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大中型往复活塞压缩机常见故障解析

   引言
 
  2017年6月份我们在《压缩机》杂志发表了《大中型活塞式压缩机的常见故障解析》一文,受到同行及压缩机使用者朋友们的关注和好评,他们希望我们能把这方面的经验体会发表,与大家一同分享。故在原文的基础上,我们会陆续将这方面的一些个人见解发表,和朋友们一同探讨交流,希望能得到大家的支撑,达到共同提高的目的。
 
  运动机构润滑油的流失
 
  无论是有润滑压缩机还是无油润滑压缩机,它们的运动机构(曲轴、连杆、十字头部件)都需要润滑油进行润滑,以提高机械效率,减少摩擦力造成的能耗及温升。各种型号的压缩机,尤其是压缩介质为空气的空气压缩机,经常会遇到下面的情况:一台看上去运转很正常的压缩机,机身油池中的润滑油几天就必须要补充,润滑油的损耗量很大。而检查机身是否有漏油的缺陷存在时,机身又非常完好,没有润滑油泄漏的现象。那么大量的润滑油是如何莫明其妙的消失了?我们就这一问题进行详细分析,以避免因润滑流失可能造成的严重后果。
 
  1、刮油器部件工作效果不佳造成润滑油的流失
 
  由于刮油器部件结构设计的不合理、安装错误、零件加工的质量欠佳及刮油环长期运转造成的磨损,都会导致刮油器部件刮油功能的下降,致使机身油池里的润滑油沿着活塞杆与刮油环之间的间隙进入接筒。无接筒结构的压缩机,润滑油将通过填料密封环、节流环直接进入气缸,造成润滑油的流失。如果进入接筒或气缸内的润滑油量比较大时,则一定是刮油器出现了问题,可用下述的方法来解决:
 
  a.拆检刮油器部件,查看刮油环的方向是否装反,使刮油环失去了最好的刮油功能。正确的安装方向是单向刮油环的刀刃应朝向机身侧。
 
  b.观察刮油环的磨损情况,检查拉紧弹簧是否还能起到紧固刮油环的作用。如果刮油环磨损严重,应更换新的刮油环,拉紧弹簧失效要更换新的弹簧。建议用车床车削一根碳钢或铸铁材质的杆,经磨床磨至与活塞杆直径相同尺寸,把刮油环安装在该磨擦杆上(拉紧弹簧固定好刮油环)。磨擦杆上可涂少许润滑油,让刮油环沿杆做往复运动,这样做的目的是使刮油环上的毛刺消失,以利于刮油环的刀刃与活塞杆紧密贴合,提高刮油环的刮油功能。
 
  c.检查刮油环和刮油盒之间的间隙值,间隙过小甚至没有间隙时,可致使刮油环不能在刮油盒内部活动,刮油环的刀刃不能与活塞杆密切贴合,刮油环失去了良好的刮油功能。反之,间隙值过大,由于活塞杆的往复运动,刮油环会随着活塞杆的运动,左右不停的撞击刮油盒,故刮油环同样不能很好的起到刮油作用。正确的刮油环与刮油盒的安装间隙值应在0.05-0.1mm之间。
 
  d.刮油器部件的结构设计
 
  刮油器部件是防止机身内润滑油外泄的关卡,其结构的设计合理至关重要。曲轴旋转运动时会拍打机身油池里的润滑油,引起润滑油的飞溅,十字头在机身十字头滑道上做往复运动时,也会撞击润滑油,引起润滑油的飞溅。刮油器部件的拦油板如果不能遮挡住绝大部分的飞溅润滑油,大量的润滑油是性能再优良的刮油环也刮不净的。所以,刮油器部件结构设计很重要,必须保证其结构能遮挡住绝大部分飞溅的润滑油不进入刮油器部件内部,以减轻刮油环的工作负荷。同时,刮油盒的回油口设计也要做到刮油环所刮下的润滑油全部流回机身油池内。
 
