螺桿式空壓機(jī)燒損原因分析與改進(jìn)思路

史 月

（大慶油田昆侖集團(tuán)水泥有限責(zé)任公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

螺桿式空壓機(jī)是空氣壓縮機(jī)的一種，有單螺桿空壓機(jī)和雙螺桿空壓機(jī)兩種。雙螺桿式空壓機(jī)是在單螺桿空壓機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的新型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造更加合理、先進(jìn)，克服了單螺桿式空壓機(jī)不平衡、軸承易損的問(wèn)題，其應(yīng)用價(jià)值更高，被廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)礦壓風(fēng)系統(tǒng)、電廠輔機(jī)系統(tǒng)等領(lǐng)域。其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展，無(wú)論國(guó)內(nèi)或是國(guó)外，其市場(chǎng)占有率逐年攀升，在空氣壓縮機(jī)市場(chǎng)的市場(chǎng)占有率達(dá)到了80%。

1 螺桿式空壓機(jī)

螺桿式空壓機(jī)是目前空氣壓縮機(jī)的主要設(shè)備類型，在空氣壓縮機(jī)市場(chǎng)中占據(jù)重要地位，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，逐漸實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)活塞式空壓機(jī)的替代，成為了空氣壓縮機(jī)市場(chǎng)的主流設(shè)備[1]。螺桿式空壓機(jī)作為一種容積式氣體壓縮機(jī)械設(shè)備，運(yùn)行中是機(jī)械的工作容積回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式完成的，其主要結(jié)構(gòu)原理是由壓縮機(jī)的一對(duì)轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的壓縮處理的。螺桿式空壓機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成有：在螺桿式空壓機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)之中，有一對(duì)象滬鎳和螺旋形轉(zhuǎn)子平行設(shè)置，根據(jù)其結(jié)構(gòu)差異，分為陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子（也稱之為陽(yáng)螺桿和陰螺桿），一般情況下，螺桿式空壓機(jī)節(jié)圓外部呈現(xiàn)為凸齒的轉(zhuǎn)子稱之為陽(yáng)轉(zhuǎn)子，螺桿式空壓機(jī)機(jī)體節(jié)圓內(nèi)部呈現(xiàn)為凹齒的轉(zhuǎn)子稱之為陰轉(zhuǎn)子。在螺桿式空壓機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)組成中，一般狀態(tài)下陽(yáng)轉(zhuǎn)子與空壓機(jī)的原動(dòng)機(jī)相連，陰轉(zhuǎn)子跟隨陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并由轉(zhuǎn)子上的最后一對(duì)軸承來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)螺桿式空壓機(jī)軸向運(yùn)動(dòng)的定位，承受壓縮機(jī)中的軸向力。然后由轉(zhuǎn)子兩端呈現(xiàn)為圓柱滾子形態(tài)的軸承實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的徑向定位，承受壓縮機(jī)中的徑向力。并且在螺桿式空壓機(jī)兩端還分別開(kāi)設(shè)了進(jìn)氣口和出氣口，來(lái)保證螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行中的吸氣和排氣。

螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其工作原理主要就是進(jìn)氣、壓縮、排氣，其空氣壓縮過(guò)程的原理如下：首先，吸氣。螺桿式空壓機(jī)通過(guò)電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)渠道轉(zhuǎn)子，主從轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，齒溝空間在處于進(jìn)氣口一端時(shí)，其內(nèi)空間較大，外界空氣進(jìn)入并充滿齒溝空間，當(dāng)轉(zhuǎn)子離開(kāi)進(jìn)氣口端時(shí)，齒溝空間內(nèi)的空氣被封閉在主轉(zhuǎn)子的機(jī)體空間內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)吸氣處理。其次，壓縮。在齒溝空間完成吸氣以后，隨著主從轉(zhuǎn)子在機(jī)體內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子之間與機(jī)體機(jī)殼形成的空間逐漸所限，并開(kāi)始隨著轉(zhuǎn)子進(jìn)行螺旋狀移動(dòng)，此移動(dòng)過(guò)程就是對(duì)齒溝空間內(nèi)空氣的壓縮過(guò)程。最后，排氣。當(dāng)螺桿式空壓機(jī)的主從轉(zhuǎn)子的齒峰旋轉(zhuǎn)逐移動(dòng)，與螺桿式空壓機(jī)的排氣端出氣口相遇時(shí)，被壓縮的空氣在壓強(qiáng)作用下迅速排放，直到機(jī)體齒峰與齒溝的咬合面完全移動(dòng)至排氣端面，實(shí)現(xiàn)其空間內(nèi)空氣的完全排出，實(shí)現(xiàn)排氣環(huán)節(jié)。同時(shí)，主從轉(zhuǎn)子的另一對(duì)齒溝已經(jīng)到達(dá)螺桿式空壓機(jī)的進(jìn)氣端，開(kāi)始下一循環(huán)的空氣壓縮處理[2]。

