螺杆压缩机推力瓦的改造

韩成

摘 要：阐述了二氧化碳螺杆压缩机的工作原理以及技术性能与特点，针对螺杆压缩机使用的技术要求，以及设备在使用过程中所暴露的缺陷，提出了推力瓦油楔面的改造，延长了推力瓦的使用寿命，取得了良好的效果。

关键词：螺杆压缩机；推力轴承；油楔面；改造

中图分类号：TQ114.15 文献标志码：A 文章编号：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

螺桿压缩机工作过程中分：吸入、压缩、排气三个过程。螺杆压缩机的工作原理为转子在同步齿轮的作用下，通过转子呈反方向的形式进行旋转，然后吸入到腔容积中，然后不断的扩大，当容积达到最大值的时候要及时的断开进气口，并进行压缩。因为螺杆是呈反方向旋转，会让气缸的容积变得越来越小，压力逐渐升高，然后从排气口将气体排出，以此来输送气体的目的。

2 螺杆压缩机的技术性能与结构

2.1 技术性能

螺旋压缩机主要的组成部件就是机壳和转子，如果两者匹配不合理会对压缩机系统的性能造成一定的影响，让压缩机产生很大的振动，增加温度，当超过规定的排气温度时，会让压缩机出现跳机情况，从而导致不能正常工作，温度过高还会加速压缩机油的老化，造成压缩机的结碳。

2.2 结构

2.2.1 机壳

压缩机的机壳主要由气缸与气缸头两部分组成，上下两个部分功能不同，在气缸的上下两个部位有含有钢板罩壳，将罩壳焊接之后围成水套使其冷却，气缸的材料要具有耐腐蚀性。

2.2.2 螺杆

在螺旋压缩机的部件组成中，螺杆是整个系统中最关键的零件，阴阳螺杆相互啮合，并将阳螺杆与阴螺杆水平地放在缸体中。阳螺杆与阴螺杆中的凸齿相互啮合。阴阳螺杆凸齿顶端分别有1.5mm高的密封筋，从而保证压缩机的做功效率，并且螺旋压缩机的螺杆轴是空心的状态，在工作的过程中需要向螺杆中注入冷却油，能够有效的较少热膨胀，从而减小间隙，螺杆的加工是由ZG2GR13完成，主轴与螺杆通过镶嵌定位装配，主轴材质由40CrMnMo锻制加工而成。

2.2.3 同步齿轮

它装设在压缩机吸入端螺杆外侧的轴颈上，同步齿轮分为三部分组成；轮毂：轮毂与螺杆主轴过硬盈配合；主齿（厚齿）：用来保证阳螺杆与阴螺杆运转时的同步性；副齿（薄齿）：主要用来保证螺旋压缩机中阳螺杆与阴螺杆的啮合度，对螺杆起到一定的安全作用。

2.2.4 轴承

螺旋压缩机的轴承有径向轴承、联合轴承以及推力轴承，其材质都是相同高的，联合轴承是将径向轴承与止推轴承进行结合形成的一种轴承类型。压缩机的轴承由径向轴承、主推力与副推力完成；副推力的轴承主要的功能就是需要承受压缩机的推力，当压缩机开始工作时同步齿轮的作用力，需要副推力完成；主推力需要承受压缩机的吸入与排除的压力差；止推轴承的内部是一个球面座，有自动定位纠正的功能，让推力轴承能够处在最佳的位置进行工作，形成油膜。轴承的润滑方式都是统一的，需要强制进行润滑，因为螺杆之间的空隙与气缸的空隙，甚至是汽缸壁的空隙之间都有密切的联系，径向轴承、联合轴承以及推力轴承都相关，因此保证轴承之间的空隙最重要，如果没有存在较大的间隙需要立即更换轴承。

