干式螺桿壓縮機檢修技術的探討

王一哲，張虎

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

干式螺桿壓縮機具有很多的優點，主要有構造簡單、運行穩定、操作容易，尤其是各個零件之間還不用潤滑，就能正常運行，這便很大程度地確保了壓縮氣體的潔凈程度，非常適合用在對氣體潔凈程度要求較高的情況中。另外，其陰陽轉子間還具有縫隙，不僅可以承受液體的壓力，而且還可運輸帶有粉塵的氣體，應用范圍極其廣泛。

1 干式螺桿壓縮機的構造及運行流程

干式螺桿壓縮機的構成部分包括陰陽轉子、機殼、軸承、齒輪以及軸封，等等，其是無油、小噪音、速裝類的壓縮機。其運行原理為：氣體先進入氣缸中，經過陰陽轉子不斷作用，以使轉子齒槽之間的容積越來越大，隨著轉子齒槽的容積越來越大時，陰陽轉子會不斷填嵌，從而會使氣體的壓力不斷變大，最終從排氣口把壓縮的氣體排放出來，這就是干式螺桿壓縮機的整個運行過程。因為干式螺桿壓縮機運用了同步齒輪，這就使陰陽轉子充分達到了無接觸嚙合的效果，所以通常情況不會出現嚴重的磨損問題，既增強了運行效率，又改善了壓縮機零件經常損傷的問題。

2 干式螺桿壓縮機常見的故障

據調查，發現干式螺桿壓縮機在運行一段時間后，非常容易發生轉子竄動、端面燒傷、推力軸承燒損、軸封漏油和漏氣等問題，不僅會影響其他儀表的使用效果，而且還會引發很多的后果：首先，轉子竄動會和氣缸腔體發生撞擊，進而引發二級機頭和推力軸承燒傷。其次，陰陽轉子嚙合面及氣缸內壁的防腐層會發生脫落。最后，陰陽轉子的封軸頸會嚴重磨傷。

3 導致干式螺桿壓縮機故障發生的主要原因

經過對故障干式螺桿壓縮機不斷的調查能夠發現，導致其故障發生的原因有兩個，分別為設計不合理、組件結構及運行不協調導致的。

（1）設計不合理。因為干式螺桿壓縮機的排氣端具有壓力差，所以間隙會影響機組的屬性，尤其是容積率，當其間隙非常大時，排氣腔中的高壓氣體會倒流進齒間，從而導致容積率變低，使耗能變大；當其間隙較小時，因溫度較高會使轉子受熱發生膨脹，這樣端面就會和排氣端板產生摩擦，最終造成設備損傷。因此，在設計干式螺桿壓縮機的時候，應將推力軸承設置在排氣端一側。

（2）組件結構及運行不協調。首先，推力軸承。在裝備機組的時候，要是未測量好軸承的游隙值，就會導致軸承發生游隙現象，從而導致轉子發生竄動，和氣缸壁產生摩擦及碰撞，最終使推力軸承燒傷。其次，軸封結構。因為干式螺桿壓縮機是在無油下運行的，這便要求其潤滑與氣體區域要有良好的軸封，同時，軸封還要在高圓周速率中運行，并帶有彈性，以能夠適應滾動推力軸承下轉子所形成的軸向移動，并且和油封作用的轉子軸頸必須具備耐溫、低硬度和低摩擦等屬性。最后，陰陽轉子。因為干式螺桿壓縮機是無油的，所以必須讓陰陽轉子具有間隙，這樣它們就不會接觸，進而不會磨損。由此可知，轉子定位非常重要，一旦陰陽轉子的間隙過小，就會導致轉子發生碰撞及摩擦。

4 干式螺桿壓縮機檢修技術

經過調查能夠發現，可采用以下檢修技術來維修干式螺桿壓縮機，分別為陰陽轉子準確定位檢修技術、軸承裝配檢修技術和油封裝配檢修技術，等等。

（1）陰陽轉子準確定位檢修技術。通常干式螺桿壓縮機的陽轉子為四齒，陰轉子為六齒，所以調節型線間隙屬于干螺桿壓縮機檢修極其重要的一部分，其實質就是合理布置陰陽轉子的齒間隙。例如，2級轉子，其定位檢修過程就為：先使用塞尺測量齒面的總間隙，然后用陰轉子同步齒輪定位，以旋轉方向運用適當的塞尺塞進陰陽轉子面的最小處，因為陰陽齒數是6：4，需要不斷測定，才能找到最小值。

