消防泵站螺杆压缩机故障诊断与分析

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2013年第 4期 李建军：消防泵站螺杆压缩机故障诊断与分析 · 183 ·剧升高，还可能造成转子和定子热膨胀不均匀，使转子与定子磨损，当时从现场各压力表观察，冷却油的压差表和压力表都在正常值范围内，未发现有堵塞现象，所以此故障原因可以排除；冷却油的油温过高，所能带走的热量有限，对油冷器的多方检查和现场测量也排除了此故障原因；人口温度过高，也是造成排气温度过高的-个重要原因，通过与装置操作人员沟通 ，了解到机组发生故障时，操作工艺未发生任何改变，可以排除此现象。

3.2 机械磨损机械磨损可产生大量热量，致使排气温度升高，还可能造成转子、定子磨损严重甚至报废，本次机组停机就是因转子排气端端面与排气轴承座端面磨损造成的♀体发现阴阳转子排气端面与排气轴承座端面磨损严重，特别是阳转子端面已磨出 1 mm～2 mm深的沟槽 。

检修时从轻微磨损的阴转子所测得的数据来看，该机组出厂组装时，排气端面间隙过小，只有 0.05mm，而标准为 0.08 mm～0.10 mm。是否由于介质不干净且含有较大的硬质颗粒造成的，经同-系统的4号机组运行正成证明介质是干净的。但是本机组是新安装的，所有管线吹扫是否干净，无法控制，也可能是由于有硬质颗柳入机体内造成的。此机组阴转子是由-对背靠背安装的圆锥滚子轴承(31315)来承受轴向载荷的，阳转子是由-个圆锥滚子轴承(31315)和-个角接触轴承(7315BEJ)背靠背安装来承受轴向载荷的，两对定位轴承的游隙都严重超标，阳转子游隙为 0.10 mm，阴转子游隙为 0.12 mm，而标准要求为0.02 mm～0.03 mm。在机组运行过程中，压缩气体会产生热量，机组受热产生热膨胀，根据受热情况的不同转子的热膨胀比壳体大，这样也有可能使排气端面间隙越来越小，此时介质中的硬质颗柳入两端面之间就会造成磨损 。

3.3 轴封装置本机组采用迷宫密封波纹管密封，在转子的每- 端均设有-套轴封组件，靠轴承-侧充油起密封冷却作用，密封油压力为 0.4 MPa，阴转子出端结构示意图如图 2所示。检修发现，排气端-次平衡未经过迷宫密封节流减压就直接回人口(见图2中A点)，此时B点是用丝堵封起来的，C点为二次平衡孔，排出端介质压力为 1.0 MPa(表压)，入口压力为 0.12 MPa(表压)，在大的压差作用下，介质未经节流减压，快速经-次平衡管(A点)流人人口管，在此过程中会产生大量的热量，所以开机以来-次平衡管温度比较高。其次高流速也容易将介质中的硬质颗粒带到排气端面截留下来，引起端面磨损。最重要的就是不能很好地降低密封腔压力，增大了端面比压，加速了密封面的磨损，降低了密封的使用寿命。因此检修中对迷宫密封进行了如下改造：首先将间隙控制在 0.30 mm～0.40 mm范围内；其次把-次平衡孑L A往后移，即将 A孔用丝堵封起来，用 B孔作为-次平衡孔。

图 2 阴转子出端结构示意图从以上分析可知，排气温度高、平衡管温度高、停车后盘不动车的原因是设备本身设计、温度作用、颗粒磨损等多方原因造成的。

4 螺杆压缩机故障问题的解决根据该压缩机的结构特点可知，同步齿轮的装配精度对齿轮的工作性能有着很大的影响，必须严格按照操作规程进行。

系统中支撑轴承采用 4个 NU2315圆柱滚子轴承；阳推力轴承采用 1个 31315圆锥滚子轴承、1个7315BEJ角接触轴承；阴推力轴承采用 2个 31315圆锥滚子轴承；推力盘采用 1个 31308圆锥滚子轴承。

4.1 推力轴承装配及游隙的调整图 3为推力轴承组件结构示意图～支撑轴承2、内圈调整垫 3、垫片 4、圆锥滚子轴承 5、调整垫 6、角接触轴承 7先后装入轴承座 1内，然后用螺钉将压盖8与轴承座鹏，再用测量专用工具(芯轴)插人轴承内孔，用百分表测量轴承游隙，调整调整垫 6使轴承游隙保持在0.01 mm～O.03 mm。调整垫片时注意应保证两面的平行度。

· 184 · 机 械 工 程 与 自 动 化 2013年第 4期4.2 排气端间隙的调整图 4为排气端组装示意图～密封、支承轴承和推力轴承组装好后，先不装同步齿轮，使用假套把轴承背紧，调整排气端面间隙：先将转子推到排气端-侧，使排气端平面间隙变成零，然后测出调整垫待安装的间隙y，在这里假设要求的排气端面间隙为 X，测得间隙为 y，那么调整垫的厚度为 Z-y-X。于是磨削调整垫，使其厚度为 Z，然后将该调整垫插入间隙处，用螺钉将止推轴承座与排气座相连，并鹏螺钉，使用百分表测量，看鹏前后的数据是否等于 X。本机组要求排气端面间隙为 0.08 mm～0.12 mm，排气端面间隙太大会影响压缩机的排气能力，而太小则会使转子末端与气轴承座相碰，故应予以注意。

- 垫片；5-圆锥滚子轴承，6-调整垫；7-角接触轴承；8-压盖图 3 推力轴承组件结构示意图图 4 排气端组装示意 图需要注意的是：①加减半开式调整垫时，应保证两半圆垫的厚度-致；②调整好转子端面间隙后，应复查轴承游隙。

4.3 组装同步齿轮检查齿轮的键与键槽的配合 ，要求过盈量 为 0.02mm～O.03 mm。装配时，使用冷装法，也就是把键冷冻装配。用百分表或塞尺检查齿面的总间隙 ，打百分表时，阴转子不动，转动阳转子，此表值为齿面啮合的总间隙。由于阴、阳螺杆的齿数比为 6：4，需经多次盘车，反复检查阴、阳转子的啮合间隙，找出最小值。

(1)调整啮合间隙：将主动齿轮和从动齿轮的轮毂使用热装法分别安装到位，然后对好记号将厚齿装到轮毂上，此时在阴、阳转子型面之间加入适当的铜皮条(铜条厚度 、 就是啮合间隙， - )，轻轻按工作旋转方向转动-下阳转子，阴转子不要动，使工作面紧密相贴，这样同步齿轮处在工作状态下。检查被压铜条的松紧程度，要求两边间隙-致。

(2)调整齿侧间隙：将薄齿片装到轮毂上，用螺栓将厚、薄齿片固定到轮毂上去，并在 4个点上测量齿侧隙(用百分表)，当测量值小于要求的侧隙值时，向逆旋转方向滑移薄齿 片。本机组同步齿轮侧隙为 0.03mm～O.05 mm，调节完毕后鹏装在厚、薄齿片间的紧固螺栓，然后验证侧隙并且在销孔处打人定位锁。

5 结束语螺杆压缩机故障经诊断与处理后运行效果良好，在今后的运行 中应注意两点 ：①在开停机时，严禁机组反转，如果反转则会损伤同步齿轮，同步齿轮正常运行时是厚齿相接触，薄齿只是限位；②严格控制冷却油的注入量，机组使用的冷却油为 N46冷冻机油，建议更换抗泡性能比较好的润滑油，如 N46透平油。