空壓機(jī)結(jié)構(gòu)分析

1、單位名稱序號(hào)1單位名稱序號(hào)2摘要： 本文通過對(duì)INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的組成及原理分析，為噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)組的運(yùn)行、維護(hù)和檢修提供理論支持。為檢修后的空壓機(jī)提供驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。單位名稱序號(hào)3 目前，采油平臺(tái)供儀表用氣和氣動(dòng)設(shè)備用氣的空壓機(jī)有往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩種。而旋轉(zhuǎn)式空壓機(jī)又以INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機(jī)居多。這種空壓機(jī)主要有SSR MH37型、MH45型、MH50型、M55/MH55型、M75/MH75型等幾種型號(hào)。它們的共同特點(diǎn)是：低噪聲箱式結(jié)構(gòu)，無振動(dòng)，無需基礎(chǔ)，安裝簡(jiǎn)單；PLC控制，操作方便，配有氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；100%連續(xù)無故障運(yùn)行

2、能力強(qiáng)；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠；無泄漏設(shè)計(jì)，可靠耐用，易損件少，維護(hù)保養(yǎng)少?？諌簷C(jī)運(yùn)行到一定時(shí)間后，必須進(jìn)行必要的保養(yǎng)和維修。有時(shí)由于操作失誤或系統(tǒng)原因?qū)е聶C(jī)組異常停機(jī)，這時(shí)需要對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行解體檢修。這樣就必須掌握這種空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及系統(tǒng)原理，才能對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行較為全面的維護(hù)和保養(yǎng)。本文將通過較為詳細(xì)的介紹和分析噴油螺桿式空壓機(jī)組的結(jié)構(gòu)特征，摸清設(shè)計(jì)意圖，為噴油螺桿式空壓機(jī)組的維修提供比較完善的技術(shù)資料。1. 前言單位名稱序號(hào)42. 噴油螺桿式空壓機(jī)組的組成和工作原理 SSR空壓機(jī)是電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單級(jí)壓縮的螺桿空壓機(jī)，加上后處理裝置及底座，成為完善的系統(tǒng)。系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖1所示，主要有以下幾部分組

3、成： 單位名稱序號(hào)52.1 進(jìn)氣過濾系統(tǒng) 即空氣過濾器，保證進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣清潔。當(dāng)空氣過濾器指示儀顯示紅色時(shí)，空濾器需要更換。更換空濾芯時(shí)，先松開翼形螺母，取下蓋子，小心拆除舊濾芯，安裝新濾芯，注意不要讓灰塵進(jìn)入氣閥?？諝鉃V芯每隔2000小時(shí)更換一次，可以保持進(jìn)氣的清潔。單位名稱序號(hào)62.2 壓縮機(jī)和電機(jī)總成 壓縮機(jī)體為噴油雙螺桿式，其結(jié)構(gòu)及工作原理下文專門論述。驅(qū)動(dòng)電機(jī)為三相異步電機(jī)，有開式和封閉式。開式電機(jī)冷卻效果較好，但在海上運(yùn)行空氣濕度大，有鹽霧，待機(jī)過程中絕緣容易受損。最好采用閉式防暴電機(jī)，可以提高機(jī)組的整體使用壽命。單位名稱序號(hào)72.3 帶冷卻器的壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)（如圖2所示）圖2

4、滑油冷卻系統(tǒng)單位名稱序號(hào)8 主要由滑油冷卻器、溫控閥、滑油過濾器、斷油電磁閥及管線組成。壓縮機(jī)排氣進(jìn)入油氣分離器后，滑油的溫度與排氣溫度一致，通過散熱器將滑油溫度降為合理的溫度，再進(jìn)入壓縮機(jī)循環(huán)使用。由于排氣溫度需要控制在一定范圍內(nèi)，既要保證滑油性能又要使空氣中的水分不發(fā)生凝結(jié)。溫度低了，水分凝結(jié)會(huì)使油乳化，降低其性能。一般滑油溫度控制在70100，不超過120。INGERSOLL-RAND SSR系列空壓機(jī)多數(shù)在8090范圍內(nèi)。溫控閥的作用是保持滑油溫度為一恒定值，一般溫控閥在75左右打開。油過濾器安裝在油冷卻器與溫控閥之后。其作用是濾去油中的顆粒、粉塵和雜質(zhì)，保證轉(zhuǎn)子可靠運(yùn)行。其過濾精度為

