螺杆压缩机“抱轴”是一个压缩机极其严重的故障,专业上常称为“咬合”(Seizure)。其核心原因是转子之间或转子与壳体之间的精密间隙消失,相互啮合的阴、阳转子之间,或者转子与壳体之间,由于失去正常的微小间隙而发生直接接触、剧烈摩擦、瞬间产生高温,最终熔化粘连在一起最终导致转子卡死并严重损坏的现象。
其根本原因在于 润滑油膜失效,无法起到隔离、润滑、冷却的作用。具体可分为以下几个层面:
一、 直接原因:油膜失效与直接接触
螺杆压缩机的阴阳转子在正常工作时是不直接接触的,它们依靠高速旋转时形成的动力油膜和喷入的润滑油来保持微米级的间隙。一旦这个间隙消失,金属与金属直接干摩擦,瞬间产生极高的热量,局部温度可达材料熔点,导致金属微观表面熔化、焊接(粘连)在一起,在巨大的扭矩作用下发生严重的撕裂性损坏。
二、 根本原因分析
导致油膜失效和间隙消失的因素非常复杂,主要可以归纳为以下几类:
1. 润滑系统故障 (也是最常见的原因)
润滑油量不足: 油位过低、油路堵塞、油泵故障、油滤严重堵塞等,导致喷入压缩腔的油量不足以形成足够厚度的油膜。
展开剩余73%润滑油品质问题:
油品老化劣化: 润滑油超期使用,氧化严重,产生积碳和油泥。这些硬质颗粒物会磨损转子,并可能堵塞油路和喷油孔。
油品选型错误: 使用了粘度不对、品牌型号不匹配或质量不达标的润滑油。粘度过低无法形成有效油膜;粘度过高则流动性差,冷却和润滑效果下降。
油品污染: 系统进入水分、制冷剂液体(在低温下稀释润滑油)、灰尘、金属碎屑等杂质,破坏了润滑油的性能。
2. 冷却系统失效
压缩机运行温度过高。如果冷却器(油冷却器、后冷却器)效率下降(如结垢、堵塞、风扇故障),润滑油和机头的温度会急剧上升。
高温会导致润滑油粘度下降,油膜承载能力减弱,同时使转子等部件热膨胀,使得原本微小的间隙进一步减小,极易发生接触。
3. 装配与磨损问题
轴承磨损或损坏: 转子的轴向和径向定位完全依靠轴承。如果主轴承磨损,会导致转子发生位移,破坏原有的精密装配间隙,造成转子与壳体或转子之间接触。
装配不当: 在大修或维护后,如果装配间隙调整不当(如间隙过小),或者使用了不合格的零部件,也埋下了抱轴的隐患。
4. 操作与系统问题
频繁启停或负载突变: 特别是在高温状态下频繁启动,热胀冷缩应力变化大,容易引发问题。
内部压力异常: 系统压力突然急剧升高,巨大的负载会瞬间压溃油膜。
异物进入: 管道中的焊渣、金属碎屑等硬质异物随气体进入压缩腔,会对转子表面造成划伤,这些划痕的凸起部分在后续运行中更容易引发局部接触和抱死。
三、 抱轴发生的典型过程
诱因出现: 如润滑油减少、冷却不良或异物进入。
油膜变薄/失效: 润滑和冷却效果开始下降。
轻微接触: 转子在高速旋转中发生微观层面的轻微刮擦,产生局部高温。
热膨胀: 局部高温导致金属热膨胀,使间隙进一步消失,接触面积和摩擦力急剧增大。
恶性循环: 摩擦生热 → 热膨胀 → 摩擦加剧 → 温度飙升,这个过程在毫秒级时间内形成恶性循环。
熔融粘连: 接触点温度达到金属熔点,材料熔化并由于高压而“焊接”在一起。
卡死停转: 强大的电机扭矩试图强行转动,但粘连点产生的巨大阻力最终导致压缩机转子瞬间卡死,电机过载停机。
总结
螺杆压缩机抱轴是一种极其严重的恶性故障,通常意味着主机报废,维修成本极高。其本质是一个由 润滑、冷却、机械间隙 等多个因素失控后引发的链式反应。
预防抱轴的关键在于:
严格执行定期保养: 按时更换润滑油、油过滤器、空气过滤器。
日常监控: 密切关注油位、排气温度、运行电流、振动和异响。
专业维修: 选择原厂或可靠的零部件,由专业人员进行装配和调试。
规范操作: 避免非正常的启停和极端工况运行。
通过专业的维护和管理,可以完全避免这种灾难性故障的发生。
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