2 螺桿式空壓機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）螺桿式空壓機(jī)具有高性能、高效率的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)?？諝鈮嚎s機(jī)的性能和工作效率直接決定了其適用性，更決定了使用單位的壓縮機(jī)成本投入利用實(shí)效。而螺桿式空壓機(jī)采用大容量的空氣壓縮組件作為空氣壓縮的核心結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)子外圓的運(yùn)轉(zhuǎn)速度底，能夠充分保證其注油效果，不僅空氣壓縮效率更高，并且其設(shè)備運(yùn)行的可靠性也更高[3]。與此同時(shí)，隨著近年來(lái)螺桿式空壓機(jī)使用范圍的逐漸擴(kuò)大，其研發(fā)也更加科學(xué)化，確保了其設(shè)備運(yùn)行中系統(tǒng)溫度以及壓縮空氣溫度能夠控制到極低，進(jìn)而達(dá)到其使用過(guò)程中的最佳冷卻效果，提升其使用壽命。

（2）螺桿式空壓機(jī)操作期間無(wú)需維護(hù)。在傳統(tǒng)的活塞式壓縮機(jī)以及離心式壓縮機(jī)的空氣壓縮過(guò)程中，需要根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況不斷對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以保證其運(yùn)行狀態(tài)以及其性能。而螺桿式空壓機(jī)則是以高效傳動(dòng)系統(tǒng)作為其速度驅(qū)動(dòng)壓縮組建的，具有極高的適用性，因此在正常操作壓縮過(guò)程中，并不需要進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，具有免維護(hù)、高度可靠的應(yīng)用特點(diǎn)，在其使用過(guò)程中，能夠節(jié)省大量的人工成本。

（3）螺桿式空壓機(jī)的維修成本較低。螺桿式空壓機(jī)的壓縮機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)創(chuàng)的，所使用零部件均具有使用壽命長(zhǎng)的有點(diǎn)，并且其大尺寸的入口式過(guò)濾器、油濾器以及精細(xì)分離器都能夠確保其最佳空氣壓縮質(zhì)量。雖有油濾器結(jié)構(gòu)以及分離器組件都采用離心式啟閉的工作模式，在發(fā)生故障進(jìn)行維修時(shí)，能夠有效降低維修時(shí)間和維修成本。一般情況下，螺桿式空壓機(jī)的維修工作在速達(dá)維修點(diǎn)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)幾分鐘內(nèi)的維修完成，大大降低了螺桿式空壓機(jī)的停機(jī)時(shí)間以及維修成本。

（4）螺桿式空壓機(jī)具有內(nèi)置智能控制體系。智能控制是實(shí)現(xiàn)空氣壓縮機(jī)運(yùn)行成本降低的必然途徑，只有通過(guò)精細(xì)化的操作控制，才能夠提升空氣壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)效。而螺桿式空壓機(jī)內(nèi)置智能控制體系，其操作控制菜單簡(jiǎn)潔明了，運(yùn)行過(guò)程中操作簡(jiǎn)單，極大提升了螺桿式空壓機(jī)的操作精細(xì)性。

