只要氣體流動，轉子便會沿著與正常軸向力相反的方向竄動，因此要求轉子雙面止推，以防止造成事故。1-推力盤 2-推力塊5 軸套軸套的作用是使軸上的葉輪與葉輪之間保持一

24、定的間隔，防止葉輪在軸上發生竄動。（二）固定元件定子定子包括機殼、隔板、密封、進氣室和蝸室等部件。隔板之間形成擴壓器、彎道和回流器等固定元件。1 吸氣室吸氣室的作用在于把氣體從進氣管道或中間冷卻器中順利的、均勻的引入葉輪。吸氣室的基本形式：a 軸向進氣的吸入室b 徑向進氣的肘管式吸入室c徑向進氣半蝸殼的吸入室d 水平進氣半蝸殼的吸入室2 擴壓器 擴壓器的作用就是把葉輪出來的高速氣流的動能轉變成靜壓能。氣體從葉輪流出時，它仍具有較高的流動速度。對壓縮機來言，以提高靜壓能（壓力）為主而不是速度。對速度的要求只是能保證在一定的通流面積的輸氣管中維持所需的氣量就可以了。為了充分利用這部分速度能，以提高

25、氣體的壓力，在葉輪后面設置了流通面積逐漸擴大的擴壓器。擴壓器一般有無葉、葉片、直壁形擴壓器等多種形式。3 彎道及回流器 在多級離心式壓縮機中級與級之間，氣體必須拐彎，就采用彎道，彎道是由機殼和隔板構成的彎環形空間。 在彎道后面連接的通道就是回流器，回流器的作用是使氣流按所需的方向均勻地進入下一級，它由隔板和導流葉片組成。導流葉片通常是圓弧的，可以和氣缸鑄成一體也可以分開制造，然后用螺栓連接在一起。4 蝸殼 蝸殼的主要目的，是把擴壓器后，或葉輪后流出的氣體匯集起來引出機器。蝸殼的截面形狀有圓形、犁形、梯形和矩形。（三）軸承離心式壓縮機有徑向軸承和推力軸承，都采用滑動軸承。徑向軸承的作用是支承轉子

26、并保持轉子在一定的徑向位置，使之高速正常運轉。止推軸承則承受轉子上剩余軸向力，限制轉子向低壓端的軸向竄動，保持轉子在氣缸中的軸向位置。一般裝于轉子的低壓端。1 滑動軸承簡介滑動軸承由軸承座和軸套或軸瓦及潤滑系統三部分組成。軸頸在軸承內旋轉，潤滑油在軸頸及軸瓦之間形成油膜，以減少摩擦與磨損?；瑒虞S承按其摩擦性質及形成油膜的作用原理可分為動壓軸承及靜壓軸承；按結構形式分為整體式（軸套式）和對開式（軸瓦式）兩大類。2 動壓軸承的工作原理（1） 動壓潤滑的形成原理動壓軸承是利用油的粘性和軸頸的高速旋轉，把潤滑油帶進軸和軸承孔的楔形空間，建立起壓力油膜，使軸頸與軸承被油膜隔開，并在軸承中轉動，形成液體動

27、壓潤滑。（2） 形成動壓潤滑的三個條件a 軸頸與軸承工作表面之間必須形成楔形間隙，且相對滑動方向必須保證潤滑油從大截面流向小截面；b 軸頸與軸承之間應有足夠的相對滑動速度；c 潤滑油要有一定的粘度，并必須連續供應。注：在技能鑒定書上為五個條件： A 軸頸與軸承工作面有一定間隙； B 軸頸有足夠的轉速； C 潤滑油數量足夠和黏度合適； D 軸頸、軸承應有精確的幾何形狀和較小的表面粗糙度值； E 多支承的軸承要保證同軸度。（3）當轉子由靜止變為以一定角速度轉動時，如圖所示，轉子軸頸被軸頸和軸承之間收斂間隙中流動著的潤滑油動壓力托起，從而防止了軸頸和軸承表面的干摩擦與碰撞。產生潤滑油動壓力的原因是由

28、于當軸頸相對于軸承運動時，若從上面大間隙進入的油量大于下面小間隙流出的油量，則收斂油楔中的油因受擠壓而使動壓力立即增大，從而使流進油的速度減慢，使流出油的速度增加，以此維持流人和流出的油流量相等，符合流量的連續性。收斂油膜亦稱油楔，它之所以能承受一定的外載荷，是由于能產生流體動壓力，托起的軸頸被推向一邊，在一般情況下，軸頸就處于這樣一個偏心的位置上穩定運轉。兩中心連線OO的長度e稱為偏心距，OO連線與外載荷W的作用線之間的夾角稱為偏位角。每個偏心距e，都反映一定的油楔形狀，并一一對應著一定的載荷 W和偏位角，且偏心距e越大，最小油膜厚度hmin越小，承載能力就越大。3 軸承的油膜振蕩油膜振蕩是

