螺桿式空壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)及工作機(jī)理

圖2-1 Atlas螺桿式空壓機(jī)整機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

（2）每隔一周，對(duì)冷卻器吹掃一次；

　　從螺桿式空壓機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理不難看出，它的運(yùn)動(dòng)零部件較少，只有一對(duì)相互嚙合的轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子之間存有油膜），沒(méi)有類似于活塞機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞機(jī)構(gòu)和復(fù)雜的進(jìn)出氣閥門機(jī)構(gòu)，因而它的磨損很小，運(yùn)轉(zhuǎn)更為可靠，壽命長(zhǎng)。其次其主機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)類似透平機(jī)器，沒(méi)有不平衡慣性力，并且氣體壓縮是連續(xù)進(jìn)行，無(wú)沖擊，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，不需要專門的設(shè)備基礎(chǔ)。此外，螺桿機(jī)的噪音可以降至較低的水平。

　　通過(guò)上述三個(gè)維修實(shí)例我們可以看到，這三種故障都與空壓機(jī)的運(yùn)行環(huán)境有很大的關(guān)系。因此保持空壓機(jī)工作環(huán)境的清潔，定期檢查和更換空氣過(guò)濾器、油及油過(guò)濾器對(duì)保證空壓機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。

　　在正常的維護(hù)和保養(yǎng)下，該機(jī)很少出現(xiàn)故障。在過(guò)去一年的使用過(guò)程中我們總共遇到了三次故障停機(jī)。這三次故障停機(jī)都具有一定的代表性，通過(guò)這三次的維修經(jīng)歷，使我們對(duì)該機(jī)整機(jī)運(yùn)行性能有了進(jìn)一步的了解，同時(shí)對(duì)日常維護(hù)工作的重要性的有了更深刻的認(rèn)識(shí)。

（2）噴油系統(tǒng)

（1）空氣流程

　　Atlas螺桿式空壓機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的一個(gè)突出的特點(diǎn)是智能化程度較高，人機(jī)界面設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單友好。它是以一個(gè)電腦控制器及其控制面板為控制中心，以壓縮機(jī)主機(jī)出口溫度傳感器（5）和整機(jī)供氣口的壓力傳感器（6）的模擬量信號(hào)和電機(jī)過(guò)載等開(kāi)關(guān)量信號(hào)作為主要的輸入量，通過(guò)運(yùn)行內(nèi)置的控制程序，輸出電信號(hào)觸發(fā)常規(guī)電氣控制元件實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的控制。它實(shí)現(xiàn)的主要功能有：

（1）控制壓縮機(jī)運(yùn)行；該功能主要包括：控制主電機(jī)星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)；利用電磁閥控制壓縮機(jī)在設(shè)定的范圍內(nèi)自動(dòng)加載卸載；為盡量減少功率消耗，當(dāng)氣網(wǎng)耗氣量較小時(shí)，它會(huì)自動(dòng)停止壓縮機(jī)并適時(shí)重新自動(dòng)起動(dòng)。

　　冷卻系統(tǒng)包括空氣冷卻器和油冷卻器，它們都是通過(guò)電機(jī)上帶的風(fēng)扇（FN）冷卻的。對(duì)于內(nèi)置冷干機(jī)的空壓機(jī)，它還配有冷凍系統(tǒng)（見(jiàn)圖2-1中右上部分），對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷凍，使其壓力露點(diǎn)不高于2℃，再排出機(jī)器。冷凍系統(tǒng)的工作原理與空調(diào)類似。

３． 電氣控制系統(tǒng)

　　空氣壓力將油從油氣分離器中壓出，流經(jīng)油冷卻器（Co）和油過(guò)濾器（OF），zui終到達(dá)壓縮機(jī)主機(jī)及其潤(rùn)滑點(diǎn)。

（5）每運(yùn)行8000小時(shí)更換油氣分離器。

（4）每運(yùn)行4000小時(shí)更換油、空氣過(guò)濾器、油過(guò)濾器；

　　其實(shí)故障的原因就是因?yàn)榭諝庵械囊徊糠治畚锉粠胗椭校偻ㄟ^(guò)油路循環(huán)進(jìn)入了油過(guò)濾器中，造成油過(guò)濾的阻力較大。油的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力來(lái)自油氣分離器的氣壓，當(dāng)加載時(shí)，由于氣壓較大，油可以克服過(guò)濾器中的油阻到達(dá)主機(jī)，因此加載時(shí)主機(jī)溫升范圍比較正常。但卸載時(shí)，由于氣壓較小，油克服不了阻力無(wú)法到達(dá)主機(jī)，自然起不到冷卻的作用。只是由于油冷卻器未到更換周期，所以起初并未引起懷疑。

４． 維護(hù)和保養(yǎng)

