螺桿壓縮機推力瓦的改造

韓成

摘 要：闡述了二氧化碳螺桿壓縮機的工作原理以及技術性能與特點，針對螺桿壓縮機使用的技術要求，以及設備在使用過程中所暴露的缺陷，提出了推力瓦油楔面的改造，延長了推力瓦的使用壽命，取得了良好的效果。

關鍵詞：螺桿壓縮機；推力軸承；油楔面；改造

中圖分類號：TQ114.15 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）33-0100-02

Abstract： This paper expounds the working principle， technical performance and features of the carbon dioxide screw compressor， and according to the technical requirements of the screw compressor and the defects exposed during the operation of the equipment， puts forward the modification of the oil wedge surface of the thrust bush. The service life of the thrust bearing is prolonged and good effect is obtained.

Keywords： screw compressor； thrust bearing； oil wedge； modification

1 工作原理

螺桿壓縮機工作過程中分：吸入、壓縮、排氣三個過程。螺桿壓縮機的工作原理為轉子在同步齒輪的作用下，通過轉子呈反方向的形式進行旋轉，然后吸入到腔容積中，然后不斷的擴大，當容積達到最大值的時候要及時的斷開進氣口，并進行壓縮。因為螺桿是呈反方向旋轉，會讓氣缸的容積變得越來越小，壓力逐漸升高，然后從排氣口將氣體排出，以此來輸送氣體的目的。

2 螺桿壓縮機的技術性能與結構

2.1 技術性能

螺旋壓縮機主要的組成部件就是機殼和轉子，如果兩者匹配不合理會對壓縮機系統的性能造成一定的影響，讓壓縮機產生很大的振動，增加溫度，當超過規定的排氣溫度時，會讓壓縮機出現跳機情況，從而導致不能正常工作，溫度過高還會加速壓縮機油的老化，造成壓縮機的結碳。

2.2 結構

2.2.1 機殼

壓縮機的機殼主要由氣缸與氣缸頭兩部分組成，上下兩個部分功能不同，在氣缸的上下兩個部位有含有鋼板罩殼，將罩殼焊接之后圍成水套使其冷卻，氣缸的材料要具有耐腐蝕性。

2.2.2 螺桿

在螺旋壓縮機的部件組成中，螺桿是整個系統中最關鍵的零件，陰陽螺桿相互嚙合，并將陽螺桿與陰螺桿水平地放在缸體中。陽螺桿與陰螺桿中的凸齒相互嚙合。陰陽螺桿凸齒頂端分別有1.5mm高的密封筋，從而保證壓縮機的做功效率，并且螺旋壓縮機的螺桿軸是空心的狀態，在工作的過程中需要向螺桿中注入冷卻油，能夠有效的較少熱膨脹，從而減小間隙，螺桿的加工是由ZG2GR13完成，主軸與螺桿通過鑲嵌定位裝配，主軸材質由40CrMnMo鍛制加工而成。

2.2.3 同步齒輪

它裝設在壓縮機吸入端螺桿外側的軸頸上，同步齒輪分為三部分組成；輪轂：輪轂與螺桿主軸過硬盈配合；主齒（厚齒）：用來保證陽螺桿與陰螺桿運轉時的同步性；副齒（薄齒）：主要用來保證螺旋壓縮機中陽螺桿與陰螺桿的嚙合度，對螺桿起到一定的安全作用。

2.2.4 軸承

螺旋壓縮機的軸承有徑向軸承、聯合軸承以及推力軸承，其材質都是相同高的，聯合軸承是將徑向軸承與止推軸承進行結合形成的一種軸承類型。壓縮機的軸承由徑向軸承、主推力與副推力完成；副推力的軸承主要的功能就是需要承受壓縮機的推力，當壓縮機開始工作時同步齒輪的作用力，需要副推力完成；主推力需要承受壓縮機的吸入與排除的壓力差；止推軸承的內部是一個球面座，有自動定位糾正的功能，讓推力軸承能夠處在最佳的位置進行工作，形成油膜。軸承的潤滑方式都是統一的，需要強制進行潤滑，因為螺桿之間的空隙與氣缸的空隙，甚至是汽缸壁的空隙之間都有密切的聯系，徑向軸承、聯合軸承以及推力軸承都相關，因此保證軸承之間的空隙最重要，如果沒有存在較大的間隙需要立即更換軸承。

