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三十六.如何有效利用螺桿壓縮機
三十六.如何有效利用螺桿壓縮機

螺桿壓縮機具有可靠性高、操作維護方便、動力平衡性好、適應性強的優點,成為礦山鉆機設備上鑿巖和排渣的首選風源,涉及制造難度(螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具,在價格昂貴的專用設備上進行加工,其高壓鑄造缸體的加工精度也有較高的要求)和市場數量(受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機只能適用于中、低壓范圍,排氣壓力一般不能超過3.0MPa,因此不適合高壓場合;另外螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體,目前一般只有容積流量大0.2m3/min,螺桿壓縮機才具有優越的性能,決定了不能制成微型)的原因,國產化率并不高,多數國產鉆機設備也選配價格較為昂貴的進口螺桿壓縮機。根據螺桿壓縮機的工況分析和實際使用經驗,能夠實現故障隱患的提前檢測并及時檢修,避免故障報廢,單臺設備能夠節約備件成本數十萬元。

 
螺桿壓縮機的工作原理:

1.進氣過程:轉子轉動時,陰陽轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時,其空間最大,此時轉子齒溝空間與進氣口的相通,因在排氣時齒溝的氣體被完全排出,排氣完成時,齒溝處于真空狀態,當轉至進氣口時,外界氣體即被吸入,沿軸向進入陰陽轉子的齒溝內。當氣體充滿了整個齒溝時,轉子進氣側端面轉離機殼進氣口,在齒溝的氣體即被封閉。

2.壓縮過程:陰陽轉子在吸氣結束時,其陰陽轉子齒尖會與機殼封閉,此時氣體在齒溝內不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸變小,齒溝內的氣體被壓縮壓力提高。

3.排氣過程:當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣口相通時,被壓縮的氣體開始排出,直至齒尖與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時陰陽轉子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為0,即完成排氣過程,在此同時轉子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長,進氣過程又再進行。

從上述工作原理可以看出,螺桿壓縮機是一種工作容積作回轉運動的容積式氣體壓縮機械。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現,而容積的變化又是借助壓縮機的一對轉子在機殼內作回轉運動來達到。運轉時螺桿與螺桿的曲面之間、兩螺桿的四個端面與殼體之間都是非接觸的,直接接觸的是非動力輸入端軸向受力的推力軸承和動力輸入端徑向受力的向心滾柱軸承。

螺桿壓縮機的使用磨損年限與系統壓力成反比,例如在壓縮機油不受污染和正常換油的情況下,風壓0.35MPa的KY250牙輪鉆機排渣壓縮機可正常使用3萬小時而未出現故障現象,而風壓2.2MPa的Atlas860型高風壓潛孔鉆機的壓縮機在7000小時即出現了螺桿軸端斷裂現象。通過故障機解體發現螺桿端面有磨損,一螺桿軸斷,軸向力承重推力軸承輥子部分點蝕,軸承外套斷裂并且內側嚴重磨損。分析認為,由于高風壓造成螺桿軸端推力軸承受壓力較大,造成疲勞磨損,磨損的軸承軸向長度損失造成螺桿沿受力方向串動,使壓縮機缸體與螺桿端面0.2~0.3mm的間隙消失產生摩擦,螺桿扭矩增大斷裂后,溫控器報高溫故障停車。

對于上述損壞螺桿壓縮機,我們采取了斷軸修復措施,但不僅不能保證焊接強度,即使安裝時必須是同軸度也不能保證,再加上端面鑄鐵殼體磨損難于修復,只能采購近20萬元新備件。根據損壞原因分析,我們在更換上述壓縮機后對另外一臺同型鉆機的壓縮機進行了解體檢查,發現造成上述故障的推力軸承也發生了點蝕,及時采購新軸承予以更換,包括較不容易損壞的僅受輕微徑向力的向心滾柱軸承。
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