　　通過(guò)對(duì)該機(jī)加載/卸載控制過(guò)程進(jìn)行分析（如圖2-1），我們發(fā)現(xiàn)，其主要機(jī)理是通過(guò)控制一個(gè)電磁閥（Y1）閥芯的上下動(dòng)作，將壓縮氣體分別導(dǎo)入進(jìn)氣閥（IV）的活塞室（UA）或通過(guò)打開(kāi)UV閥排出機(jī)體（此時(shí)UA中的壓縮氣體從Y1的上端小孔排出），從而使主機(jī)處于加載或卸載狀態(tài)。為此，我們先對(duì)控制電磁閥的繼電器的觸點(diǎn)進(jìn)行檢查，看是否因觸點(diǎn)粘住致使電磁閥總處于得電狀態(tài)。排除這一可能后，我們將電磁閥拆開(kāi)，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部小彈簧因污垢嚴(yán)重?zé)o法恢復(fù)，致使閥芯不能向下運(yùn)動(dòng)，從而引起主機(jī)只加載不卸載。清理后重新組裝電磁閥，開(kāi)機(jī)檢查故障排除。

　　我們首先排除了安全閥的問(wèn)題。接著對(duì)zui小壓力閥（VP）進(jìn)行了檢查，懷疑其開(kāi)啟壓力過(guò)大造成油氣分離器內(nèi)部壓力過(guò)大，但檢查結(jié)果未見(jiàn)異常。zui終確定為油氣分離器的濾芯因部分堵塞造成流經(jīng)該濾芯的壓縮氣體壓力損失過(guò)大，外部壓力與內(nèi)部壓力壓差大，因此當(dāng)與內(nèi)部壓力相通的安全閥動(dòng)作后，與外部壓力相通的壓力傳感器（6）仍顯示正常值。將油氣分離器的濾芯更換，故障消除。

　　空氣吸入過(guò)濾器（AF）后，通過(guò)進(jìn)氣閥（IV）進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)（E）內(nèi)，經(jīng)過(guò)壓縮進(jìn)入油氣分離器（AR）去除壓縮空氣中油分，后經(jīng)過(guò)zui小壓力閥（VP）、空氣冷卻器（Ca）排向排氣管（AV）。

　　該機(jī)由于具備自動(dòng)監(jiān)測(cè)的功能，其維護(hù)工作較為簡(jiǎn)單。通過(guò)一年的實(shí)踐，我們將Atlas螺桿式空壓機(jī)主要的日常維護(hù)工作總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（3）每隔3個(gè)月，檢查一下皮帶松緊狀態(tài)，調(diào)整張緊輪位置；

[維修實(shí)例2]1#機(jī)因壓力過(guò)高造成自動(dòng)停機(jī)。

（4）遙控功能；通過(guò)改變控制狀態(tài)選擇器的編碼，可以實(shí)現(xiàn)遙控功能，包括遙控開(kāi)停機(jī)，加載/卸載，并將運(yùn)行狀態(tài)及故障報(bào)警信號(hào)輸出給外界。

[維修實(shí)例3] 2#機(jī)開(kāi)機(jī)后不久，安全閥動(dòng)作，而此時(shí)壓力顯示為正常值。

（3）冷卻系統(tǒng)及冷凝水排放系統(tǒng)

　　螺桿式空壓機(jī)就是通過(guò)陰陽(yáng)兩轉(zhuǎn)子的相互嚙合達(dá)到壓縮氣體的目的。下面通過(guò)轉(zhuǎn)子上一對(duì)相互嚙合的螺旋齒的一個(gè)工作循環(huán)為例，對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。在轉(zhuǎn)子的吸氣端，隨著嚙合的螺旋齒逐漸脫開(kāi)，在兩齒之間形成了一段容積逐漸在擴(kuò)大的空腔（簡(jiǎn)稱齒間空腔），將外界氣體不斷吸入，直至這對(duì)螺旋齒再度嚙合，從而完成了吸氣的過(guò)程。當(dāng)該段齒間空腔隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)軸向運(yùn)行到排氣端時(shí)，由于排氣口設(shè)置在一個(gè)較小的空間，在與排氣口相通之前兩螺旋齒的不斷嚙合逐漸減小了這段齒間空腔的容積，從而達(dá)到了壓縮氣體的目的，完成了氣體壓縮的過(guò)程。zui終這段齒間空腔與排氣口相通，壓縮氣體排出機(jī)體，完成一個(gè)工作循環(huán)。

（3）監(jiān)測(cè)易損件的工作狀態(tài)；通過(guò)設(shè)定油、油過(guò)濾器、油氣分離器、空氣過(guò)濾器的更換周期，當(dāng)超過(guò)設(shè)定值后，相關(guān)信息會(huì)顯示在控制面板上，以警告操作者更換所顯示的零件。

