楊寶亮

（中國石化長城能源化工（寧夏）公司設(shè)備工程處，寧夏銀川 750411）

0 引言

螺桿壓縮機(jī)分為干式（無油潤滑）螺桿壓縮機(jī)和濕式（噴油式）螺桿壓縮機(jī)兩類。為了保障轉(zhuǎn)子間必要的間隙，干式螺桿壓縮機(jī)通常采用同步齒輪調(diào)整陰陽轉(zhuǎn)子間的間隙。干式螺桿壓縮機(jī)中陽轉(zhuǎn)子（主動轉(zhuǎn)子）靠同步齒輪帶動陰轉(zhuǎn)子（從動轉(zhuǎn)子），轉(zhuǎn)子嚙合過程中互不接觸，靠有一定間隙的一對螺桿高速旋轉(zhuǎn)，達(dá)到密封氣體和壓縮氣體的目的。

在螺桿壓縮機(jī)的實際裝配和檢修中，往往因為裝配工藝不當(dāng)，造成陰、陽轉(zhuǎn)子嚙合檢修達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，造成壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子摩擦，機(jī)組振動大、效率低，長時間運(yùn)行可使軸承損壞、轉(zhuǎn)子損傷乃至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故。

本文就螺桿壓縮機(jī)在裝配過程中，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子間隙調(diào)整中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討和分析，以提高裝配過程的精準(zhǔn)度。

1 螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子配合方式

某乙烯廠苯乙烯裝置尾氣回收壓縮機(jī)為干式雙螺桿壓縮機(jī)。型號：KS40LAZ，日本神戶鋼鐵公司制造，驅(qū)動電機(jī)功率685 kW，轉(zhuǎn)速1459 r/min。

1.1 螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子嚙合間隙的調(diào)整方法和標(biāo)準(zhǔn)

干式雙螺桿壓縮機(jī)螺桿轉(zhuǎn)子的驅(qū)動和間隙調(diào)控靠同步齒輪實現(xiàn)，而雙螺桿壓縮機(jī)陰、陽轉(zhuǎn)子實質(zhì)上是一對相互嚙合的共扼螺旋齒輪，通過對同步齒輪的調(diào)整，改變陰、陽轉(zhuǎn)子的嚙合位置，進(jìn)而調(diào)控螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的間隙。

螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子嚙合面為共扼曲面，其嚙合間隙分布在參與嚙合的轉(zhuǎn)子葉峰兩側(cè)，分為追面間隙和非追面間隙。由于轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)變形和同步齒輪磨損量的增大，追面間隙有縮小的趨勢，同時，非追面間隙有增大的趨勢，追面間隙與非追面間隙測量值的比率為螺桿安裝間隙比率。該壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子為非對稱型，比率值要求在0.8～1.2 左右（對稱式要求3/2 左右）。

螺桿壓縮機(jī)的螺桿安裝間隙比率由同步齒輪進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。同步齒輪的主、從動齒輪分別與陽轉(zhuǎn)子、陰轉(zhuǎn)子具有相同的節(jié)圓。由于主動齒輪與陽轉(zhuǎn)子之間安裝后無可調(diào)性，可將它們看作一個整體齒輪。而從動主齒圈及背隙齒圈都套在輪轂上，當(dāng)輪轂與陰轉(zhuǎn)子之間安裝定位后，兩齒圈相對于輪轂及陰轉(zhuǎn)子仍具有可調(diào)性。通過改變同步齒輪的從動齒輪圈與陰螺桿轉(zhuǎn)子之間周向的定位安裝角度，使陰、陽螺桿嚙合初始相位角發(fā)生微小的改變，進(jìn)而實現(xiàn)對螺桿轉(zhuǎn)子節(jié)點上的追面間隙和非追面間隙進(jìn)行再分配。

1.2 測量方法

在實際裝配過程中，經(jīng)常遇到陰、陽轉(zhuǎn)子嚙合檢修測量不準(zhǔn)確，需要反復(fù)調(diào)整間隙。本文介紹的雙螺桿壓縮機(jī)陽/陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)采用了4/6 組合，（陽轉(zhuǎn)子齒數(shù)為4 陰轉(zhuǎn)子齒數(shù)為6）要測量12 對相互嚙合的齒對間隙值。

1.3 常規(guī)測量過程

陰、陽轉(zhuǎn)子安裝完成后，先調(diào)整完成出口端面間隙和推力軸承軸向間隙，合格后裝上同步齒輪開始進(jìn)行陰、陽轉(zhuǎn)子螺桿安裝間隙比率的調(diào)整。調(diào)整前先用專用工具將陰、陽轉(zhuǎn)子推向入口方向，使主推力盤與主推力軸瓦接觸，即陰、陽轉(zhuǎn)子處于正常工作狀態(tài)位置。然后用塞尺測量轉(zhuǎn)子葉峰兩側(cè)的最小間隙。專用工具使用方法：在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸出口端的中心孔處放置一直徑20 mm 的鋼球，擰動固定板上的2 根頂絲桿，頂絲桿頂在鋼球中心，同時用十字頭螺絲刀插入主推力瓦的徑向孔內(nèi)，一邊頂軸一邊晃動主推力瓦，當(dāng)稍用力才能晃動主推力瓦時，說明陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子已處于工作狀態(tài)位置（圖1）。

