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雙螺桿壓縮機(jī)以其便于制造、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于空氣動(dòng)力、工業(yè)制冷、中央空調(diào)和工藝流程等場(chǎng)合,而被稱為“通用機(jī)械”。
常用的螺桿式空氣壓縮機(jī)無論其功率大小,其工作原理均為配套的陰陽轉(zhuǎn)子被動(dòng)旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生壓縮空氣,經(jīng)油氣分離器冷卻過濾后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存,作為潔凈的壓縮空氣使用??諝鈮嚎s機(jī)的主要機(jī)構(gòu)是陰陽轉(zhuǎn)子,陰陽轉(zhuǎn)子出現(xiàn)故障,將嚴(yán)重影響螺桿式空氣壓縮機(jī)正常使用。
一、轉(zhuǎn)子部件
轉(zhuǎn)子部件由主動(dòng)轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子)、從動(dòng)轉(zhuǎn)子(陰轉(zhuǎn)子)、主軸承、止推軸承、軸承壓蓋、平衡活塞以及平衡活塞套等零件組成。
a.轉(zhuǎn)子的作用
陰、陽轉(zhuǎn)子是螺桿壓縮機(jī)中最核心的零件。轉(zhuǎn)子的加工精度、形位公差要求都很高,精加工后還必須做試驗(yàn)方可使用。主動(dòng)轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器與電機(jī)直聯(lián),并帶動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
螺桿空壓機(jī)轉(zhuǎn)子分陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子。陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子都有螺旋的突齒,在密封殼內(nèi)平行地相互嚙合。這兩個(gè)轉(zhuǎn)子在殼的兩端由軸承支承,這樣,它們相互之間可以不接觸地轉(zhuǎn)動(dòng)。在兩轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與殼體之間,保持有很小的間隙。在軸承和轉(zhuǎn)子室之間,分別配備有油罩和軸密封裝置,用來防止軸承潤(rùn)滑油進(jìn)入到壓縮室內(nèi)或壓縮氣體泄出到外面。為了保持轉(zhuǎn)子的相關(guān)位置處在精確的點(diǎn)上,在軸端上配備有精密加工的同步齒輪。在轉(zhuǎn)子與殼體之間,保持有一間隙,為壓縮室提供潤(rùn)滑油,防止金屬摩擦損壞。
b.轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)
螺桿壓縮機(jī)其獨(dú)特的轉(zhuǎn)子外形和其呈大的螺旋角度,是螺桿壓縮機(jī)的重要特點(diǎn)。在轉(zhuǎn)子外形上存在許多變化,現(xiàn)介紹的轉(zhuǎn)子外形是不對(duì)稱型,都有兩個(gè)突狀面,陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子有相同的外徑,但突齒的數(shù)目分別是4和6。就陽轉(zhuǎn)子來說,齒輪的節(jié)圓在突齒的根部,而對(duì)陰轉(zhuǎn)子來說,齒輪的節(jié)圓在突齒的梢部,結(jié)果是陽轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是陰轉(zhuǎn)子的1.5倍。
c.轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)
假設(shè)陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子互相嚙合,就陽轉(zhuǎn)子而言,互不嚙合的齒間間隙近似于分別對(duì)稱地對(duì)著轉(zhuǎn)子的中心線,所以,來自氣體壓力的力近似于直接對(duì)著中心。