29、由于滑動軸承中的油膜作用而引起的旋轉軸的自激振蕩，可產生與轉軸達到臨界轉速時同等的振幅或更加激烈。油膜振蕩不僅會導致高速旋轉機械的故障，有時也是造成軸承或整臺機組破壞的原因。當轉子受到外界某種干擾時，軸頸上所受到的力不再平衡，此時轉子不但繞著軸頸中心旋轉，還會繞著軸承中心旋轉，從而造成轉子不穩定，形成油膜振蕩。它是由于油膜壓力所造成的結果，又稱為“油擊”或“甩轉”。A 油膜振蕩的幾點性質：(1) 油膜振蕩發生于轉軸兩倍臨界轉速以上，其甩動方向與轉軸旋轉方向一致； (2) 油膜振蕩的甩轉角速度與轉軸旋轉角速度無關，約等于轉軸臨界轉速時的角速度； (3) 油膜振蕩與轉軸在臨界轉速下產生的振動不同，

30、一旦發生，轉速增加也不會停止； (4) 縮短軸承寬度則不易發生油膜振蕩； (5) 軸承的支承若做成自動調心式，在安裝軸的兩端軸承時使其有少量的不同心度，對于防止油膜振蕩也有一定的作用。 B 影響油膜振蕩的因素：(1) 軸系結構設計它影響轉軸的剛度，也即影響臨界轉速；同時也影響轉軸的載荷分布及軸的撓曲程度；轉軸在工作過程中偏心率的大小將影響其臨界轉速，同時也影響軸承的工作條件，即軸承的工作性能。 (2) 軸承負載軸承的負荷偏低，產生油膜振蕩或其它異常振動。 (3) 軸承進油溫度油溫對油膜振蕩有很大的影響，當其它條件不變時，油溫高則油的粘度低，最小油膜厚度變小，軸承的工作點、油膜剛度和阻尼系數都將

31、發生變化。一般情況下，油溫高，最小油膜厚度小，偏心率大，軸承不易產生油膜振蕩，即穩定轉速提高的緣故。 (4) 軸瓦間隙軸瓦間隙影響軸承的穩定性，主要是由于影響軸承運行的最小間隙，最小間隙是穩定工作的重要依據。最小間隙越小，軸承工作越穩定。 (5) 其它因素軸承緊力、支承座、基礎的剛度等對軸系穩定性有影響。定性地說，支承剛度、阻尼增大穩定性提高，特別是增大阻尼對提高穩定性有明顯的作用。C 油膜振蕩現象有以下特征： (1) 油膜振蕩在轉子一階臨界轉速的兩倍以上轉速時發生，甩動方向與轉軸旋轉方向一致，一旦發生振蕩，振幅急劇加大，即使再提高轉速，振幅也不會下降，如圖所示。強烈振動有時會導致燒瓦和軸系

32、油膜振蕩的破壞。 (2) 油膜振蕩時，軸心渦動頻率通常為轉子一階固有頻率，振型為一階振型。 (3) 油膜振蕩時，軸心渦動方向和轉子旋轉方向相同，為正向渦動。而干摩擦引起的自激為反向渦動。(4) 轉速在一階臨界轉速的兩倍以下時可能產生半速渦動，渦動頻率為轉速的一半。半速渦動的振幅較小，若再提高轉速則會發展成為油膜振蕩，如圖5所示。半速渦動通常在高速輕載軸承情況下發生。 圖5半速渦動油膜振蕩(5) 油膜振蕩具有慣性效應，升速時產生油膜振蕩的轉速與降速時油膜振蕩消失的轉速不相同。 D 油膜振蕩的防止措施：（1） 控制轉速，即轉速避開轉子第一臨界轉速的兩倍。（2） 控制潤滑油的壓力、粘度及溫度。（3）

