离心式压缩机专题(五).pdfVIP

离心式压缩机专题（五）

5离心式压缩机的轴承和密封

5.1离心式压缩机的轴承

离心式压缩机的轴承大多采用流体润滑的动压滑动轴承，依靠轴颈（或推力盘）本身的旋

转，把润滑油带入轴颈（或推力盘）与轴瓦之间，形成楔状油膜，受到负荷的挤压建立起

油膜压力，以承受负荷。轴承油膜的形成和油膜压力的大小受轴的转速、润滑油粘度、轴

承间隙以及轴承负荷和轴承结构等因素的影响。因此，离心式压缩机的轴承设计和使用过

程需要具有合理的相关参数，以确保安全良好的工作效果。

离心式压缩机的轴承主要可以分径向轴承和推力轴承，径向轴承的作用是承受转子重量和

其他附加径向力，保持转子的转动中心与压缩机气缸中心趋于一致，并在一定转速下正常

旋转。推力轴承的作用是承受转子的剩余轴向力，限制转子的轴向窜动，保持转子在压缩

机气缸中的轴向位置。关于以上两种轴承，将在接下来的课程中进行介绍。

5.2离心式压缩机的密封

在离心式压缩机中，转子高速旋转，定子固定不动，两部分之间存在间隙，为了防止或减

少气体从压缩机转子与固定元件之间的间隙泄漏，需要采用密封装置。离心式压缩机的密

封从作用上一般可以分为内部密封和外部密封，内部密封的作用是防止或减少气体在压缩

机内部通流部分各空腔之间泄漏，外部密封的作用是防止或减少压缩机内部气体向外泄漏

及外部气体等进入压缩机内部。

离心压缩机的密封主要有迷宫密封、浮环密封、机械密封和干气密封。

5.3径向轴承

离心式压缩机的径向轴承的主要作用是支撑转子正常旋转，以及承受其他附加径向载荷，

主要包括圆瓦轴承、椭圆瓦轴承、多油楔轴承和可倾瓦轴承。

圆瓦轴承一般由上下两半瓦组成，并用螺钉连接在一起，结构相对简单。但是高速轻载时

稳定性相对差。

椭圆瓦轴承的轴瓦内表面呈椭圆形，轴颈在旋转时形成上下两部分油膜，这两部分油膜的

压力产生的合力与外载荷平衡。与圆瓦轴承相比，这种轴承稳定性好，侧面间隙大，沿轴

向流出的油量大，散热好。但是，承载能力比圆瓦轴承低，功率消耗大。垂直方向抗振性

能好，水平方向抗振性能差。

多油楔轴承由多块轴瓦组成，它的油楔比椭圆瓦轴承多，多个油楔的油膜力分别作用在轴

颈的多个方向上，因此抑制振动的性能相对优于椭圆瓦轴承。

可倾瓦轴承由多块可倾瓦块组成，瓦块等距离地沿轴颈圆周布置，瓦块在轴承内可以自由

摆动以形成最佳油膜，在工况变化时能够自动调整形成稳定的油膜，抗振性能好，可增加

转子的稳定性，因此在离心式压缩机中得到了广泛应用。

5.4推力轴承

离心式压缩机的推力轴承的主要作用是承受转子的剩余轴向力，限制转子的轴向窜动，保

持转子在压缩机气缸中的轴向位置，主要包括米歇尔推力轴承和金斯伯雷推力轴承，二者

既有相同之处也有一定区别。

共同点是借助轴承上的多个推力瓦块与推力盘之间构成楔形间隙，形成液体摩擦，当轴承

正常工作时，随着推力瓦块的摆动，形成较好的油膜状态。具有良好的稳定性和减振性等

优点，在离心式压缩机中得到广泛应用。

区别是米歇尔推力轴承止推瓦块直接与基环接触，结构简单，轴向尺寸小。金斯伯雷推力

轴承，在止推瓦块与基环之间存在上下水准块，当推力盘随轴发生倾斜时，推力瓦块可通

过上下水准块的作用自动找平，使载荷分布相对均匀，调节灵活，但是轴向尺寸长，结构

相对复杂。

5.5迷宫密封

迷宫密封又称作梳齿密封，在离心式压缩机中应用比较广泛，主要通过多个环

形密封齿所形成的一系列密封齿隙和齿间空腔对经过的密封介质产生的多种效

应，实现对经过密封的介质压力进行逐步降低。

当气体在密封前、后压差的作用下，从高压端流向低压端，气体通过齿缝时，

气流速度加快，压力和温度都降低，此过程近似于绝热节流过程。气流从齿缝

进入密封片间空腔时，由于通流面积突然扩大，气流形成很强的旋涡，从而使

速度大幅降低，动能转化为热量，即在空腔中进行等压膨胀过程，压力不变而

温度上升，从而回升到密封片前的温度。每通过一个齿缝和空腔时，气流的变

化都重复上述过程，压力就相应降低一次，如此逐齿重复，直至通过全部密

封，压力越来越低，达到密封目的。

迷宫密封是非接触密封，无需润滑，维护简单，适应高温、高压、高转速和大

尺寸密封场合，但是泄漏量相对大。

5.6浮环密封

在离心式压缩机中，浮环密封主要用于轴封，在位于浮环密封腔内，有几个与

转轴具有较小间隙且可以径向浮动的密封环，密封环与轴之间充入密封油，沿

浮环间隙向两侧流动泄露。流入浮环间隙的密封油，在旋转轴的作用下形成了

具有一定承载能力的油膜。该油膜一方面将浮环抬起，使浮环与轴颈间实现液

体润滑，