雙螺桿壓縮機常見故障分析及處理

羅玉林，郭貝貝，軒露

（1.五邑大學智能制造學部，廣東 江門 529020；2.湖北省工業自動化技師學院，湖北 石首 434499）

雙螺桿壓縮機目前被眾多學者所研究，通常被稱為螺桿壓縮機，和其他類型壓縮機相比，其是一種比較新穎的容積式壓縮機。由于其結構簡單、穩定性好及操作維修方便等，被大范圍使用在制冷行業、空氣動力、石油化工、建筑、機械等工業領域。雙螺桿壓縮機作為各大中型公司中重要的動力輸出機械裝置，其運轉狀況的好壞將直接影響公司的生產狀況。如果螺桿壓縮機在維護維修方面出現問題，其運轉時就會發生各種故障和異常現象，這樣會對整個機組的使用壽命以及公司的生產效率造成嚴重的影響。

1 雙螺桿壓縮機的簡介

1.1 雙螺桿壓縮機的基本結構

雙螺桿壓縮機是由一對相互嚙合的陰陽螺桿平行地放置在“∞”型殼體中。其中，陽螺桿是指在節圓外具有凸齒的轉子；陰螺桿是指在節圓內具有凹齒的轉子。一般在壓縮機殼體的吸、排氣兩端面處，會分別布置大小合適且形狀適宜的孔口，一個用作吸氣，另一個用作排氣。其基本結構如圖1所示。

圖1 雙螺桿壓縮機的基本結構

1.2 雙螺桿壓縮機的工作原理

雙螺桿壓縮機在運行過程中，一般要經過吸氣、壓縮和排氣三個循環過程。其工作原理是：兩個相互嚙合的陰陽轉子根據設定的傳動比在殼體內以相反的方向進行旋轉，通過轉子的不停轉動進而達到縮小工作空間的目的，最終會對吸入的氣體或氣液混合體進行壓縮。當陰陽轉子在進行運轉時，螺桿轉子齒的一端從彼此嚙合到相互脫離嚙合，就產生了型的齒間容積。

隨著齒距容積的不斷增大，齒間容積也逐漸增大，當達到最大值時，吸氣過程結束。達到壓縮過程時，隨著螺桿轉子的繼續運轉，螺桿轉子齒繼續嚙合，此時，工作容積逐漸減小，齒間容積里的氣體也會相應減小，使氣體壓強增大，這就實現了氣體的壓縮。隨著轉子的轉動，雙螺桿壓縮機依次完成吸氣、壓縮和排氣三個過程。

1.3 雙螺桿壓縮機的分類

雙螺桿壓縮機的分類方法有多種。其中，按運行方式不同可以分為無油壓縮機和噴油壓縮機；按被壓縮氣體的種類和用途不同可以分為空氣壓縮機、制冷壓縮機和工藝壓縮機；按結構形式不同又可以分為移動式和固定式、開啟式和封閉式等。常見的分類方法如圖2所示。

圖2 雙螺桿壓縮機的分類

1.4 雙螺桿壓縮機的特點

（1）雙螺桿壓縮機的優點。雙螺桿壓縮機是一種通過改變工作容積來實現的容積式壓縮機，同時，具有往復式壓縮機和離心式壓縮機的優點：第一，可靠性高。螺桿壓縮機結構簡單，主要工作零部件較少，沒有像氣閥、活塞等容易磨損的零部件，運轉可靠度高，運行時間可長達4～8萬個小時。第二，動力平衡性好。螺桿壓縮機所受的慣性力都是平衡的，整個機組運行比較穩定，可以實現無基礎運轉，而且它的體積小、重量輕、放置需要的空間少。第三，運行速度快。雙螺桿壓縮機在運轉時，它的齒頂線速度很大，每分鐘轉速可高達一萬轉，和其他類型的壓縮機相比，它的排氣脈沖也相對較低。第四，適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點，不管排氣量大還是排氣量小，它都能保持較高的工作效率，能夠在復雜的環境下運行。第五，單級壓力高。螺桿壓縮機的轉子齒面間存在間隙，對吸入的氣體或液體有很好的耐沖擊性，在相同的壓力下，螺桿壓縮機的排氣溫度比活塞式壓縮機要低。

（2）雙螺桿壓縮機的主要缺點。第一，造價貴。雙螺桿壓縮機的轉子齒面是空間曲面，加工這種齒面需要用到特制的刀具和專用的機械加工設備，加工難度大，制造成本高。第二，不適用于高壓環境。雙螺桿壓縮機在高壓環境下工作時，隨著環境壓力的不斷增大，轉子和軸承也會逐漸磨損，這樣就會使轉子的剛度大大降低，也會影響其他構件的使用壽命。通常情況下，雙螺桿壓縮機需在排氣壓力不高于1.6MPa的環境下使用。第三，只適用于排氣量大的情況。當吸入的氣體進入陰陽螺桿轉子的齒間容積時，齒間間隙會對氣體進行密封和壓縮，所以雙螺桿壓縮機在容積流量大于2m3/min的情況下運轉才會平穩。第四，噪聲大。在運行過程中，雙螺桿壓縮機會進行吸氣、排氣過程，氣體循環往復地高速通過吸、排氣孔口，這樣就使整個機組產生較大的噪聲，影響周圍環境。

2 雙螺桿壓縮機的常見故障分析

表1 雙螺桿壓縮機常見故障及原因分析

表2 雙螺桿壓縮機常見故障對應的處理方法

雙螺桿壓縮機具有結構簡單、工作零部件較少等特點，其主要由一對相互嚙合的螺旋形轉子、機體、軸承及軸封、密封裝置和同步齒輪等組成。雙螺桿壓縮機在工作過程中經常發生的故障及原因分析如表1所示。

3 雙螺桿壓縮機常見故障的處理方法

通過對雙螺桿壓縮機的常見故障及原因分析，給出如下相對應的處理方法，如表2所示。

4 結語

雙螺桿壓縮機在許多企業中都得到了廣泛的使用，其運行情況是否穩定很關鍵。本文介紹了雙螺桿壓縮機的基本結構、工作原理、分類及優缺點，對雙螺桿壓縮機經常會出現的故障及發生故障的原因進行了詳細的分析，并針對各種故障分別列出了相對應的處理方法，對雙螺桿壓縮機的結構設計、維護和保養具有可靠的參考價值。但同時也要不斷改進整個機組的維護技術，完善相關保養制度，并及時檢查壓縮機的運轉情況，做到提前預警。