双螺杆压缩机常见故障分析及处理

罗玉林，郭贝贝，轩露

（1.五邑大学智能制造学部，广东 江门 529020；2.湖北省工业自动化技师学院，湖北 石首 434499）

双螺杆压缩机目前被众多学者所研究，通常被称为螺杆压缩机，和其他类型压缩机相比，其是一种比较新颖的容积式压缩机。由于其结构简单、稳定性好及操作维修方便等，被大范围使用在制冷行业、空气动力、石油化工、建筑、机械等工业领域。双螺杆压缩机作为各大中型公司中重要的动力输出机械装置，其运转状况的好坏将直接影响公司的生产状况。如果螺杆压缩机在维护维修方面出现问题，其运转时就会发生各种故障和异常现象，这样会对整个机组的使用寿命以及公司的生产效率造成严重的影响。

1 双螺杆压缩机的简介

1.1 双螺杆压缩机的基本结构

双螺杆压缩机是由一对相互啮合的阴阳螺杆平行地放置在“∞”型壳体中。其中，阳螺杆是指在节圆外具有凸齿的转子；阴螺杆是指在节圆内具有凹齿的转子。一般在压缩机壳体的吸、排气两端面处，会分别布置大小合适且形状适宜的孔口，一个用作吸气，另一个用作排气。其基本结构如图1所示。

图1 双螺杆压缩机的基本结构

1.2 双螺杆压缩机的工作原理

双螺杆压缩机在运行过程中，一般要经过吸气、压缩和排气三个循环过程。其工作原理是：两个相互啮合的阴阳转子根据设定的传动比在壳体内以相反的方向进行旋转，通过转子的不停转动进而达到缩小工作空间的目的，最终会对吸入的气体或气液混合体进行压缩。当阴阳转子在进行运转时，螺杆转子齿的一端从彼此啮合到相互脱离啮合，就产生了型的齿间容积。

随着齿距容积的不断增大，齿间容积也逐渐增大，当达到最大值时，吸气过程结束。达到压缩过程时，随着螺杆转子的继续运转，螺杆转子齿继续啮合，此时，工作容积逐渐减小，齿间容积里的气体也会相应减小，使气体压强增大，这就实现了气体的压缩。随着转子的转动，双螺杆压缩机依次完成吸气、压缩和排气三个过程。

1.3 双螺杆压缩机的分类

双螺杆压缩机的分类方法有多种。其中，按运行方式不同可以分为无油压缩机和喷油压缩机；按被压缩气体的种类和用途不同可以分为空气压缩机、制冷压缩机和工艺压缩机；按结构形式不同又可以分为移动式和固定式、开启式和封闭式等。常见的分类方法如图2所示。

图2 双螺杆压缩机的分类

1.4 双螺杆压缩机的特点

（1）双螺杆压缩机的优点。双螺杆压缩机是一种通过改变工作容积来实现的容积式压缩机，同时，具有往复式压缩机和离心式压缩机的优点：第一，可靠性高。螺杆压缩机结构简单，主要工作零部件较少，没有像气阀、活塞等容易磨损的零部件，运转可靠度高，运行时间可长达4～8万个小时。第二，动力平衡性好。螺杆压缩机所受的惯性力都是平衡的，整个机组运行比较稳定，可以实现无基础运转，而且它的体积小、重量轻、放置需要的空间少。第三，运行速度快。双螺杆压缩机在运转时，它的齿顶线速度很大，每分钟转速可高达一万转，和其他类型的压缩机相比，它的排气脉冲也相对较低。第四，适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，不管排气量大还是排气量小，它都能保持较高的工作效率，能够在复杂的环境下运行。第五，单级压力高。螺杆压缩机的转子齿面间存在间隙，对吸入的气体或液体有很好的耐冲击性，在相同的压力下，螺杆压缩机的排气温度比活塞式压缩机要低。

（2）双螺杆压缩机的主要缺点。第一，造价贵。双螺杆压缩机的转子齿面是空间曲面，加工这种齿面需要用到特制的刀具和专用的机械加工设备，加工难度大，制造成本高。第二，不适用于高压环境。双螺杆压缩机在高压环境下工作时，随着环境压力的不断增大，转子和轴承也会逐渐磨损，这样就会使转子的刚度大大降低，也会影响其他构件的使用寿命。通常情况下，双螺杆压缩机需在排气压力不高于1.6MPa的环境下使用。第三，只适用于排气量大的情况。当吸入的气体进入阴阳螺杆转子的齿间容积时，齿间间隙会对气体进行密封和压缩，所以双螺杆压缩机在容积流量大于2m3/min的情况下运转才会平稳。第四，噪声大。在运行过程中，双螺杆压缩机会进行吸气、排气过程，气体循环往复地高速通过吸、排气孔口，这样就使整个机组产生较大的噪声，影响周围环境。

2 双螺杆压缩机的常见故障分析

表1 双螺杆压缩机常见故障及原因分析

表2 双螺杆压缩机常见故障对应的处理方法

双螺杆压缩机具有结构简单、工作零部件较少等特点，其主要由一对相互啮合的螺旋形转子、机体、轴承及轴封、密封装置和同步齿轮等组成。双螺杆压缩机在工作过程中经常发生的故障及原因分析如表1所示。

3 双螺杆压缩机常见故障的处理方法

通过对双螺杆压缩机的常见故障及原因分析，给出如下相对应的处理方法，如表2所示。

4 结语

双螺杆压缩机在许多企业中都得到了广泛的使用，其运行情况是否稳定很关键。本文介绍了双螺杆压缩机的基本结构、工作原理、分类及优缺点，对双螺杆压缩机经常会出现的故障及发生故障的原因进行了详细的分析，并针对各种故障分别列出了相对应的处理方法，对双螺杆压缩机的结构设计、维护和保养具有可靠的参考价值。但同时也要不断改进整个机组的维护技术，完善相关保养制度，并及时检查压缩机的运转情况，做到提前预警。