5、20，可以單獨(dú)更換，在其頂部有一壓差發(fā)迅裝置，當(dāng)壓差超過0.5bar時(shí)，控制盤上的指示燈點(diǎn)亮，提示更換滑油濾器。斷油電磁閥在啟動(dòng)時(shí)打開，停機(jī)時(shí)關(guān)閉。保證機(jī)組停機(jī)后，壓力油倒灌入壓縮機(jī)體，從進(jìn)氣口噴出，污染損壞空氣濾器。2.3 帶冷卻器的壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)（如圖2所示）單位名稱序號(hào)92.4 油氣分離系統(tǒng)及后冷卻器、水分離器和排放系統(tǒng)（如圖3所示）圖3 空氣及冷卻系統(tǒng)單位名稱序號(hào)10 主要由油氣分離器、最小壓力閥、濾網(wǎng)和節(jié)流孔、安全閥、冷卻器、水分離器和排放管線組成。油氣分離器筒體內(nèi)的壓力由壓縮機(jī)壓縮空氣和油混合物產(chǎn)生。油氣混合物進(jìn)入分離器后，油在重力作用下存在于容器下部，氣體則經(jīng)過分離芯從容器頂部通過

6、最小壓力閥排出。最小壓力閥的作用是在油氣分離器內(nèi)形成油循環(huán)的最小壓力，同時(shí)在停機(jī)時(shí)有止逆功能，防止管網(wǎng)中的壓縮空氣向分離器內(nèi)倒灌。最小壓力閥只有分離器內(nèi)壓力超過一定值時(shí)才能打開，保持分離器內(nèi)的壓力，保證分離效果。其打開壓力值一般為4bar。2.4 油氣分離系統(tǒng)及后冷卻器、水分離器和排放系統(tǒng)（如圖3所示）單位名稱序號(hào)112.5 氣量控制系統(tǒng) INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機(jī)具備三種控制方式，以滿足不同用氣量的用戶。2.5.1 ON/OFF LINE加載/卸載控制 在此控制模式下，進(jìn)氣碟閥處于全開或全關(guān)的位置。當(dāng)機(jī)組加載運(yùn)行時(shí)，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電

7、磁閥得電，進(jìn)氣閥全開，放氣閥全關(guān)，壓縮機(jī)滿載運(yùn)行。當(dāng)機(jī)組卸載運(yùn)行時(shí)，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥失電，進(jìn)氣閥全關(guān)，放氣閥全開，壓縮機(jī)空載載運(yùn)行。最小壓力閥關(guān)閉，壓縮空氣不能回流。壓縮機(jī)以最小功率運(yùn)行，直到壓力降至壓力開關(guān)下限，系統(tǒng)重新工作，加載開始。單位名稱序號(hào)122.5.2 MOD/ACS調(diào)節(jié)/自動(dòng)控制 當(dāng)機(jī)器在調(diào)節(jié)/自動(dòng)控制模式中運(yùn)行時(shí)就自動(dòng)不再執(zhí)行ON/OFF LINE控制模式。如果空壓機(jī)在3分鐘內(nèi)完成3次加載/卸載循環(huán)，智能控制系統(tǒng)便可確定對(duì)空氣壓縮量需求很高，并切換到調(diào)節(jié)閥控制模式，通過調(diào)節(jié)氣量來滿足壓縮空氣的需求。2.5.3 MODULATION

8、ONLY單一調(diào)節(jié) 這是一種容量調(diào)節(jié)控制方式，加載時(shí)，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥得電同時(shí)使調(diào)節(jié)電磁閥得電，這樣就把經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的壓力連接到進(jìn)氣閥上，隨著系統(tǒng)壓力升高到調(diào)節(jié)閥設(shè)定點(diǎn)附近，此調(diào)節(jié)壓力下降，使進(jìn)氣閥對(duì)氣流節(jié)流。調(diào)解閥控制氣量為額定氣量的60%。如果系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，空壓機(jī)將在起跳壓力設(shè)定點(diǎn)上卸載。如果系統(tǒng)壓力跌到回跳壓力設(shè)定點(diǎn)一下，空壓機(jī)將在調(diào)節(jié)閥控制模式中加載。單位名稱序號(hào)132.6 電氣控制及儀表系統(tǒng) SSR空壓機(jī)電氣控制系統(tǒng)以INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）為核心。主要有INTELLISYS智能控制器、控制變壓器和保險(xiǎn)絲、電機(jī)啟動(dòng)器、輔助觸