3 螺桿式空壓機(jī)的燒損原因

隨著螺桿式空壓機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸拓展，其應(yīng)用過(guò)程中存在的一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，而其中較為嚴(yán)重的應(yīng)用問(wèn)題之一就是螺桿式空壓機(jī)的燒損問(wèn)題，不僅會(huì)導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重受損，甚至造成螺桿式空壓機(jī)的徹徹底報(bào)廢，給使用單位帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對(duì)螺桿式空壓機(jī)燒損問(wèn)題原因的探究與分析已經(jīng)成為螺桿式空壓機(jī)應(yīng)用中必然的工作流程，不僅關(guān)系到其使用的實(shí)效性，也關(guān)系到其運(yùn)行的安全性[4]。

首先，轉(zhuǎn)子位移問(wèn)題導(dǎo)致的螺桿式空壓機(jī)燒損。轉(zhuǎn)子作為螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行的主要結(jié)構(gòu)組成部分，一旦螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)逐漸磨損，在沒(méi)有落實(shí)定期的維修保養(yǎng)工作時(shí)，就會(huì)由于轉(zhuǎn)子磨損原因，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的對(duì)中慢慢出現(xiàn)位移，造成螺桿式空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡卡死，在電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)大推動(dòng)力的影響下，導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損的情況發(fā)生。

其次，向心軸承磨損導(dǎo)致的螺桿式空壓機(jī)燒損。向心軸承是螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子軸向定位的核心結(jié)構(gòu)部件，每一個(gè)轉(zhuǎn)子就有2 盤(pán)向心推力軸承，才能夠保證轉(zhuǎn)子運(yùn)行中的軸向定位。在螺桿式空壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，向心軸承逐漸產(chǎn)生磨損，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向定位的間隙逐漸擴(kuò)大，向心軸承無(wú)法準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)子軸向，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是陽(yáng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)間隙過(guò)大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致異常竄動(dòng)情況發(fā)生，導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損。

再次，潤(rùn)滑油質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損。潤(rùn)滑油作為螺桿式空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中必不可少的潤(rùn)滑物質(zhì)，對(duì)于螺桿式空壓機(jī)有著重要的影響。一旦潤(rùn)滑油質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，潤(rùn)滑油中含有大量粉塵以及各種金屬雜質(zhì)的情況下，就會(huì)造成螺桿式空壓機(jī)機(jī)體中殘存各種雜質(zhì)，嚴(yán)重影響螺桿式空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，加大磨損，在沒(méi)有定期進(jìn)行清洗時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損的情況發(fā)生。同時(shí)，潤(rùn)滑油質(zhì)量不足也會(huì)導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行中油溫過(guò)高的問(wèn)題發(fā)生，導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)的板翅式冷卻器出現(xiàn)堵塞情況，造成了螺桿式空壓機(jī)的冷卻效果不佳、高溫運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)燒損。

最后，異物進(jìn)入機(jī)體導(dǎo)致的螺桿式空壓機(jī)燒損。異物進(jìn)入螺桿式空壓機(jī)機(jī)體也是導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損問(wèn)題發(fā)生的主要原因之一。螺桿式空壓機(jī)轉(zhuǎn)子之間的間隙最小處在0.02 mm 以下，不大于1.00 mm 的鐵屑雜質(zhì)也會(huì)對(duì)螺桿式空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致機(jī)體磨損加劇，造成螺桿式空壓機(jī)出現(xiàn)燒損。

4 螺桿式空壓機(jī)燒損問(wèn)題的改進(jìn)思路

針對(duì)螺桿式空壓機(jī)燒損問(wèn)題的種種原因，提出如下改進(jìn)思路建議，以降低螺桿式空壓機(jī)燒損情況的發(fā)生概率，為螺桿式空壓機(jī)的科學(xué)化使用提供保障。

首先，根據(jù)螺桿式空壓機(jī)出廠說(shuō)明建立定期的維修保養(yǎng)機(jī)制。維修保養(yǎng)的落實(shí)是降低螺桿式空壓機(jī)燒損情況發(fā)生的重要途徑，也是螺桿式空壓機(jī)廠家對(duì)設(shè)備使用的基礎(chǔ)要求。因此，使用單位在螺桿式空壓機(jī)使用過(guò)程中，必須根據(jù)螺桿式空壓機(jī)的出廠使用說(shuō)明建立定期的維修保養(yǎng)機(jī)制，在維修保養(yǎng)過(guò)程中，及時(shí)進(jìn)行軸承以及轉(zhuǎn)子的維修保養(yǎng)，避免因?yàn)檗D(zhuǎn)子的異常竄動(dòng)導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)出現(xiàn)燒損的問(wèn)題，導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)停機(jī)，也造成維修成本的增加。

