螺杆压缩机转子间隙调整方法

杨宝亮

（中国石化长城能源化工（宁夏）公司设备工程处，宁夏银川 750411）

0 引言

螺杆压缩机分为干式（无油润滑）螺杆压缩机和湿式（喷油式）螺杆压缩机两类。为了保障转子间必要的间隙，干式螺杆压缩机通常采用同步齿轮调整阴阳转子间的间隙。干式螺杆压缩机中阳转子（主动转子）靠同步齿轮带动阴转子（从动转子），转子啮合过程中互不接触，靠有一定间隙的一对螺杆高速旋转，达到密封气体和压缩气体的目的。

在螺杆压缩机的实际装配和检修中，往往因为装配工艺不当，造成阴、阳转子啮合检修达不到标准要求，造成压缩机运转过程中转子摩擦，机组振动大、效率低，长时间运行可使轴承损坏、转子损伤乃至发生严重的设备事故。

本文就螺杆压缩机在装配过程中，压缩机转子间隙调整中容易出现的问题进行探讨和分析，以提高装配过程的精准度。

1 螺杆压缩机转子配合方式

某乙烯厂苯乙烯装置尾气回收压缩机为干式双螺杆压缩机。型号：KS40LAZ，日本神户钢铁公司制造，驱动电机功率685 kW，转速1459 r/min。

1.1 螺杆压缩机转子啮合间隙的调整方法和标准

干式双螺杆压缩机螺杆转子的驱动和间隙调控靠同步齿轮实现，而双螺杆压缩机阴、阳转子实质上是一对相互啮合的共扼螺旋齿轮，通过对同步齿轮的调整，改变阴、阳转子的啮合位置，进而调控螺杆压缩机转子的间隙。

螺杆压缩机转子啮合面为共扼曲面，其啮合间隙分布在参与啮合的转子叶峰两侧，分为追面间隙和非追面间隙。由于转子的扭转变形和同步齿轮磨损量的增大，追面间隙有缩小的趋势，同时，非追面间隙有增大的趋势，追面间隙与非追面间隙测量值的比率为螺杆安装间隙比率。该压缩机转子为非对称型，比率值要求在0.8～1.2 左右（对称式要求3/2 左右）。

螺杆压缩机的螺杆安装间隙比率由同步齿轮进行调节控制。同步齿轮的主、从动齿轮分别与阳转子、阴转子具有相同的节圆。由于主动齿轮与阳转子之间安装后无可调性，可将它们看作一个整体齿轮。而从动主齿圈及背隙齿圈都套在轮毂上，当轮毂与阴转子之间安装定位后，两齿圈相对于轮毂及阴转子仍具有可调性。通过改变同步齿轮的从动齿轮圈与阴螺杆转子之间周向的定位安装角度，使阴、阳螺杆啮合初始相位角发生微小的改变，进而实现对螺杆转子节点上的追面间隙和非追面间隙进行再分配。

1.2 测量方法

在实际装配过程中，经常遇到阴、阳转子啮合检修测量不准确，需要反复调整间隙。本文介绍的双螺杆压缩机阳/阴转子齿数采用了4/6 组合，（阳转子齿数为4 阴转子齿数为6）要测量12 对相互啮合的齿对间隙值。

1.3 常规测量过程

阴、阳转子安装完成后，先调整完成出口端面间隙和推力轴承轴向间隙，合格后装上同步齿轮开始进行阴、阳转子螺杆安装间隙比率的调整。调整前先用专用工具将阴、阳转子推向入口方向，使主推力盘与主推力轴瓦接触，即阴、阳转子处于正常工作状态位置。然后用塞尺测量转子叶峰两侧的最小间隙。专用工具使用方法：在阴、阳螺杆转子轴出口端的中心孔处放置一直径20 mm 的钢球，拧动固定板上的2 根顶丝杆，顶丝杆顶在钢球中心，同时用十字头螺丝刀插入主推力瓦的径向孔内，一边顶轴一边晃动主推力瓦，当稍用力才能晃动主推力瓦时，说明阴、阳螺杆转子已处于工作状态位置（图1）。

图1 调整出口端面和推力轴承轴向间隙

2 转子配合间隙误差原因分析

（1）装配环境差、有粉尘存在，影响回装间隙。转子安装前，为了保证转子顺利装入壳体，在转子表面涂一层薄薄的润滑油（图2），转子会沾染少许灰尘，附着的灰尘会对间隙测量造成一定的误差。

（2）专用工具使用不规范造成测量间隙误差。转子间隙测量前用专用工具将阴、阳螺杆转子推向入口处，使阴、阳螺杆转子处于工作状态的轴向位置。专用工具的使用方法是顶丝杆顶轴时需要晃动主推力瓦，根据晃动主推力瓦的松紧程度来确定转子轴是否处在工作状态的轴向位置。但每次靠手感来感觉2 根顶丝杆力量的轻重，会有误差的存在。由于每次2 根顶丝杆力量的轻重的不同，造成阴、阳螺杆转子的前后位置不同，同样也会造成测量间隙误差。另外，由于压缩机的轴承为滑动轴承，轴瓦间隙0.1～0.13 mm。如果顶丝杆中心线没有与阴、阳螺杆转子的轴心线重合，顶轴时会产生一个偏转力，使转子轴心偏离正常位置，影响间隙测量的准确性。

