羅玉林，郭貝貝，軒露

（1.五邑大學(xué)智能制造學(xué)部，廣東 江門 529020；2.湖北省工業(yè)自動化技師學(xué)院，湖北 石首 434499）

雙螺桿壓縮機(jī)目前被眾多學(xué)者所研究，通常被稱為螺桿壓縮機(jī)，和其他類型壓縮機(jī)相比，其是一種比較新穎的容積式壓縮機(jī)。由于其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好及操作維修方便等，被大范圍使用在制冷行業(yè)、空氣動力、石油化工、建筑、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域。雙螺桿壓縮機(jī)作為各大中型公司中重要的動力輸出機(jī)械裝置，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的好壞將直接影響公司的生產(chǎn)狀況。如果螺桿壓縮機(jī)在維護(hù)維修方面出現(xiàn)問題，其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就會發(fā)生各種故障和異常現(xiàn)象，這樣會對整個(gè)機(jī)組的使用壽命以及公司的生產(chǎn)效率造成嚴(yán)重的影響。

1 雙螺桿壓縮機(jī)的簡介

1.1 雙螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

雙螺桿壓縮機(jī)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(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子；陰螺桿是指在節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子。一般在壓縮機(jī)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(gè)用作吸氣，另一個(gè)用作排氣。其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 雙螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1.2 雙螺桿壓縮機(jī)的工作原理

雙螺桿壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，一般要經(jīng)過吸氣、壓縮和排氣三個(gè)循環(huán)過程。其工作原理是：兩個(gè)相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子根據(jù)設(shè)定的傳動比在殼體內(nèi)以相反的方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)子的不停轉(zhuǎn)動進(jìn)而達(dá)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(jìn)行壓縮。當(dāng)陰陽轉(zhuǎn)子在進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，螺桿轉(zhuǎn)子齒的一端從彼此嚙合到相互脫離嚙合，就產(chǎn)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(dāng)達(dá)到最大值時(shí)，吸氣過程結(jié)束。達(dá)到壓縮過程時(shí)，隨著螺桿轉(zhuǎn)子的繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，螺桿轉(zhuǎn)子齒繼續(xù)嚙合，此時(shí)，工作容積逐漸減小，齒間容積里的氣體也會相應(yīng)減小，使氣體壓強(qiáng)增大，這就實(shí)現(xiàn)了氣體的壓縮。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，雙螺桿壓縮機(jī)依次完成吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。

1.3 雙螺桿壓縮機(jī)的分類

雙螺桿壓縮機(jī)的分類方法有多種。其中，按運(yùn)行方式不同可以分為無油壓縮機(jī)和噴油壓縮機(jī)；按被壓縮氣體的種類和用途不同可以分為空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)和工藝壓縮機(jī)；按結(jié)構(gòu)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(jī)的分類

1.4 雙螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)

（1）雙螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。雙螺桿壓縮機(jī)是一種通過改變工作容積來實(shí)現(xiàn)的容積式壓縮機(jī)，同時(shí)，具有往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：第一，可靠性高。螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)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(yùn)轉(zhuǎn)可靠度高，運(yùn)行時(shí)間可長達(dá)4～8萬個(gè)小時(shí)。第二，動力平衡性好。螺桿壓縮機(jī)所受的慣性力都是平衡的，整個(gè)機(jī)組運(yùn)行比較穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且它的體積小、重量輕、放置需要的空間少。第三，運(yùn)行速度快。雙螺桿壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它的齒頂線速度很大，每分鐘轉(zhuǎn)速可高達(dá)一萬轉(zhuǎn)，和其他類型的壓縮機(jī)相比，它的排氣脈沖也相對較低。第四，適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，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(fù)雜的環(huán)境下運(yùn)行。第五，單級壓力高。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)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(jī)的排氣溫度比活塞式壓縮機(jī)要低。

（2）雙螺桿壓縮機(jī)的主要缺點(diǎn)。第一，造價(jià)貴。雙螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)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(jī)械加工設(shè)備，加工難度大，制造成本高。第二，不適用于高壓環(huán)境。雙螺桿壓縮機(jī)在高壓環(huán)境下工作時(shí)，隨著環(huán)境壓力的不斷增大，轉(zhuǎn)子和軸承也會逐漸磨損，這樣就會使轉(zhuǎn)子的剛度大大降低，也會影響其他構(gòu)件的使用壽命。通常情況下，雙螺桿壓縮機(jī)需在排氣壓力不高于1.6MPa的環(huán)境下使用。第三，只適用于排氣量大的情況。當(dāng)吸入的氣體進(jìn)入陰陽螺桿轉(zhuǎn)子的齒間容積時(shí)，齒間間隙會對氣體進(jìn)行密封和壓縮，所以雙螺桿壓縮機(jī)在容積流量大于2m3/min的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)才會平穩(wěn)。第四，噪聲大。在運(yùn)行過程中，雙螺桿壓縮機(jī)會進(jìn)行吸氣、排氣過程，氣體循環(huán)往復(fù)地高速通過吸、排氣孔口，這樣就使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生較大的噪聲，影響周圍環(huán)境。

2 雙螺桿壓縮機(jī)的常見故障分析

表1 雙螺桿壓縮機(jī)常見故障及原因分析

表2 雙螺桿壓縮機(jī)常見故障對應(yīng)的處理方法

雙螺桿壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作零部件較少等特點(diǎn)，其主要由一對相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子、機(jī)體、軸承及軸封、密封裝置和同步齒輪等組成。雙螺桿壓縮機(jī)在工作過程中經(jīng)常發(fā)生的故障及原因分析如表1所示。

3 雙螺桿壓縮機(jī)常見故障的處理方法

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

4 結(jié)語

雙螺桿壓縮機(jī)在許多企業(yè)中都得到了廣泛的使用，其運(yùn)行情況是否穩(wěn)定很關(guān)鍵。本文介紹了雙螺桿壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、分類及優(yōu)缺點(diǎn)，對雙螺桿壓縮機(jī)經(jīng)常會出現(xiàn)的故障及發(fā)生故障的原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并針對各種故障分別列出了相對應(yīng)的處理方法，對雙螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、維護(hù)和保養(yǎng)具有可靠的參考價(jià)值。但同時(shí)也要不斷改進(jìn)整個(gè)機(jī)組的維護(hù)技術(shù)，完善相關(guān)保養(yǎng)制度，并及時(shí)檢查壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，做到提前預(yù)警。