螺杆式空压机烧损原因分析与改进思路

史 月

（大庆油田昆仑集团水泥有限责任公司，黑龙江大庆 163000）

0 引言

螺杆式空压机是空气压缩机的一种，有单螺杆空压机和双螺杆空压机两种。双螺杆式空压机是在单螺杆空压机的基础上研发出来的新型产品，其结构构造更加合理、先进，克服了单螺杆式空压机不平衡、轴承易损的问题，其应用价值更高，被广泛应用于矿产矿压风系统、电厂辅机系统等领域。其应用领域逐渐扩展，无论国内或是国外，其市场占有率逐年攀升，在空气压缩机市场的市场占有率达到了80%。

1 螺杆式空压机

螺杆式空压机是目前空气压缩机的主要设备类型，在空气压缩机市场中占据重要地位，被广泛应用于各个领域，逐渐实现了对传统活塞式空压机的替代，成为了空气压缩机市场的主流设备[1]。螺杆式空压机作为一种容积式气体压缩机械设备，运行中是机械的工作容积回转运动形式完成的，其主要结构原理是由压缩机的一对转子在机体内的回转运动来实现对空气的压缩处理的。螺杆式空压机的主要结构组成有：在螺杆式空压机的机体结构之中，有一对象沪镍和螺旋形转子平行设置，根据其结构差异，分为阳转子和阴转子（也称之为阳螺杆和阴螺杆），一般情况下，螺杆式空压机节圆外部呈现为凸齿的转子称之为阳转子，螺杆式空压机机体节圆内部呈现为凹齿的转子称之为阴转子。在螺杆式空压机的机体结构组成中，一般状态下阳转子与空压机的原动机相连，阴转子跟随阳转子转动，并由转子上的最后一对轴承来实现对螺杆式空压机轴向运动的定位，承受压缩机中的轴向力。然后由转子两端呈现为圆柱滚子形态的轴承实现对转子的径向定位，承受压缩机中的径向力。并且在螺杆式空压机两端还分别开设了进气口和出气口，来保证螺杆式空压机运行中的吸气和排气。

螺杆式空压机运行过程中，其工作原理主要就是进气、压缩、排气，其空气压缩过程的原理如下：首先，吸气。螺杆式空压机通过电机或内燃机渠道转子，主从转子在运转过程中，齿沟空间在处于进气口一端时，其内空间较大，外界空气进入并充满齿沟空间，当转子离开进气口端时，齿沟空间内的空气被封闭在主转子的机体空间内部，实现吸气处理。其次，压缩。在齿沟空间完成吸气以后，随着主从转子在机体内部的转动，转子之间与机体机壳形成的空间逐渐所限，并开始随着转子进行螺旋状移动，此移动过程就是对齿沟空间内空气的压缩过程。最后，排气。当螺杆式空压机的主从转子的齿峰旋转逐移动，与螺杆式空压机的排气端出气口相遇时，被压缩的空气在压强作用下迅速排放，直到机体齿峰与齿沟的咬合面完全移动至排气端面，实现其空间内空气的完全排出，实现排气环节。同时，主从转子的另一对齿沟已经到达螺杆式空压机的进气端，开始下一循环的空气压缩处理[2]。

2 螺杆式空压机的应用优势

（1）螺杆式空压机具有高性能、高效率的应用优势。空气压缩机的性能和工作效率直接决定了其适用性，更决定了使用单位的压缩机成本投入利用实效。而螺杆式空压机采用大容量的空气压缩组件作为空气压缩的核心结构，其转子外圆的运转速度底，能够充分保证其注油效果，不仅空气压缩效率更高，并且其设备运行的可靠性也更高[3]。与此同时，随着近年来螺杆式空压机使用范围的逐渐扩大，其研发也更加科学化，确保了其设备运行中系统温度以及压缩空气温度能够控制到极低，进而达到其使用过程中的最佳冷却效果，提升其使用寿命。

（2）螺杆式空压机操作期间无需维护。在传统的活塞式压缩机以及离心式压缩机的空气压缩过程中，需要根据设备运转情况不断对机械设备进行维护，以保证其运行状态以及其性能。而螺杆式空压机则是以高效传动系统作为其速度驱动压缩组建的，具有极高的适用性，因此在正常操作压缩过程中，并不需要进行设备维护，具有免维护、高度可靠的应用特点，在其使用过程中，能够节省大量的人工成本。

（3）螺杆式空压机的维修成本较低。螺杆式空压机的压缩机设计独创的，所使用零部件均具有使用寿命长的有点，并且其大尺寸的入口式过滤器、油滤器以及精细分离器都能够确保其最佳空气压缩质量。虽有油滤器结构以及分离器组件都采用离心式启闭的工作模式，在发生故障进行维修时，能够有效降低维修时间和维修成本。一般情况下，螺杆式空压机的维修工作在速达维修点的情况下，能够实现几分钟内的维修完成，大大降低了螺杆式空压机的停机时间以及维修成本。

（4）螺杆式空压机具有内置智能控制体系。智能控制是实现空气压缩机运行成本降低的必然途径，只有通过精细化的操作控制，才能够提升空气压缩机的运转实效。而螺杆式空压机内置智能控制体系，其操作控制菜单简洁明了，运行过程中操作简单，极大提升了螺杆式空压机的操作精细性。

3 螺杆式空压机的烧损原因

随着螺杆式空压机应用领域的逐渐拓展，其应用过程中存在的一些问题也逐渐暴露出来，而其中较为严重的应用问题之一就是螺杆式空压机的烧损问题，不仅会导致螺杆式空压机内部结构的严重受损，甚至造成螺杆式空压机的彻彻底报废，给使用单位带来较大的经济损失。因此对螺杆式空压机烧损问题原因的探究与分析已经成为螺杆式空压机应用中必然的工作流程，不仅关系到其使用的实效性，也关系到其运行的安全性[4]。

