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五十一.螺杆压缩机机头卡死原因案例分析
五十一.螺杆压缩机机头卡死原因案例分析

今年4月份,我局在走访企业时收到了非质量原因导致的一起压缩机主机“卡死”案例:某食品加工企业所用浙江某品牌LG-6.2/8G双螺杆压缩机机头抱死,导致设备无法正常运行,确定为机头螺杆卡死,经检查发现,导致卡死的主要原是内部轴承支撑架开裂。
压缩机故障最严重的后果就是出现主机的突然“抱死”。一旦出现这样的情况,如果电器保护系统反应不及时或保护失效,可能给主电机和电器系统带来严重的损害。对于主机“抱死”的处理,一方面大修的维修费用会比正常大修要昂贵许多,另一方面由于主机元件会有损伤,因此修复后主机的综合性能也会较正常大修的主机要差一些。如果主机损伤严重程度已经到了不具修复价值或根本无法修复的,则只能报废掉更换新主机,损失更最大。新购主机的费用通常是购买整台压缩机组费用的三分之一左右,远远高于正常情况下的主机大修费用,而正常情况下大修合格主机的综合技术性能和新主机却非常相近!
我们应该明白,就算是质量再好的压缩机主机,长时间使用或者使用时操作不当都会有一定几率造成压缩机机头出现卡死的现象。机头卡死固然和压缩机本身质量有关,但并不是全部,其他客观因素的影响也不容忽视,所以,为了节省企业的支出,要对除压缩机本身之外引起机头抱死/卡死的其他原因进行分析和处理。找到原因,然后再对症下药,才能更好的保护压缩机。
螺杆压缩机主机是机组中最重要的部件,主要由机体组件、一对相互啮合的阳、阴转子、轴承、轴封等组成。由于压缩机机头是机组中最重要的部件,机体内装置的均为精度极高的运动构件,因此在运转中,不允许固体杂物进入机体内,以免发生故障,影响使用。主机是机组的核心,为保持其功能,除保证应具备的运动间隙外,还要保证工作环境工况适宜,供油润滑系统正常,保证适宜的喷油量。
螺杆式压缩机主机正常运行时,螺杆与螺杆之间、螺杆与主机壳体及高低压端面之间都是不接触的,主要由以下三个方面的条件来保证: 
1、螺杆、主机壳体和高低压端的加工都是高精度。该精度保证了主机装配后,螺杆与螺杆之间、螺杆与主机壳体之间有适当间隙,该间隙大小已经充分考虑到了主机高温运行时螺杆及壳体会发生形变的问题;
2、螺杆与高低压端面的间隙大小是根据技术要求在进行螺杆装配时保证的。主机运行时螺杆没有轴向窜动,而螺杆的径向允许位移则是由高精度的轴承来保证的;
3、主机正常运行时润滑油形成的油膜使螺杆与螺杆之间不直接接触。
综上,我们可以知道,造成压缩机螺杆压缩机主机卡死的内外部原因可能有:
1、机头排气端间隙不良。用户使用一两个重负荷工作日,发生卡死情况后,故障在拆检时通过测量间隙值应很容易判定。
2、机头进气端间隙不良卡死。由于机头进气端的间隙是由机头生产厂确定,而进气间隙与排气间隙相比要大许多,所以出现进气端卡死几率较小。对大多数机型而言,在进气口用肉眼即能看到进气端是否有烧结现象。此故障产生的原因大多是由于油的原因使排气端定位轴承磨损过大,转子向进气端轴向位移造成进气端间隙过小。也可能由于排气端定位螺母松动而产生转子向进气端轴向位移,造成进气端间隙过小甚至金属直接刮碰(一般常见于自行修理的机头,定位螺母锁紧力矩不当或螺纹密封胶型号不对)。
3、反转卡死。由于绝大多数螺杆机均是单向定位,正常工作时,圆锥推力轴承承受了压缩空气向进气端推动转子的作用力并保证了排气间隙。当反转时,压缩空气产生的推力会将转子推向排气端,造成金属接触烧结而卡死。虽然大多数机头均设计有反向浮动定位的碟形簧等以平衡此推力,但仅允许短时间空载反转,以确定正确旋转方向。整机厂均设计有防止反转的相应保护,所以一般只有在保护失灵,或更换电机接线、更换开关等时发生。