  2、填料泄漏也是润滑油耗损的关键
 
  许多人都会认为润滑油的耗损与填料泄漏是风马不相及的两个问题,其实不然。笔者从多年的工作经验及现场实地考察得出结论,填料泄漏是空气压缩机润滑油损耗最重要最直接的原因。我们以全国统一规范设计的5L-40%型及4L-20%空气压缩机为例,该两种压缩机是空压机站最常用的机型,这两种机型的压缩机填料部件结构是底部(靠近机身侧)为刮油环,上部(气缸侧)为填料密封环的二合一结构。这样的填料部件既起到刮油作用,防止机身内润滑油进入气缸,又起到防止气缸内气体外泄密封气体作用。当刮油器工作状态不佳,不能把粘附在活塞杆上的润滑油全部刮掉时,润滑油就会沿活塞杆与刮油环之间的间隙进入气缸内,造成润滑油的耗损。如果填料的密封环工作不佳,当活塞部件向缸盖方向运动时(即向盖行程),一级气缸内就会形成负压。这一点在活塞式压缩机设计时进行热力计算中,可清楚表明这一数据。机身内的大量油气被吸入到气缸内,尤其是当刮油环工作效果也欠佳时,此时油雾及液态润滑油就会进入气缸内。试想,压缩机每分钟几百转的活塞往复运动,将会有多少含油气体(严重时将是液态润滑油)被吸进气缸里?其润滑油流失的速度是非常惊人的,这就是为什么压缩机的机身不存在缺陷造成漏油,而润滑油会大量流失的重要原因。
 
  判断润滑油是否因刮油环或填料密封不严造成大量流失,最简单且直观的办法,是打开中间冷却器的排污阀门,根据从阀门放出的液体颜色确定有无润滑油的泄漏情况发生。当放出的液体为乳白色时(润滑油与水混合液就会形成乳白色的溶液,类似肥皂水状),就说明有较大量的润滑油进入气缸里了。此时必须检查填料部件,更换新的填料密封环、节流环、刮油环了。
 
  在这里顺便提及一点,请操作压缩机的工人师傅们注意,一定要及时排放空气压缩机中间冷却器的油水混合物积液,以防止引起压缩机液击事故的发生,造成压缩机设备的损坏。尤其是夏季阴雨天,由于空气湿度大,冷凝量较大,更需要每班多次打开排污阀进行排液。当排出物是清水时,说明压缩机填料部件(刮油环及密封环)工作良好。气缸注油的有油润滑压缩机排污阀放出的油水混合液体如为很清淡的乳白色,也属于正常的。如果从排污阀放出的液体为乳白色,就说明润滑油已有较大量进入气缸内,此时应及时更换刮油环及密封环。否则,不但大量浪费宝贵的润滑油,而且润滑油的流失也会造成严重的后果。
 
  3、呼吸器对润滑油耗损的影响
 
  活塞式压缩机的机身部件中安装有曲轴、连杆、十字头传动部件,是压缩机的心脏,机身的下部储藏润滑油以及传动部件流出的润滑油,起到油箱的作用,相当一个密封的容器。为了机身内的通风换气,防止润滑油气化形成高浓度的可燃性气体引起燃烧爆炸的危险发生,要求严格的工艺性压缩机通常采用氮气置换的方法。大多数压缩机是在机身上安装一个或几个呼吸器的方法来达到这个目的。呼吸器的另一个重要功能,就是能够缓解填料部件泄漏造成负压吸气,造成损耗润滑油的平衡作用。所以,保证呼吸器部件正常工作状态,对防止润滑油的耗损能起到保护作用,应引起高度重视。应经常检查呼吸器部件是否堵塞,如果呼吸器的金属网被油污塞堵,应拆下呼吸器用清洗剂(如四氯化碳)清洗干净,吹干后装回原处。
 
  参考文献
 
  1.《压缩机工程手册》主编:郁永章,姜培正,孙嗣莹,中国石化出版社
  2.《活塞式压缩机设计》主编:活塞压缩机编写组,机械工业出版社
 
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