螺桿壓縮機轉子間隙調整方法

楊寶亮

（中國石化長城能源化工（寧夏）公司設備工程處，寧夏銀川 750411）

0 引言

螺桿壓縮機分為干式（無油潤滑）螺桿壓縮機和濕式（噴油式）螺桿壓縮機兩類。為了保障轉子間必要的間隙，干式螺桿壓縮機通常采用同步齒輪調整陰陽轉子間的間隙。干式螺桿壓縮機中陽轉子（主動轉子）靠同步齒輪帶動陰轉子（從動轉子），轉子嚙合過程中互不接觸，靠有一定間隙的一對螺桿高速旋轉，達到密封氣體和壓縮氣體的目的。

在螺桿壓縮機的實際裝配和檢修中，往往因為裝配工藝不當，造成陰、陽轉子嚙合檢修達不到標準要求，造成壓縮機運轉過程中轉子摩擦，機組振動大、效率低，長時間運行可使軸承損壞、轉子損傷乃至發生嚴重的設備事故。

本文就螺桿壓縮機在裝配過程中，壓縮機轉子間隙調整中容易出現的問題進行探討和分析，以提高裝配過程的精準度。

1 螺桿壓縮機轉子配合方式

某乙烯廠苯乙烯裝置尾氣回收壓縮機為干式雙螺桿壓縮機。型號：KS40LAZ，日本神戶鋼鐵公司制造，驅動電機功率685 kW，轉速1459 r/min。

1.1 螺桿壓縮機轉子嚙合間隙的調整方法和標準

干式雙螺桿壓縮機螺桿轉子的驅動和間隙調控靠同步齒輪實現，而雙螺桿壓縮機陰、陽轉子實質上是一對相互嚙合的共扼螺旋齒輪，通過對同步齒輪的調整，改變陰、陽轉子的嚙合位置，進而調控螺桿壓縮機轉子的間隙。

螺桿壓縮機轉子嚙合面為共扼曲面，其嚙合間隙分布在參與嚙合的轉子葉峰兩側，分為追面間隙和非追面間隙。由于轉子的扭轉變形和同步齒輪磨損量的增大，追面間隙有縮小的趨勢，同時，非追面間隙有增大的趨勢，追面間隙與非追面間隙測量值的比率為螺桿安裝間隙比率。該壓縮機轉子為非對稱型，比率值要求在0.8～1.2 左右（對稱式要求3/2 左右）。

螺桿壓縮機的螺桿安裝間隙比率由同步齒輪進行調節控制。同步齒輪的主、從動齒輪分別與陽轉子、陰轉子具有相同的節圓。由于主動齒輪與陽轉子之間安裝后無可調性，可將它們看作一個整體齒輪。而從動主齒圈及背隙齒圈都套在輪轂上，當輪轂與陰轉子之間安裝定位后，兩齒圈相對于輪轂及陰轉子仍具有可調性。通過改變同步齒輪的從動齒輪圈與陰螺桿轉子之間周向的定位安裝角度，使陰、陽螺桿嚙合初始相位角發生微小的改變，進而實現對螺桿轉子節點上的追面間隙和非追面間隙進行再分配。

1.2 測量方法

在實際裝配過程中，經常遇到陰、陽轉子嚙合檢修測量不準確，需要反復調整間隙。本文介紹的雙螺桿壓縮機陽/陰轉子齒數采用了4/6 組合，（陽轉子齒數為4 陰轉子齒數為6）要測量12 對相互嚙合的齒對間隙值。

1.3 常規測量過程

陰、陽轉子安裝完成后，先調整完成出口端面間隙和推力軸承軸向間隙，合格后裝上同步齒輪開始進行陰、陽轉子螺桿安裝間隙比率的調整。調整前先用專用工具將陰、陽轉子推向入口方向，使主推力盤與主推力軸瓦接觸，即陰、陽轉子處于正常工作狀態位置。然后用塞尺測量轉子葉峰兩側的最小間隙。專用工具使用方法：在陰、陽螺桿轉子軸出口端的中心孔處放置一直徑20 mm 的鋼球，擰動固定板上的2 根頂絲桿，頂絲桿頂在鋼球中心，同時用十字頭螺絲刀插入主推力瓦的徑向孔內，一邊頂軸一邊晃動主推力瓦，當稍用力才能晃動主推力瓦時，說明陰、陽螺桿轉子已處于工作狀態位置（圖1）。

圖1 調整出口端面和推力軸承軸向間隙

2 轉子配合間隙誤差原因分析

（1）裝配環境差、有粉塵存在，影響回裝間隙。轉子安裝前，為了保證轉子順利裝入殼體，在轉子表面涂一層薄薄的潤滑油（圖2），轉子會沾染少許灰塵，附著的灰塵會對間隙測量造成一定的誤差。

（2）專用工具使用不規范造成測量間隙誤差。轉子間隙測量前用專用工具將陰、陽螺桿轉子推向入口處，使陰、陽螺桿轉子處于工作狀態的軸向位置。專用工具的使用方法是頂絲桿頂軸時需要晃動主推力瓦，根據晃動主推力瓦的松緊程度來確定轉子軸是否處在工作狀態的軸向位置。但每次靠手感來感覺2 根頂絲桿力量的輕重，會有誤差的存在。由于每次2 根頂絲桿力量的輕重的不同，造成陰、陽螺桿轉子的前后位置不同，同樣也會造成測量間隙誤差。另外，由于壓縮機的軸承為滑動軸承，軸瓦間隙0.1～0.13 mm。如果頂絲桿中心線沒有與陰、陽螺桿轉子的軸心線重合，頂軸時會產生一個偏轉力，使轉子軸心偏離正常位置，影響間隙測量的準確性。