首先，转子位移问题导致的螺杆式空压机烧损。转子作为螺杆式空压机运行的主要结构组成部分，一旦螺杆式空压机转子长时间运行就会逐渐磨损，在没有落实定期的维修保养工作时，就会由于转子磨损原因，导致转子的对中慢慢出现位移，造成螺杆式空压机运转的不平衡卡死，在电机或内燃机强大推动力的影响下，导致螺杆式空压机烧损的情况发生。

其次，向心轴承磨损导致的螺杆式空压机烧损。向心轴承是螺杆式空压机转子轴向定位的核心结构部件，每一个转子就有2 盘向心推力轴承，才能够保证转子运行中的轴向定位。在螺杆式空压机长时间的运转过程中，向心轴承逐渐产生磨损，导致转子轴向定位的间隙逐渐扩大，向心轴承无法准确定位转子轴向，导致转子的非正常运转，尤其是阳转子运转间隙过大时，就会导致异常窜动情况发生，导致螺杆式空压机烧损。

再次，润滑油质量问题导致螺杆式空压机烧损。润滑油作为螺杆式空压机运转中必不可少的润滑物质，对于螺杆式空压机有着重要的影响。一旦润滑油质量出现问题，润滑油中含有大量粉尘以及各种金属杂质的情况下，就会造成螺杆式空压机机体中残存各种杂质，严重影响螺杆式空压机的正常运转，加大磨损，在没有定期进行清洗时，就会导致螺杆式空压机烧损的情况发生。同时，润滑油质量不足也会导致螺杆式空压机运行中油温过高的问题发生，导致螺杆式空压机的板翅式冷却器出现堵塞情况，造成了螺杆式空压机的冷却效果不佳、高温运转，出现烧损。

最后，异物进入机体导致的螺杆式空压机烧损。异物进入螺杆式空压机机体也是导致螺杆式空压机烧损问题发生的主要原因之一。螺杆式空压机转子之间的间隙最小处在0.02 mm 以下，不大于1.00 mm 的铁屑杂质也会对螺杆式空压机的正常运转产生影响，导致机体磨损加剧，造成螺杆式空压机出现烧损。

4 螺杆式空压机烧损问题的改进思路

针对螺杆式空压机烧损问题的种种原因，提出如下改进思路建议，以降低螺杆式空压机烧损情况的发生概率，为螺杆式空压机的科学化使用提供保障。

首先，根据螺杆式空压机出厂说明建立定期的维修保养机制。维修保养的落实是降低螺杆式空压机烧损情况发生的重要途径，也是螺杆式空压机厂家对设备使用的基础要求。因此，使用单位在螺杆式空压机使用过程中，必须根据螺杆式空压机的出厂使用说明建立定期的维修保养机制，在维修保养过程中，及时进行轴承以及转子的维修保养，避免因为转子的异常窜动导致螺杆式空压机出现烧损的问题，导致螺杆式空压机停机，也造成维修成本的增加。

其次，定期更换螺杆式空压机的易损件。在螺杆式空压机运转中，空气过滤芯是主要的功能结构原件，是过滤粉尘的重要保障结构。螺杆式空压机的工作环境越恶劣对空气过滤芯的损耗越快，一旦空气过滤芯损坏，就会导致粉尘侵入螺杆式空压机机体，导致润滑油的黏度增加，加剧零部件磨损，导致螺杆式空压机烧损。因此，螺杆式空压机使用单位要建立定期的空气滤芯更换机制，将空切过滤器的真空指示器作为日常检验的重点内容，确认滤芯真空指示器是否出现堵塞情况，以保证空气过滤芯的正常过滤功能，降低螺杆式空压机烧损概率。

再次，严格管控螺杆式空压机工作环境的空气质量。空气质量是影响螺杆式空压机使用寿命的主要因素之一，如果螺杆式空压机使用环境靠近空气污染源如电厂灰库、石灰粉仓等地点，就会由于螺杆式空压机运行中形成的空气负压导致灰尘不断聚集，出现异物侵入螺杆式空压机机体的情况发生，增加螺杆式空压机零部件运转的负荷，导致转子、向心轴承等结构磨损加剧，也会增加空气过滤芯的压力，最终导致粉尘等侵入润滑油，降低润滑油的润滑效果，加大机体磨损，导致烧损情况发生。因此必须严格保证螺杆式空压机工作环境的空气质量，对空气质量较差的环境进行处理，例如架设防尘网，实现对空气的初次过滤，降低空气中粉尘等杂质的含量。

最后，加强润滑油质量检验。润滑油作为螺杆式空压机运转中必要的润滑剂，其质量情况是螺杆式空压机机体运转状态的决定性因素之一。因此螺杆式空压机使用单位必须落实对采购润滑油的检验，建立多层次、多环节的润滑油质量检验小组，并且建立定期的润滑油质量抽检，充分保证润滑油质量能够满足螺杆式空压机运转的要求，保证螺杆式空压机的润滑效果，降低螺杆式空压机轴承以及转子的磨损，全面提升螺杆式空压机的使用寿命，避免烧损问题的发生。

5 结束语

螺杆式空压机作为当前空气压缩领域的主要设备，是空气压缩机市场的主要市场占有者。在螺杆式空压机使用过程中，必须充分注重其烧损问题，注重对其烧损原因的分析，并落实改进思路，保证螺杆式空压机使用的科学性和合理性，延长其使用寿命，推动螺杆式空压机使用产业的发展。