主機(jī)是螺桿機(jī)的核心部件，任何品牌的螺桿機(jī)其主機(jī)結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理都是相近的。

　　Atlas螺桿空壓機(jī)整機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)得非常簡(jiǎn)單合理，如圖2-1所示可分為三個(gè)部分：

　　在壓縮空氣排放口之前還裝有一個(gè)氣水分離器（MT），分離器上裝有自動(dòng)排污閥（Da）和手動(dòng)排污閥（Dm1），以便在壓縮機(jī)運(yùn)行中自動(dòng)排放冷凝水或在壓縮機(jī)停機(jī)后手動(dòng)排放冷凝水。

（2）保護(hù)壓縮機(jī)；實(shí)時(shí)檢測(cè)壓縮機(jī)主機(jī)出口的溫度，如果溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，壓縮機(jī)將停機(jī)，并顯示在控制面板上。當(dāng)壓縮機(jī)主電機(jī)過(guò)載時(shí)壓縮機(jī)也會(huì)停機(jī)報(bào)警。

圖1-1 螺桿式空壓機(jī)主機(jī)中的螺旋形轉(zhuǎn)子

　　我們開(kāi)機(jī)觀察，發(fā)現(xiàn)該機(jī)只加載不卸載，致使油氣分離器內(nèi)壓力過(guò)高引起安全閥開(kāi)啟，同時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)到壓力超過(guò)設(shè)置值，自動(dòng)停機(jī)。

２． Atlas螺桿式空壓機(jī)整機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成

　　我們首先對(duì)油冷卻器冷卻效果不佳造成溫升過(guò)快的可能進(jìn)行了排除。通過(guò)進(jìn)一步對(duì)顯示屏相關(guān)參數(shù)的觀察，發(fā)現(xiàn)主機(jī)加載時(shí)，溫度上升范圍正常，而卸載時(shí)，溫度在經(jīng)過(guò)短暫的降溫環(huán)節(jié)后急劇攀升，并且注意到卸載時(shí)油冷卻器出冷風(fēng)，這說(shuō)明油在卸載時(shí)并未進(jìn)入冷卻器。我們判斷故障很可能是由于油路不暢造成。首先我們將懷疑的重點(diǎn)放在了油路的旁通閥上，因?yàn)榕酝ㄩy是切換油路進(jìn)入油冷卻器的*開(kāi)關(guān)。在廠家的指導(dǎo)下我們將旁通閥拆開(kāi)，將其中的彈簧和閥芯位置交換，致使旁通閥處于長(zhǎng)開(kāi)狀態(tài)（即不論油溫是否超過(guò)40，都要求油必須經(jīng)過(guò)油冷卻器冷卻后方可進(jìn)入主機(jī)）。重新開(kāi)機(jī)，結(jié)果故障仍然存在。我們只得對(duì)油路的其它元器件進(jìn)行排查，經(jīng)過(guò)反復(fù)查找，zui后將懷疑的重點(diǎn)放在了油過(guò)濾器上，為此我們更換了一個(gè)新的油過(guò)濾器，經(jīng)開(kāi)機(jī)運(yùn)行，故障果然得以排除。

（1）每天查看顯示屏上的信息，檢查機(jī)器的加載、卸載時(shí)間間隔，出口溫度，噪音以及是否有其它提示。

　　在螺桿式空壓機(jī)的主機(jī)中，平行配置著一對(duì)相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子，根據(jù)轉(zhuǎn)子截面形狀的不同，區(qū)分為陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子，如圖1-1所示。一般陽(yáng)轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)相連，陽(yáng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。也有的情況下，兩轉(zhuǎn)子之間并不接觸（如無(wú)油螺桿機(jī)），而是通過(guò)一對(duì)同步齒輪的配合實(shí)現(xiàn)兩轉(zhuǎn)子的嚙合。在主機(jī)機(jī)體的左右兩端，分別設(shè)置了一定形狀和大小的孔口，作為吸氣口和排氣口。

[維修實(shí)例1] 1#機(jī)屏幕顯示因壓縮機(jī)機(jī)頭出口溫度達(dá)到111℃，超過(guò)110℃的設(shè)定值，引起自動(dòng)停機(jī)。而據(jù)我們平時(shí)的觀察，正常情況下該機(jī)的工作溫度在80℃以下。

　　噴油系統(tǒng)上裝有一個(gè)旁通閥（BV）。當(dāng)油溫低于40℃時(shí)，油不經(jīng)冷卻器直接進(jìn)入機(jī)體。當(dāng)油溫超過(guò)55℃時(shí)，該閥關(guān)閉使所有的油通過(guò)油冷卻器冷卻后再進(jìn)入主機(jī)。