9、點(diǎn)和過載繼電器、冷卻風(fēng)扇啟動(dòng)器和過載繼電器。空壓機(jī)控制系統(tǒng)主要功能有：2.6.1 自動(dòng)卸載啟動(dòng)2.6.2 ON/OFF LINE 氣量控制2.6.3 卸載停機(jī)2.6.4 自動(dòng)啟動(dòng)/停機(jī)2.6.5 空壓機(jī)故障報(bào)警2.6.6 空壓機(jī)故障報(bào)警停機(jī)2.7 保護(hù)系統(tǒng) 主要有排氣壓力高、排氣溫度高停機(jī)，電機(jī)過載保護(hù)，熱敏電阻繼電器保護(hù)等。單位名稱序號(hào)143.1 噴油螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu) 噴油螺桿式壓縮機(jī)主要由兩根螺桿及氣缸組成密封的系統(tǒng)。陽(yáng)螺桿為主動(dòng)螺桿，陰螺桿為從動(dòng)螺桿。轉(zhuǎn)子承受的軸向力方向由排氣端指向進(jìn)氣端，軸向力由一對(duì)圓錐滾子軸承承受，安裝在非驅(qū)動(dòng)端。轉(zhuǎn)子承受的徑向力由圓柱滾子軸承承受，安裝在轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)

10、端，是自有端，以消化轉(zhuǎn)子熱膨脹量。電機(jī)通過增速齒輪帶動(dòng)陽(yáng)螺桿，陽(yáng)螺桿帶動(dòng)陰螺桿，其嚙合間隙側(cè)間隙和頂間隙為0.050.10mm，螺桿與氣缸的間隙0.10mm，螺桿端面與氣缸端面間隙0.050.08mm。3. 噴油螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理單位名稱序號(hào)15圖2 噴油螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)圖1氣缸 2傳動(dòng)齒輪 3圓柱滾子軸承 4陽(yáng)螺桿 5定位銷 6調(diào)整墊片 7軸承座 8推力軸承 9軸承端蓋 10陰螺桿單位名稱序號(hào)163.2噴油螺桿式壓縮機(jī)的工作原理噴油螺桿式壓縮機(jī)的工作原理 螺桿壓縮機(jī)的工作過程分吸氣、密封、壓縮、排氣四個(gè)階段。進(jìn)氣使陽(yáng)螺桿與陰螺桿嚙合脫開，空間增大，形成負(fù)壓，此位置剛好在進(jìn)氣口，空氣

11、進(jìn)入螺桿間隙。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，氣體封在螺桿與氣缸形成的密封空間內(nèi)，陽(yáng)螺桿相當(dāng)于活塞，陰螺桿相當(dāng)于缸套，氣體被推向排氣端并不斷壓縮，當(dāng)螺桿旋轉(zhuǎn)至出口時(shí)，封在螺桿中的氣體排除，從而完成一個(gè)循環(huán)。噴油螺桿式壓縮機(jī)工作時(shí)，本身產(chǎn)生的壓力驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑油循環(huán)，滑油不斷噴入螺桿氣缸和前后軸承，既帶走壓縮空氣產(chǎn)生的熱量，又對(duì)螺桿起到潤(rùn)滑和密封作用，所以，螺桿的工作壽命很長(zhǎng)。只要日常保養(yǎng)好，可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)三倒五年一次大修。 單位名稱序號(hào)174. 常見故障，故障特征，解決措施常見故障故障特征解決措施空壓機(jī)不能啟動(dòng)沒有110V/120V控制電壓檢查保險(xiǎn)絲、變壓器和導(dǎo)線接頭STARTER FAULT啟動(dòng)器故障檢查接觸器EME

12、RGENCY STOP緊急停機(jī)將緊急停機(jī)按鈕旋到斷開位置，連按“SET”按鈕兩次MAIN MTR OVER LD or FA N MTR OVER LOAD主電機(jī)或風(fēng)扇電機(jī)過載1.手動(dòng)使主過載繼電器復(fù)位，并連按“SET”按鈕兩次2.檢查熱敏電阻繼電器溫度傳感器或壓力傳感器故障，保護(hù)動(dòng)作短接高溫保護(hù)繼電器常閉觸點(diǎn)試機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更換溫度、壓力傳感器空壓機(jī)停機(jī)HIGH AIREN TEMP 主機(jī)溫度高確保安裝區(qū)域有足夠通風(fēng)確保冷卻風(fēng)扇正常工作檢查冷卻油位，必要時(shí)加注冷卻器臟，清洗溫控閥故障沒有打開拆檢或更換螺桿壓縮機(jī)推力軸承損壞HIGH AIR PRESS 排氣壓力高檢查放氣閥或最小壓力閥是否受阻