4、润滑油原因
a.长期停用(包括运输),压缩机配件机头内部油量不足,造成瞬间缺油,导致卡死,所以长期停机的设备要先往机头内加足量的油,再启动设备;
b.运行的机器供油不足,包括润滑油更换或添加不及时,或油路堵塞、泄露,导致机头缺油卡死;
c.油位过低导致螺杆转子两端的轴承在运行过程中失去润滑,造成轴承严重磨损使阴阳螺杆发生摩擦卡(抱)死。
d.润滑油中杂质太多。可能是使用者未及时换油,油质不好,混用油或油太脏等原因造成机头冷却不良,油积碳使转子与机壳烧结在一起,多发生在转子排气端面与机壳或转子轴外圆与机壳内孔部位。所以选润滑油、更换润滑油比较关键,使用劣质润滑油或超期使用时更容易发生此类事故。
5、压缩机轴承老化磨损严重
检测轴承磨损程度可以在轴承没拆下时,拨动轴承内下侧滚针或滚珠,如能轻松拨动说明需要更换了。随着压缩机运行时间的推移,压缩机机头大修轴承必然会产生磨损,从而导致螺杆产生轴向窜动值及径向窜动值增大,该变化会让螺杆与螺杆之间、螺杆与主机壳体及前后端面之间的间隙发生变化。
该间隙变化在轴承寿命期限内是正常的、允许的,而由此产生的压缩机产气量衰减及传动电机负荷增加也是正常的、允许的。但是,当螺杆压缩机配件轴承磨损及主机配合间隙超过允许的极限量后,就可能发生严重后果。
6、异物进入卡死。多见于维护时不注意,异物从进气口吸入,造成卡死。个别的也有油滤损坏,较大杂质颗粒从喷油口进入卡死,对于较大的带齿轮的机头,也有齿轮损坏而脱落的齿渣经回油口吸入吸气腔造成转子卡死。在维修此类机头时一般在回油口加一铜网,以避免齿轮损坏时故障扩大。
例如,2012年6月,某大型企业动力车间压缩机巡检工打扫卫生时发现90kW的螺杆压缩机停机,尝试启动,压缩机不能启动。找到值班电工对电气系统进行检查,检查后发现电机及电器线路正常,但仍然无法启动,初步怀疑是PLC出现故障。后经检查压缩机电气系统及PLC均正常,尝试启动时电流高达800-900A,判断为压缩机机头故障。将电机与压缩机机头分离后,人工不能盘动螺杆压缩机转子。初步判断机头轴承散架卡死导致转子不能转动,但打开机头轴承盖检查,轴承完好没有散架,发现机头不能转动的原因为壳体中阴阳转子卡死。
机头发到压缩机生产厂,经厂家拆卸后检查,发现造成压缩机机头卡死无法拆卸的原因是一根M12螺栓掉落进去卡死。经压缩机厂家维修技术人员分析,造成螺栓掉落进去的原因是维修时遗留在压缩机上的螺栓,在压缩机振动和进气阀口空气吸引力的作用下,随空气吸入机头内部,最终造成机头卡死。
7、齿轮卡死。由于带齿轮的机头其齿轮靠专门的喷油孔喷油润滑冷却,所以当油质不好时,很容易造成喷油孔积炭、堵死,从而使齿轮卡死。
螺杆压缩机机头出现卡死的故障时,首先要将电动机与空压机机头脱开,检查单独转动机头以确认是否已卡死,此故障为严重故障,建议用户不要自行拆卸,可及时与经销商、厂家联系以确定修理方案。进行保养维护螺杆压缩机,有助于延长空气压缩机的使用寿命,空气压缩机的保养维护也是一项重要的开支,所以要请专业的压缩机操作人员进行。
压缩机机头卡死主要的解决方法有:(1)化学物品清洗后拆检;(2)手动拆检;(3)液压法拆检;(4)电解法拆检。
正常的压缩机维保工作既是设备正常运转的基本要求,也是企业控制设备维护成本、避免不必要的资金损失和保障企业正常生产的基本要求。因此,对压缩机按时、按标准进行维保,并且对机器运行状态进行检测不仅是必要的,而且也是必须的!
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