33、 提高轉子平衡的精度，提高軸承的裝配質量。（4） 選擇抗震性強的軸承結構。4 幾種常用的抑振軸承（1）普通的圓柱軸承這種軸承在低速重載時，軸頸處于較大的偏心下工作，因而是穩定的，可是在高速輕載下處于非常小的偏心下工作，因而很不穩定，油膜振蕩一旦發生很難抑制。所以對于高速輕載轉子，圓柱軸承很少采用。（2）橢圓軸承這種軸承由上下兩段圓弧所構成，圖1所示，由于加工方便，使用較廣泛。其特點是上、下兩段圓弧都距軸承中心有較大的偏心，并產生兩個油楔。其上瓦油楔的油膜壓力就會對前述的軸頸失穩起到抑制作用，由于幾何的對稱性，這種軸承允許軸頸正反轉。 橢圓軸承（3）多油葉軸承 這種軸承由幾塊圓弧形瓦塊組成，可以

34、是對稱的，也可是不對稱的，它與橢圓軸承的性能類似，每段都有較大的偏心，且油楔數更多，因軸頸受多方油楔的作用，故抑振性能優于橢圓軸承。 不對稱的三油葉軸承（4）多油楔軸承如圖所示這種軸承的抑振性能與多油葉軸承相似，但由于油楔的不對稱性，故只允許軸頸單向轉動。 四油楔軸承（5） 可傾瓦軸承這種軸承由多塊可以繞支點偏轉的活動瓦塊組成。這是目前認為抑振性能最好的軸承。它不僅油楔數多，且當外部發生變化使軸頸中心瞬時離開平衡位置時，由于瓦塊可以繞支點偏轉能夠自動調整到平衡位置，使其不存在維持振蕩的因素，因而穩定性很好?；钪耐咻S承4 推力軸承推力軸承與徑向軸承一樣，也是分上下兩半，中分面有定位銷，并用螺栓

35、連接，球面殼體與球面座間用定位套筒，防止相對轉動，由于是球面支承或可根據軸撓曲程度而自動調節，推力軸承與推力盤一起作用，安裝在軸上的推力盤隨著軸轉動，把軸傳來的推力壓在若干塊靜止的推力塊上，在推力塊工作面上也澆鑄一層巴氏合金，推力塊厚度誤差小于0.010.02mm。離心壓縮機中廣泛采用米切爾式推力軸承和金斯泊雷式軸承離心壓縮機在正常工作時，軸向力總是指向低壓端，承受這個軸向力的推力塊稱為主推力塊。在壓縮機起動時，由于氣流的沖力方向指向高壓端，這個力使軸向高壓端竄動，為了防止軸向高壓端竄動，設置了另外的推力塊，這種推力塊在主推力塊的對面，稱為副推力塊。推力盤與推力塊之間留有一定的間隙，以利于油膜

36、的形成，此間隙一般在0.250.35mm以內,最主要的是間隙的最大值應當小于固定元件與轉動元件之間的最小軸向間隙,這樣才能避免動、靜件相碰。潤滑油從球面下部進油口進入球面殼體，再分兩路，一路經中分面進入徑向軸承，另一路經兩組斜孔通向推力軸承，進推力軸承的油一部分進入主推力塊，另一部分進入副推力塊。5 靜壓軸承靜壓軸承是利用液壓系統供給壓力油于軸頸與軸承之間，使軸頸與軸承分開，從而保證軸承在各種載荷和轉速之下都能完全處于液體摩擦之中。靜壓軸承具有較高承載能力，摩擦阻力小，壽命長等優點，但必須具有一套完整的供油液壓系統。（四）密封為了減少通過轉子與固定元件間的間隙的漏氣量，常裝有密封。密封分內密封

37、，外密封兩種。內密封的作用是防止氣體在級間倒流，如輪蓋處的輪蓋密封，隔板和轉子間的隔板密封。一般采用迷宮密封。外密封是為了減少和杜絕機器內部的氣體向外泄露，或外界空氣竄入機器內部而設置的，如機器端的密封。在軸端一般采用迷宮密封、充氣密封、水環密封、油膜密封、浮環密封、圈套密封等。1 迷宮密封迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。 迷宮密封目前是離心壓縮機用得較為普遍的密封裝置，用于壓縮機的外密封和內密封。迷宮密封的氣體流動(見圖) ，當氣體流過梳齒形迷宮密封片的間隙時，氣體經歷了一

38、個膨脹過程，壓力從P1降至右端的P2，這種膨脹過程是逐步完成的，當氣體從密封片的間隙進入密封腔時，由于截面積的突然擴大，氣流形成很強的旋渦，使得速度幾乎完全消失，密封面兩側的氣體存在著壓差，密封腔內的壓力和間隙處的壓力一樣，按照氣體膨脹的規律來看，隨著氣體壓力的下降，速度應該增加，溫度應該下降，但是由于氣體在狹小縫隙內的流動是屬于節流性質的，此時氣體由于壓降而獲得的動能在密封腔中完全損失掉，而轉化為無用的熱能，這部分熱能轉過來又加熱氣體，從而使得瞬間剛剛隨著壓力降落下去的溫度又上升起來，恢復到壓力沒有降低時的溫度，氣流經過隨后的每一個密封片和空腔就重復一次上面的過程，一直到壓力P2為止。由此可