13、或無動(dòng)作LOW SUMP PRESS 油箱壓力低檢查筒體或放氣管路是否漏氣、漏油CK MOTOR ROTATION 電機(jī)旋向不對(duì)啟動(dòng)器接頭（L1,L2,L3）中任兩個(gè)對(duì)調(diào)單位名稱序號(hào)18空壓機(jī)停機(jī)PRESS SENSOR FAIL or TEMP SENSOR FAIL 壓力傳感器或溫度傳感器檢查傳感器，傳感器接頭和導(dǎo)線MAIN MTR OVER LD or FA N MTR OVER LOAD主電機(jī)或風(fēng)扇電機(jī)過載檢查導(dǎo)線是否松動(dòng)；檢查供給電壓；檢查冷卻器是否臟STARTER FAULT 啟動(dòng)器壞檢查啟動(dòng)器接觸器/檢查導(dǎo)線是否松動(dòng)系統(tǒng)氣壓低空壓機(jī)在“卸載”運(yùn)行按UNLOAD/LOAD卸載/加載

14、按鈕控制器起跳壓力設(shè)定點(diǎn)過低按UNLOAD/STOP卸載/停機(jī)按鈕，將起跳壓力調(diào)高一點(diǎn)空氣濾芯臟檢查濾芯狀況，必要時(shí)更換漏氣檢查空氣系統(tǒng)管道水分離器排水閥打開后卡死檢修水分離器進(jìn)氣閥未開足檢修并檢查控制系統(tǒng)狀況系統(tǒng)用氣量超過空壓機(jī)輸出安裝大一點(diǎn)規(guī)格的空壓機(jī)或加裝一臺(tái)空壓機(jī)空壓機(jī)連續(xù)加載或加載時(shí)間過長(zhǎng)壓縮機(jī)效率低，螺桿端面間隙過大單位名稱序號(hào)19冷卻油消耗大/空氣系統(tǒng)含油份過大冷卻油位太高檢查油位，必要時(shí)放油降低油位油分離芯堵塞檢查分離器壓降油分離芯漏油檢查分離器壓降，如壓降低就更換油分離器回油節(jié)流孔/濾網(wǎng)堵塞拆下檢查、清洗空壓機(jī)工作壓力低（5.3bar或更低）調(diào)整使其在額定壓力下工作冷卻油系統(tǒng)

15、泄漏檢查管線及接頭，重新緊固空氣系統(tǒng)含水水分離器壞/冷凝水排放閥壞檢查、清洗或更換冷凝水排放閥或其管道堵塞檢查、清洗后冷卻器芯臟檢查、清洗罩殼面板未裝好裝好面板冷凝水排放管道/排方閥安裝不當(dāng)讓排放管道從排水閥端向下傾斜；安裝冷凝水排放閥系統(tǒng)未裝冷凍式或再生式干燥器聯(lián)系安裝干燥器容量低/前置和后置濾器堵塞更換大容量干燥器；清洗、更換濾芯噪聲大壓縮機(jī)/電機(jī)故障（軸承損壞或刮缸）停機(jī)解體檢修，更換軸承罩殼面板未安裝裝好面板振動(dòng)大部件松動(dòng)檢查并緊固電機(jī)地腳未把緊/對(duì)中效果差檢查電機(jī)地腳螺栓，檢查定位銷電機(jī)或壓縮機(jī)軸承損壞解體檢查、更換軸承安全閥起跳空壓機(jī)運(yùn)行壓力過高調(diào)節(jié)智能控制器設(shè)定點(diǎn)閥壞換閥單位名稱序號(hào)20結(jié)論通過對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)工作過程的分析，對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理的論述，可以看出，噴油螺桿空壓機(jī)涉及的專業(yè)知識(shí)較多，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)械、空氣動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、自動(dòng)控制等方面的知識(shí)。對(duì)于維修來說，可以不考慮其流體的工作過程，只掌握其主要的工作原理和運(yùn)行規(guī)律就行。如果