在兩個(gè)螺桿嚙合的密封點(diǎn)兩側(cè)出現(xiàn)壓差,而由于氣壓的作用產(chǎn)生穩(wěn)定的力,這個(gè)穩(wěn)定的力在與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向上起作用。如果陰轉(zhuǎn)子在另一面,一相互嚙合的點(diǎn)處于突齒的裂口處,所有的氣壓都近似于直接對(duì)著轉(zhuǎn)子中心。
所以,對(duì)于陰轉(zhuǎn)子來講,來自氣壓的穩(wěn)定轉(zhuǎn)力是很小的,陰轉(zhuǎn)子像一個(gè)旋轉(zhuǎn)的密封,來自于氣體壓縮的轉(zhuǎn)力幾乎完全作用在陽轉(zhuǎn)子上。也可以說,作用在陰轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)力僅相當(dāng)于軸承的損失和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)損失。因此,當(dāng)陽轉(zhuǎn)子是一驅(qū)動(dòng)軸時(shí),同步齒輪儀用于陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的定位,通過同步齒輪從陽轉(zhuǎn)子傳遞動(dòng)力至陰轉(zhuǎn)子,同步齒輪只在很輕的荷載下工作。
d.嚙合
在進(jìn)氣端,兩個(gè)轉(zhuǎn)子結(jié)束相互嚙合時(shí),齒間間隙擴(kuò)大,在殼內(nèi)周邊提供了寬的入口孔。吸入氣體到突齒間隙內(nèi)。入口孔對(duì)齒閘間隙是打開的,直到充入氣體為止。在排放側(cè)和周邊,內(nèi)齒間隙由殼內(nèi)壁來密封。
抽吸結(jié)束后,抽吸側(cè)也由殼內(nèi)壁來封閉,抽吸的氣體都被密封了。
e.轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度
如果起點(diǎn)是從相互嚙合的起點(diǎn)開始,齒間間隙內(nèi)容量的改變可以通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度來表示.
f.容量和壓力的改變
當(dāng)齒間間隙的壓力達(dá)到理想的排放壓力時(shí),如果排放孔被這樣定形,就使得齒間間隙開始重疊這個(gè)孔。然后排放過程開始,齒間間隙內(nèi)的所有氣體被強(qiáng)制壓出到排放側(cè)。實(shí)際的壓力一旋轉(zhuǎn)角度曲線。只有當(dāng)氣體被強(qiáng)制從齒間間隙壓出到排放側(cè)時(shí),由排放孔的大小來確定的壓力是呈幾何學(xué)的。所以,排放孔的大小,可用于確定特殊的運(yùn)行壓力。
因此主軸承一般采用滑動(dòng)軸承,又叫主軸瓦,是用來支承轉(zhuǎn)子、承擔(dān)徑向力的。主軸承內(nèi)表面襯有一層耐磨合金,磨損較大或拉毛、拉傷時(shí)應(yīng)更換。主軸承在工作中靠潤(rùn)滑油潤(rùn)滑,各油路必須通暢。更換新軸承時(shí)要采取“刮研(花)”處理。如果軸承使用偽劣產(chǎn)品會(huì)導(dǎo)致主機(jī)粘死、噪聲大等情況,就必須進(jìn)行主機(jī)大修處理。
二、陰陽轉(zhuǎn)子的一般故障現(xiàn)象
1.正常機(jī)械磨損和老化
1.1轉(zhuǎn)子陰陽齒道外徑的磨損;
1.2轉(zhuǎn)子缸筒的正常磨損。
2.人為的機(jī)械損壞
2.1陰陽轉(zhuǎn)子齒道外徑的劃傷;
2.2 轉(zhuǎn)子缸筒的劃傷;
2.3 轉(zhuǎn)子進(jìn)氣、排氣端蓋側(cè)面劃傷;
2.4 進(jìn)排氣端軸承的磨損及軸承端蓋內(nèi)圓的磨損;
2.5 轉(zhuǎn)子軸承位置軸徑的磨損;
2.6 陰陽轉(zhuǎn)子軸端產(chǎn)生變形。
3.擦傷或卡死的一般部位
3.1陰、陽轉(zhuǎn)子間的擦傷與卡死(咬合);
3.2轉(zhuǎn)子外徑與機(jī)體內(nèi)壁之間;
3.3轉(zhuǎn)子排氣端面與排氣軸承座之間;
3.4轉(zhuǎn)子吸氣端的軸頸與機(jī)體的軸孔之間;
3.5轉(zhuǎn)子排氣端的軸頸與排氣軸承座的軸孔之間。