39、見迷宮密封是利用節流原理，當氣體每經過一個齒片，壓力就有一次下降，經過一定數量的齒片后就有較大的壓降，實質上迷宮密封就是給氣體的流動以壓差阻力，從而減小氣體的通過量。常用的迷宮密封用的較多的有以下幾種。平滑形 軸作成光軸，密封體上車有梳齒或者鑲嵌有齒片，結構簡單。 平滑形迷宮密封曲折形 為了增加每個齒片的節流降壓效果，發展了曲折型的迷宮密封，密封效果比平滑形好。 曲折形迷宮密封臺階形 這種型式的密封效果也優于平滑形，常用于葉輪輪蓋的密封， 臺階型迷宮 一般有35個密封齒。 2 浮環密封（油膜密封） 浮環密封的原理是靠高壓油在浮環與軸套間形成的膜，產生節流降壓，阻止高壓側氣體流向低壓側，浮環密封

40、既能在環與軸的間隙中形成油膜，環本身又能自由徑向浮動?？扛邏簜鹊沫h叫高壓環，低壓側的環叫低壓環，這些環可以自由沿徑向浮動，但不能轉動，密封油壓力通常比工藝氣壓力高0.5Kg/cm2 左右進入密封室，一路經高壓環和軸之間的間隙流向高壓側，在間隙中形成油膜，將高壓氣封住，另一路則由低壓環與軸之間的間隙流出，回到油箱，通常低壓環有好幾只，從而達到密封的目的。浮環密封用鋼制成，端面鍍錫青銅，環的內側澆有巴氏合金，以防軸與油環的短時間的接觸，巴氏合金作為耐磨材料。浮環密封可以做到完全不泄露，被廣泛地用作壓縮機的軸封裝置。浮環與軸套的間隙很小，內環間隙在（0。5-1）D(D為軸徑)，外環間隙在（1-1。5

41、）D(D為軸徑)，內側環比外側環的間隙小。浮環密封對于壓差大，轉速高的離心壓縮機具有良好適應性。七 離心壓縮機的操作運行及常見故障（一） 離心壓縮機的性能調節實施改變壓縮機運行工況點的操作稱為壓縮機性能的調節。 常用的調節方法有：壓縮機出口節流法、壓縮機進口節流法、采用可移動的進口導葉、改變壓縮機的轉速、采用可轉動的擴壓器葉片等。1 壓縮機的出口節流在壓縮機的的排氣管中裝一閥門，利用閥門開度大小調節流量。關小閥門時阻力增加，而管路特性曲線隨閥的關小而變陡，其流量相應減少。閥關得越小，阻力損失就越大。對于性能曲線比較陡的壓縮機，損失很大，故一般較少采用。a 圖 示 b 特 點 調節壓縮機出口管道

42、中的節流閥門開度是一種最簡單的調節方法。它的特點是:不改變壓縮機的特性曲線，僅隨閥門開度的不同而改變管網阻力特性曲線，從而改變壓縮機的工況點，如圖所示；減小閥門的開度，可減小流量，反之亦然；閥門關小，使管網阻力增大，其壓力損失主要消耗在閥門引起的附加局部損失上，因而使整個系統的效率有所下降，且壓縮機的性能曲線愈陡，效率下降愈多；這種方法簡單易行，操作方便。2 壓縮機進口節流調節在壓縮機的的進氣管中裝進口調節閥門，利用變更調節閥門開度的大小來調節流量和壓力。調節壓縮機進口節流調節是一種簡便且可節省功率的調節方法。如圖所示，改變進氣管道中的閥門開度，可以改變壓縮機性能曲線的位置，從而達到改變輸送氣

43、流的流量或壓力。 優點是節省功率。而且壓縮機的性能曲線愈陡，節省的功率愈多。進氣節流的另一優點是使壓縮機的性能曲線向小流量方向移動，因而能在更小流量下穩定地工作，而不致發生喘振。 缺點是節流阻力帶來一定的壓力損失并使排氣壓力降低。為使壓縮機進口流場均勻，要求閥門與壓縮機進口之間設有足夠長的平直管道。進氣流是一種廣泛采用的調節方法。3 轉動進口導葉調節法（進氣預旋調節）進氣預旋調節比進口出口節流調節的經濟性好，但可轉動導葉的機構比較復雜。故在離心壓縮機中實際采用得不多，而在軸流壓縮機中采用得較多。4 轉動擴壓器葉片的調節法 具有葉片擴壓器的離心壓縮機，其性能曲線較陡，且當流量減小時，往往首先在葉