2.2.5 軸封裝置

螺桿的兩端需要有復雜的填料箱，主要就是為了防止氣體的相互滲透，比如氣體、水以及油。螺旋壓縮機在工作的過程中會分成三個過程進行，從吸入氣體、壓縮氣體、排除氣體的過程中，將陽螺桿與陰螺桿分別放置在氣缸的內部，轉子在氣缸的內部開始工作，在氣缸的吸入端的外部裝有同步的齒輪，通過齒輪將其進行嚙合，隨著轉子的不斷旋轉，腔容積的體積不斷增加，當體積達到一定的值時會與進氣口分離，吸入的過程完成；隨后進入壓縮的過程，因為螺桿的形狀不同，在氣缸的內部會相互擁擠，使氣缸的內部體積變得越來越小，從而壓力升高，最后從排氣口將氣體排出。在排氣的過程中雖然自身具有一定的特性，但是因為螺桿壓縮機的轉速快、齒數多，所有在排氣的過程中相對均勻。但是因為螺桿壓縮機的轉子之間，或者與殼體之間存在很小的空隙，所以壓縮機在工作的過程中即使沒有摩擦也會起到一定的密封效果，從而降低氣體泄露，避免機械出現磨損情況，提高工作的效率。螺桿壓縮機屬于一種高速旋轉的機器，因為零件之間的配合度較高，對于制造的工藝要求也非常高，在安裝的過程中更要遵守相關的規范進行操作，技術要求也非常嚴格。要保證齒輪的嚙合，并且間隙不能過大，陰陽轉子的嚙合與殼體的空間也要特別注意，這些都決定著螺桿壓縮機的使用壽命以及工作效率。

3 壓縮機推力軸承的注意事項

當徑向軸承的溫度超過60℃時，會發出告警警報，超過70℃會出現燒損，推力軸承的溫度是超過80℃時會出現燒損，因此，當軸承的溫度達到一定的上限時要立即停機進行全面檢查，及時降溫，保證設備的正常運行。

根據相關的技術要求，需要對油溫、油壓以及推力軸承的溫度進行合理的控制，不能超過設定的范圍。本公司因地處高原：（1）出現高壓電纜短路的次數較多，使全場斷電，壓縮機連鎖跳車并反轉；（2）操作不當，壓縮機連鎖跳車并反轉；（3）石灰窯窯氣粉塵較大出口逆止器卡澀，起不到應有的作用，造成壓縮機反轉；上述因素壓縮機遇到故障緊急停車后反轉；因壓縮機進口為負壓（-6000Kpa-6500Kpa），出口為正壓（0.28Mpa-0.36Mpa），壓縮機遇到故障緊急停車后會反轉，壓縮機一反轉經常會發生壓縮機推力瓦磨損現象，推力瓦為壓縮機的核心部件，更換推力瓦時間較長、工作量大、費用高等弊端；本人反復研究，查閱相關資料，終于找到了壓縮機推力瓦磨損的主要原因，是壓縮機在反轉時潤滑油進不到推力瓦工作面造成的燒瓦現象，因此我將推力瓦工作面向后移動5～8mm；推力瓦的工作面積不變，在推力瓦原有的工作面上用手工刮刀修出一個輔供油油楔面，從而保證了壓縮機在反轉時推力瓦有足夠的供油，避免推力瓦燒瓦，壓縮機在正常運行時，因為是強制潤滑，在輔供油油楔面的潤滑油可以帶走推力瓦產生的熱量，一定程度上起到了冷卻的作用。如圖1所示。

4 改造后效果

（1）供油溫度可以達到30℃-35℃；油壓可控制在0.25Mpa-0.30Mpa的技術要求。（2）壓縮機在反轉5000r/min的情況下推力軸承溫度降至75℃的安全工作界限內，在檢查時發現壓縮機推力瓦無研磨現象。（3）潤滑能夠降低地面之間的摩擦，同時還能夠延長推力軸承的壽命，但是前提潤滑效果必須要得到保證才能實現這種功能。（4）有效地提高了壓縮機的使用壽命，避免因為跳車情況使壓縮機的推力軸承溫度過高，停機后要對機組進行檢修，并節約檢修的成本。

5 結束語

通過對壓縮機推力軸承的實驗，從運行的情況進行分析的話取得效果明顯，但是推力瓦的壽命需要做進一步的驗證，需要在以后的實際操作中觀察推力瓦的待長時間以及使用壽命。壓縮機的推力瓦還可以使用可傾瓦塊式推力軸承代替，因為傾瓦塊式推力軸承在結構方面占據很大的優勢，并且潤滑油的流量也能夠滿足實際的需求，擁有的換熱面積足夠大，同時在溫度降壓方面具有良好的效果，反轉能力也比普通高的推力瓦強，能夠為機組在反轉的過程中提供潤滑油。關于這些，在今后的使用過程中，可以做進一步探討。

參考文獻：

[1]李云瑞.螺桿式壓縮機組檢修實踐[J].純堿工業，2011（5）：36-37.

[2]張博.二氧化碳螺桿壓縮機推力軸承供油改造[J].純堿工業，2016（5）：31-33.