2.2.5 轴封装置

螺杆的两端需要有复杂的填料箱，主要就是为了防止气体的相互渗透，比如气体、水以及油。螺旋压缩机在工作的过程中会分成三个过程进行，从吸入气体、压缩气体、排除气体的过程中，将阳螺杆与阴螺杆分别放置在气缸的内部，转子在气缸的内部开始工作，在气缸的吸入端的外部装有同步的齿轮，通过齿轮将其进行啮合，随着转子的不断旋转，腔容积的体积不断增加，当体积达到一定的值时会与进气口分离，吸入的过程完成；随后进入压缩的过程，因为螺杆的形状不同，在气缸的内部会相互拥挤，使气缸的内部体积变得越来越小，从而压力升高，最后从排气口将气体排出。在排气的过程中虽然自身具有一定的特性，但是因为螺杆压缩机的转速快、齿数多，所有在排气的过程中相对均匀。但是因为螺杆压缩机的转子之间，或者与壳体之间存在很小的空隙，所以压缩机在工作的过程中即使没有摩擦也会起到一定的密封效果，从而降低气体泄露，避免机械出现磨损情况，提高工作的效率。螺杆压缩机属于一种高速旋转的机器，因为零件之间的配合度较高，对于制造的工艺要求也非常高，在安装的过程中更要遵守相关的规范进行操作，技术要求也非常严格。要保证齿轮的啮合，并且间隙不能过大，阴阳转子的啮合与壳体的空间也要特别注意，这些都决定着螺杆压缩机的使用寿命以及工作效率。

3 压缩机推力轴承的注意事项

当径向轴承的温度超过60℃时，会发出告警警报，超过70℃会出现烧损，推力轴承的温度是超过80℃时会出现烧损，因此，当轴承的温度达到一定的上限时要立即停机进行全面检查，及时降温，保证设备的正常运行。

根据相关的技术要求，需要对油温、油压以及推力轴承的温度进行合理的控制，不能超过设定的范围。本公司因地处高原：（1）出现高压电缆短路的次数较多，使全场断电，压缩机连锁跳车并反转；（2）操作不当，压缩机连锁跳车并反转；（3）石灰窑窑气粉尘较大出口逆止器卡涩，起不到应有的作用，造成压缩机反转；上述因素压缩机遇到故障紧急停车后反转；因压缩机进口为负压（-6000Kpa-6500Kpa），出口为正压（0.28Mpa-0.36Mpa），压缩机遇到故障紧急停车后会反转，压缩机一反转经常会发生压缩机推力瓦磨损现象，推力瓦為压缩机的核心部件，更换推力瓦时间较长、工作量大、费用高等弊端；本人反复研究，查阅相关资料，终于找到了压缩机推力瓦磨损的主要原因，是压缩机在反转时润滑油进不到推力瓦工作面造成的烧瓦现象，因此我将推力瓦工作面向后移动5～8mm；推力瓦的工作面积不变，在推力瓦原有的工作面上用手工刮刀修出一个辅供油油楔面，从而保证了压缩机在反转时推力瓦有足够的供油，避免推力瓦烧瓦，压缩机在正常运行时，因为是强制润滑，在辅供油油楔面的润滑油可以带走推力瓦产生的热量，一定程度上起到了冷却的作用。如图1所示。

4 改造后效果

（1）供油温度可以达到30℃-35℃；油压可控制在0.25Mpa-0.30Mpa的技术要求。（2）压缩机在反转5000r/min的情况下推力轴承温度降至75℃的安全工作界限内，在检查时发现压缩机推力瓦无研磨现象。（3）润滑能够降低地面之间的摩擦，同时还能够延长推力轴承的寿命，但是前提润滑效果必须要得到保证才能实现这种功能。（4）有效地提高了压缩机的使用寿命，避免因为跳车情况使压缩机的推力轴承温度过高，停机后要对机组进行检修，并节约检修的成本。

5 结束语

通过对压缩机推力轴承的实验，从运行的情况进行分析的话取得效果明显，但是推力瓦的寿命需要做进一步的验证，需要在以后的实际操作中观察推力瓦的待长时间以及使用寿命。压缩机的推力瓦还可以使用可倾瓦块式推力轴承代替，因为倾瓦块式推力轴承在结构方面占据很大的优势，并且润滑油的流量也能够满足实际的需求，拥有的换热面积足够大，同时在温度降压方面具有良好的效果，反转能力也比普通高的推力瓦强，能够为机组在反转的过程中提供润滑油。关于这些，在今后的使用过程中，可以做进一步探讨。

参考文献：

[1]李云瑞.螺杆式压缩机组检修实践[J].纯碱工业，2011（5）：36-37.

[2]张博.二氧化碳螺杆压缩机推力轴承供油改造[J].纯碱工业，2016（5）：31-33.