图2 转子表面涂润滑油

（3）测量点没有达到合适位置致使测量结果不一致。由于双螺杆压缩机的转子型线是非对称型线，当阴阳转子啮合的一对齿在不同转角位置啮合，其两侧的间隙不同，这就要求每次盘车结束都在固定的位置上，使每对啮合的齿都在固定的转角位置处啮合来测量间隙。

3 改进措施

（1）首先要在一个干净、整洁且相对密闭环境中完成压缩机的装配。用清洁的高压氮气从压缩机出口处吹扫阴、阳螺杆转子表面，特别是转子测量间隙处；同时把阴、阳螺杆转子按工作旋转方向盘车；清理干净依附在阴阳螺杆转子表面的细小灰尘。

（2）调整装配工具的位置，使2 根顶丝杆中心线与阴、阳螺杆转子轴的轴心线重合，避免产生偏心力矩；同时在阴、阳螺杆转子的2 个主推力盘上各打上一块百分表；用顶丝杆顶阴、阳螺杆转子轴时，用十字头螺丝刀插入主推力瓦的径向孔内，一边顶轴一边晃动主推力瓦，根据晃动主推力瓦的松紧程度来确定转子轴是否处在工作状态的轴向位置。当感觉松紧合适时，把百分表表盘零位对准指针。测完一对齿间隙后，先略松顶丝杆，再盘车（按工作旋转方向盘车）到下一对齿啮合时，用顶丝杆顶轴的同时观察百分表读数的变化。当百分表读数指针指到零位时，说明已经把转子顶到和上一对啮合齿的轴向位置一致，这样保证了啮合的每对齿测量时阴、阳螺杆转子轴轴向位置的一致性。

（3）通过观察双螺杆压缩机出口判定螺杆密封线的位置，当出口呈现一个“8”字形时，正好与阴阳螺杆转子的螺旋线一致。当每次盘车到阴转子齿顶的螺旋密封线与“8”字形出口一条边对齐时停止盘车，这样每对啮合的齿都在固定的转角位置处啮合，消除了阴、阳转子啮合的一对齿在不同的转角位置啮合，其两侧的间隙也有不同的误差。

（4）采取以上措施后重新测量两次阴、阳螺杆转子的啮合间隙，数值非常接近，说明误差很小，数据比较准确。阴、阳螺杆转子齿啮合总间隙0.28 mm，螺杆安装间隙比率（追面间隙与非追面间隙测量值的比值）在1.3～1.5。由测量结果看出，非追面间隙值大，追面间隙值小。需要对间隙重新调整和分配。

调整方法：拔出固定从动齿轮主齿圈与轮毂的锥销（不要动固定从动齿轮主齿圈与副齿圈的锥），略微松开紧固从动齿轮主齿圈与轮毂的紧固螺钉，完全拆下一个紧固螺钉，将小铜棒插入螺钉孔中，用手锤向顺时针方向敲击从动齿轮主齿圈，改变同步齿轮的从动齿轮圈与阴螺杆转子间轴向的定位安装角度，使阴、阳螺杆啮合初始相位角发生微小改变，对螺杆转子节点上的追面间隙和非追面间隙进行再分配，使安装间隙比率符合要求。

调整注意事项：调整时只完全拆下一个紧固螺钉，其余略微松开紧固从动齿轮主齿圈与轮毂的紧固螺钉，但不要完全都松开，稍留一些预紧力，同时用专用工具顶紧阴转子，防止调整时的敲击过程中从动齿轮主齿圈与轮毂产生轴向间隙。因为如果产生轴向间隙，由于同步齿轮是一对啮合的斜齿轮，当调整完成后拧紧紧固螺钉，从动齿轮主齿圈会向轮毂做轴向运动消除此间隙，这样同时受到主动齿轮的斜齿面的影响，会让从动齿轮主齿圈相对轮毂转动一个微小角度，使调整好的从动齿轮主齿圈与阴螺杆转子之间周向的定位安装角度发生变化，从而影响安装间隙比率。

调整后转子实际啮合间隙值：调整后总啮合间隙0.28 mm，安装间隙比率1.0～1.1，符合非对称式啮合间隙标准。

4 结语

在双螺杆压缩机检修中，由于螺杆之间的安装总间隙较小，螺杆安装间隙比率的调整是一个原理相对简单、但需要精细操作的工作。因为2 根阴、阳转子所在机体内的轴向位置、转角位置、甚至细小的灰尘，同步齿轮上紧固螺钉的松紧程度都能对测量和调整造成误差。通过对问题的分析，采取相应的措施，使双螺杆压缩机阴、阳螺杆转子装配间隙比率符合标准要求。