44、片擴壓器出現嚴重分離導致喘振。但如改變擴壓器葉片的進口角以適應氣流進入角度，則可避免上述缺點，使性能曲線向小流量區大幅度的平移，使喘振流量大為減小，從而擴大穩定工況的范圍，而同時壓力和效率變化很小。這種調節方式能很好的滿足流量調節的要求，但改變出口壓力的作用很小。這種調節機構相當復雜因而較少采用。5 改變壓縮機轉速調節 如原動機可改變轉速，則用調節轉速的方法可改變壓縮機性能曲線的位置，轉速減小性能曲線向左下方移動。轉速調節其壓力和流量的變化都較大，從而可顯著擴大穩定工況區，并不引起其他附加損失，亦不附加其他結構，因而它是一種經濟簡便的方法。（二） 離心壓縮機運行與維護1 運行操作要點（1）起動

45、前的準備a、驅動機及齒輪變速器應進行單獨試車和串聯試車，并經驗收合格達到完好備用狀態。裝好驅動機、齒輪變速器和壓縮機之間的聯軸器，并復測轉子之間的對中，使之完全符合要求。 b、機組油系統清洗調整已合格，油質化驗合乎要求，儲油量適中。檢查主油箱、油過濾器、油冷卻器，油箱油位不足則應加油。檢查油溫若低于24，則應使用加熱器，使油溫達到24以上。油冷卻器和油過濾器也應充滿油，放出空氣，油冷卻器與過濾器的切換位置應切換到需要投用的一側。檢查主油泵和輔助油泵，確認工作正常，轉向正確。油溫度計、壓力表應當齊全，量程合格，工作正常。用干燥的氮氣充入蓄壓器中，使蓄壓器內氣體壓力保持在規定數值之內。調整油路系統

46、各處油壓，達到設計要求。檢查油系統各種聯鎖裝置運行正常，確保機組的安全。 c、壓縮機各入口濾網應干凈無損壞，入口過濾器濾件已換新，過濾器合格。 d、壓縮機缸體及管道排液閥門已打開，排盡冷凝后關小，待充氣后關閉。 e、壓縮機各段中間冷卻器引水建立冷卻水循環，排盡空氣并投入運行。 f、工藝管道系統應完好，盲板已全部拆除并已復位，不允許由于管路的膨脹收縮和振動以后重量影響到氣缸本體。 g、將工藝氣體管道上的閥門按起動要求調到一定的位置，一般壓縮機的進出口閥門應關閉，防喘振用的回流閥或放空閥應全開，通工藝系統的出口閥也應全閉。各類閥門的開關應靈活準確，無卡澀。 h、確認壓縮機管道及附屬設備上的安全閥和

47、防爆板已裝備齊全，安全閥調校整定，符合要求，防爆板規格符合要求。 i、壓縮機及其附屬機械上的儀表裝設齊全，量程、溫度、壓力及精確度等級均符合要求，重要儀表應有校驗合格證明書。檢查電氣線路和儀表空氣系統是否完好。儀表閥門應靈活準確，自動控制保安系統經檢驗合格，確保動作準確無誤。 j、機組所有聯鎖已進行試驗調整，各整定值皆已符合要求。防喘振保護控制系統已調校試驗合格，各放空閥、防喘回流閥應開關迅速，無卡澀。k、根據分析確認壓縮機出入閥門前后的工藝系統內的氣體成分已符合設計要求或用氮氣置換合格。l、盤車檢查機組轉子能否順利轉動，不得有摩擦和卡澀現象。(2) 起動A 油系統的起動。主機末開，輔機先行。油溫在15C以上允許起動輔助油泵，加熱到24C以上方能開主機。B 氣體置換、進工藝氣。進氣要緩慢，使密封油壓與氣體壓力相適應。C 壓縮機的起動離心式壓縮機組做好一切準備，并經檢查驗收合格之后，才能按規程規定的程序開車。對汽輪機驅動的離心式壓縮機來講，起動后轉速是由低到高逐步上升的，不存在電動機驅動的那樣由于升速過快而產生超負荷問題.一般是將入口閥全開，防喘振用的回流閥或放空閥全開。升速過程中，不得在靠近任何一個轉子的臨界轉速的10轉速范圍內停留。通過臨界轉速時升速要快，要嚴密注意機組的