（2）軸承裝配檢修技術。在軸承裝配檢修過程中，應采用和轉子軸承、軸頸大小一樣的專用假軸檢修技術，因為轉子端面間隙與軸承軸向游隙的調節與測量比較困難。對于轉子端面間隙調節來說，由于機組較小，結構較為簡單，所以采用塞尺無法準確測量出轉子的間隙，如果運用不準確的數據調節端面間隙，就非常容易導致排氣端面間隙較大或者較小，如果間隙較大，則會使干式螺桿壓縮機的運行效率下降；如果間隙較小，則會導致轉子因熱膨脹和壓縮腔端板發生摩擦。對于軸承軸向游隙的調節來說，因為干式螺桿壓縮機均采用的是集裝式，所以在檢修過程中，必須良好調節轉子端面和同步齒輪的間隙，同時良好測量推力軸承的軸向游隙。一般情況下，推力軸承的軸向游隙會在0.03～0.05mm，因為傳統的測量技術無法準確測量數據，所以在實際中經常會發生推力游隙較大或者較小，如果游隙較小時，則會燒壞推力軸承；如果游隙較大時，則會造成轉子竄動現象。由此可見，只有保證推力軸承軸向游隙與排氣端面間隙測量準確的前提下，才可有效增強裝置的質量，提升運行效率。于是，就分別對推力軸承軸向游隙、軸承組裝配與排氣端面間隙測量提出了改善建議。首先，優化推力軸承軸向游隙。要想有效測量推力軸承軸向游隙，就需要設置一個調整測量工裝，可以良好解決上述問題。具體步驟為：先測量出壓縮機轉子和軸承軸頸的大小，然后依據該大小來調節測量的專用假軸，再把以前的轉子軸頸和軸承的過盈配合變成假軸和軸承的過渡配合，同時把假軸固定于平板中，在同心處安裝一個軸承箱支架，在附近安裝測量的輔助工具，如專用表架。這樣通過此假軸就能在檢修過程中準確地測量集裝軸承組的軸向游隙，進而就能將其定位在可靠的范圍當中，具體的應用流程為：先在軸承箱里裝好各個零件，然后通過鎖緊螺母固定于假軸上、通過螺栓固定于支架上，隨后安好百分表，并使其處于零，之后放開螺栓，用螺母支撐軸承箱，此時，百分表的數據就是推力軸承的游隙，然后不斷調節墊片，使推力游隙調節完成。其次，優化軸承組裝配。如果采用以往的裝配工藝，難以確保推力軸承裝配良好，所以就通過假軸來調節軸承游隙，同時做好裝配數據的記載，并把調完的軸承組裝配于轉子，之后計算推力軸向游隙，要是數據一樣，就表示軸承組件已安裝良好，要是不一樣就表示沒有安裝良好，通常推力軸承軸向游隙處于0.08～0.13mm。最后，轉子排出端面間隙優化。以前的排出端面間隙測量都采用的是在塞尺，使壓縮機保持水平狀態下展開測量，該形式具有很多缺點，主要包括：推力游隙對端面間隙的影響較大、測量區域較小、塞尺性能差等等，這些因素均會導致很大的誤差出現。于是便對測量技術展開了優化，第一步安裝壓縮機氣缸缸，第二步翻轉氣缸體，使其處于垂直狀態，然后固定好，并于軸頭處安裝百分表，在此需要安裝比端面間隙低0.5mm的墊塊，隨后緊固軸承箱并調節百分表，使其處于零，最后放開固定螺栓，運用千斤頂往上作用轉子，直到百分表的數不發生變化時，這就是排出端面的間隙，之后再調節墊片大小，其大小應為墊塊厚與端面間隙的和。

（3）軸封裝配檢修技術。干式螺桿壓縮機的軸封主要為浮環密封式軸封，其中封氣部分運用的是三道浮動碳環，封油部分運用的是一道帶波形浮動碳環，封氣和封油的中間運用的是通氣環，這樣一旦碳環失效，從其滲出的氣與油都會經過通氣環排到大氣中，有效避免了氣油相混合的問題。要想促使軸封穩定的運動，在檢修時就需要關注以下幾個方面：首先，管控好碳環、通氣環以及軸徑的質量、大小等。其次，一級碳環和軸徑的間隙應保持在0.13～1.1mm，二級碳環和軸徑的間隙應保持在0.08～0.13mm。

5 結語

通過上述內容可知，干式螺桿壓縮機的應用非常廣泛，但其故障發生率較大，需要采取有效的檢修技術進行修理，以使其穩定地運行。于是，就對檢修技術展開了深入的研究，提出了三個有效的檢修技術，分別為陰陽轉子準確定位檢修技術、軸承裝配檢修技術和油封裝配檢修技術，等等，經過研究能夠發現上述檢修技術均非常的有效，能夠很大程度保障干式螺桿壓縮機的穩定運行。