其次，定期更換螺桿式空壓機(jī)的易損件。在螺桿式空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，空氣過(guò)濾芯是主要的功能結(jié)構(gòu)原件，是過(guò)濾粉塵的重要保障結(jié)構(gòu)。螺桿式空壓機(jī)的工作環(huán)境越惡劣對(duì)空氣過(guò)濾芯的損耗越快，一旦空氣過(guò)濾芯損壞，就會(huì)導(dǎo)致粉塵侵入螺桿式空壓機(jī)機(jī)體，導(dǎo)致潤(rùn)滑油的黏度增加，加劇零部件磨損，導(dǎo)致螺桿式空壓機(jī)燒損。因此，螺桿式空壓機(jī)使用單位要建立定期的空氣濾芯更換機(jī)制，將空切過(guò)濾器的真空指示器作為日常檢驗(yàn)的重點(diǎn)內(nèi)容，確認(rèn)濾芯真空指示器是否出現(xiàn)堵塞情況，以保證空氣過(guò)濾芯的正常過(guò)濾功能，降低螺桿式空壓機(jī)燒損概率。

再次，嚴(yán)格管控螺桿式空壓機(jī)工作環(huán)境的空氣質(zhì)量?？諝赓|(zhì)量是影響螺桿式空壓機(jī)使用壽命的主要因素之一，如果螺桿式空壓機(jī)使用環(huán)境靠近空氣污染源如電廠灰?guī)?、石灰粉倉(cāng)等地點(diǎn)，就會(huì)由于螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行中形成的空氣負(fù)壓導(dǎo)致灰塵不斷聚集，出現(xiàn)異物侵入螺桿式空壓機(jī)機(jī)體的情況發(fā)生，增加螺桿式空壓機(jī)零部件運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)荷，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子、向心軸承等結(jié)構(gòu)磨損加劇，也會(huì)增加空氣過(guò)濾芯的壓力，最終導(dǎo)致粉塵等侵入潤(rùn)滑油，降低潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果，加大機(jī)體磨損，導(dǎo)致燒損情況發(fā)生。因此必須嚴(yán)格保證螺桿式空壓機(jī)工作環(huán)境的空氣質(zhì)量，對(duì)空氣質(zhì)量較差的環(huán)境進(jìn)行處理，例如架設(shè)防塵網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣的初次過(guò)濾，降低空氣中粉塵等雜質(zhì)的含量。

最后，加強(qiáng)潤(rùn)滑油質(zhì)量檢驗(yàn)。潤(rùn)滑油作為螺桿式空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中必要的潤(rùn)滑劑，其質(zhì)量情況是螺桿式空壓機(jī)機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的決定性因素之一。因此螺桿式空壓機(jī)使用單位必須落實(shí)對(duì)采購(gòu)潤(rùn)滑油的檢驗(yàn)，建立多層次、多環(huán)節(jié)的潤(rùn)滑油質(zhì)量檢驗(yàn)小組，并且建立定期的潤(rùn)滑油質(zhì)量抽檢，充分保證潤(rùn)滑油質(zhì)量能夠滿足螺桿式空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，保證螺桿式空壓機(jī)的潤(rùn)滑效果，降低螺桿式空壓機(jī)軸承以及轉(zhuǎn)子的磨損，全面提升螺桿式空壓機(jī)的使用壽命，避免燒損問(wèn)題的發(fā)生。

5 結(jié)束語(yǔ)

螺桿式空壓機(jī)作為當(dāng)前空氣壓縮領(lǐng)域的主要設(shè)備，是空氣壓縮機(jī)市場(chǎng)的主要市場(chǎng)占有者。在螺桿式空壓機(jī)使用過(guò)程中，必須充分注重其燒損問(wèn)題，注重對(duì)其燒損原因的分析，并落實(shí)改進(jìn)思路，保證螺桿式空壓機(jī)使用的科學(xué)性和合理性，延長(zhǎng)其使用壽命，推動(dòng)螺桿式空壓機(jī)使用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。