圖2 轉子表面涂潤滑油

（3）測量點沒有達到合適位置致使測量結果不一致。由于雙螺桿壓縮機的轉子型線是非對稱型線，當陰陽轉子嚙合的一對齒在不同轉角位置嚙合，其兩側的間隙不同，這就要求每次盤車結束都在固定的位置上，使每對嚙合的齒都在固定的轉角位置處嚙合來測量間隙。

3 改進措施

（1）首先要在一個干凈、整潔且相對密閉環境中完成壓縮機的裝配。用清潔的高壓氮氣從壓縮機出口處吹掃陰、陽螺桿轉子表面，特別是轉子測量間隙處；同時把陰、陽螺桿轉子按工作旋轉方向盤車；清理干凈依附在陰陽螺桿轉子表面的細小灰塵。

（2）調整裝配工具的位置，使2 根頂絲桿中心線與陰、陽螺桿轉子軸的軸心線重合，避免產生偏心力矩；同時在陰、陽螺桿轉子的2 個主推力盤上各打上一塊百分表；用頂絲桿頂陰、陽螺桿轉子軸時，用十字頭螺絲刀插入主推力瓦的徑向孔內，一邊頂軸一邊晃動主推力瓦，根據晃動主推力瓦的松緊程度來確定轉子軸是否處在工作狀態的軸向位置。當感覺松緊合適時，把百分表表盤零位對準指針。測完一對齒間隙后，先略松頂絲桿，再盤車（按工作旋轉方向盤車）到下一對齒嚙合時，用頂絲桿頂軸的同時觀察百分表讀數的變化。當百分表讀數指針指到零位時，說明已經把轉子頂到和上一對嚙合齒的軸向位置一致，這樣保證了嚙合的每對齒測量時陰、陽螺桿轉子軸軸向位置的一致性。

（3）通過觀察雙螺桿壓縮機出口判定螺桿密封線的位置，當出口呈現一個“8”字形時，正好與陰陽螺桿轉子的螺旋線一致。當每次盤車到陰轉子齒頂的螺旋密封線與“8”字形出口一條邊對齊時停止盤車，這樣每對嚙合的齒都在固定的轉角位置處嚙合，消除了陰、陽轉子嚙合的一對齒在不同的轉角位置嚙合，其兩側的間隙也有不同的誤差。

（4）采取以上措施后重新測量兩次陰、陽螺桿轉子的嚙合間隙，數值非常接近，說明誤差很小，數據比較準確。陰、陽螺桿轉子齒嚙合總間隙0.28 mm，螺桿安裝間隙比率（追面間隙與非追面間隙測量值的比值）在1.3～1.5。由測量結果看出，非追面間隙值大，追面間隙值小。需要對間隙重新調整和分配。

調整方法：拔出固定從動齒輪主齒圈與輪轂的錐銷（不要動固定從動齒輪主齒圈與副齒圈的錐），略微松開緊固從動齒輪主齒圈與輪轂的緊固螺釘，完全拆下一個緊固螺釘，將小銅棒插入螺釘孔中，用手錘向順時針方向敲擊從動齒輪主齒圈，改變同步齒輪的從動齒輪圈與陰螺桿轉子間軸向的定位安裝角度，使陰、陽螺桿嚙合初始相位角發生微小改變，對螺桿轉子節點上的追面間隙和非追面間隙進行再分配，使安裝間隙比率符合要求。

調整注意事項：調整時只完全拆下一個緊固螺釘，其余略微松開緊固從動齒輪主齒圈與輪轂的緊固螺釘，但不要完全都松開，稍留一些預緊力，同時用專用工具頂緊陰轉子，防止調整時的敲擊過程中從動齒輪主齒圈與輪轂產生軸向間隙。因為如果產生軸向間隙，由于同步齒輪是一對嚙合的斜齒輪，當調整完成后擰緊緊固螺釘，從動齒輪主齒圈會向輪轂做軸向運動消除此間隙，這樣同時受到主動齒輪的斜齒面的影響，會讓從動齒輪主齒圈相對輪轂轉動一個微小角度，使調整好的從動齒輪主齒圈與陰螺桿轉子之間周向的定位安裝角度發生變化，從而影響安裝間隙比率。

調整后轉子實際嚙合間隙值：調整后總嚙合間隙0.28 mm，安裝間隙比率1.0～1.1，符合非對稱式嚙合間隙標準。

4 結語

在雙螺桿壓縮機檢修中，由于螺桿之間的安裝總間隙較小，螺桿安裝間隙比率的調整是一個原理相對簡單、但需要精細操作的工作。因為2 根陰、陽轉子所在機體內的軸向位置、轉角位置、甚至細小的灰塵，同步齒輪上緊固螺釘的松緊程度都能對測量和調整造成誤差。通過對問題的分析，采取相應的措施，使雙螺桿壓縮機陰、陽螺桿轉子裝配間隙比率符合標準要求。