圖1 調(diào)整出口端面和推力軸承軸向間隙

2 轉(zhuǎn)子配合間隙誤差原因分析

（1）裝配環(huán)境差、有粉塵存在，影響回裝間隙。轉(zhuǎn)子安裝前，為了保證轉(zhuǎn)子順利裝入殼體，在轉(zhuǎn)子表面涂一層薄薄的潤滑油（圖2），轉(zhuǎn)子會沾染少許灰塵，附著的灰塵會對間隙測量造成一定的誤差。

（2）專用工具使用不規(guī)范造成測量間隙誤差。轉(zhuǎn)子間隙測量前用專用工具將陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子推向入口處，使陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子處于工作狀態(tài)的軸向位置。專用工具的使用方法是頂絲桿頂軸時需要晃動主推力瓦，根據(jù)晃動主推力瓦的松緊程度來確定轉(zhuǎn)子軸是否處在工作狀態(tài)的軸向位置。但每次靠手感來感覺2 根頂絲桿力量的輕重，會有誤差的存在。由于每次2 根頂絲桿力量的輕重的不同，造成陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的前后位置不同，同樣也會造成測量間隙誤差。另外，由于壓縮機(jī)的軸承為滑動軸承，軸瓦間隙0.1～0.13 mm。如果頂絲桿中心線沒有與陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的軸心線重合，頂軸時會產(chǎn)生一個偏轉(zhuǎn)力，使轉(zhuǎn)子軸心偏離正常位置，影響間隙測量的準(zhǔn)確性。

圖2 轉(zhuǎn)子表面涂潤滑油

（3）測量點沒有達(dá)到合適位置致使測量結(jié)果不一致。由于雙螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子型線是非對稱型線，當(dāng)陰陽轉(zhuǎn)子嚙合的一對齒在不同轉(zhuǎn)角位置嚙合，其兩側(cè)的間隙不同，這就要求每次盤車結(jié)束都在固定的位置上，使每對嚙合的齒都在固定的轉(zhuǎn)角位置處嚙合來測量間隙。

3 改進(jìn)措施

（1）首先要在一個干凈、整潔且相對密閉環(huán)境中完成壓縮機(jī)的裝配。用清潔的高壓氮氣從壓縮機(jī)出口處吹掃陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子表面，特別是轉(zhuǎn)子測量間隙處；同時把陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子按工作旋轉(zhuǎn)方向盤車；清理干凈依附在陰陽螺桿轉(zhuǎn)子表面的細(xì)小灰塵。

（2）調(diào)整裝配工具的位置，使2 根頂絲桿中心線與陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸的軸心線重合，避免產(chǎn)生偏心力矩；同時在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的2 個主推力盤上各打上一塊百分表；用頂絲桿頂陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸時，用十字頭螺絲刀插入主推力瓦的徑向孔內(nèi)，一邊頂軸一邊晃動主推力瓦，根據(jù)晃動主推力瓦的松緊程度來確定轉(zhuǎn)子軸是否處在工作狀態(tài)的軸向位置。當(dāng)感覺松緊合適時，把百分表表盤零位對準(zhǔn)指針。測完一對齒間隙后，先略松頂絲桿，再盤車（按工作旋轉(zhuǎn)方向盤車）到下一對齒嚙合時，用頂絲桿頂軸的同時觀察百分表讀數(shù)的變化。當(dāng)百分表讀數(shù)指針指到零位時，說明已經(jīng)把轉(zhuǎn)子頂?shù)胶蜕弦粚Ш淆X的軸向位置一致，這樣保證了嚙合的每對齒測量時陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子軸軸向位置的一致性。

（3）通過觀察雙螺桿壓縮機(jī)出口判定螺桿密封線的位置，當(dāng)出口呈現(xiàn)一個“8”字形時，正好與陰陽螺桿轉(zhuǎn)子的螺旋線一致。當(dāng)每次盤車到陰轉(zhuǎn)子齒頂?shù)穆菪芊饩€與“8”字形出口一條邊對齊時停止盤車，這樣每對嚙合的齒都在固定的轉(zhuǎn)角位置處嚙合，消除了陰、陽轉(zhuǎn)子嚙合的一對齒在不同的轉(zhuǎn)角位置嚙合，其兩側(cè)的間隙也有不同的誤差。

（4）采取以上措施后重新測量兩次陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子的嚙合間隙，數(shù)值非常接近，說明誤差很小，數(shù)據(jù)比較準(zhǔn)確。陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子齒嚙合總間隙0.28 mm，螺桿安裝間隙比率（追面間隙與非追面間隙測量值的比值）在1.3～1.5。由測量結(jié)果看出，非追面間隙值大，追面間隙值小。需要對間隙重新調(diào)整和分配。

調(diào)整方法：拔出固定從動齒輪主齒圈與輪轂的錐銷（不要動固定從動齒輪主齒圈與副齒圈的錐），略微松開緊固從動齒輪主齒圈與輪轂的緊固螺釘，完全拆下一個緊固螺釘，將小銅棒插入螺釘孔中，用手錘向順時針方向敲擊從動齒輪主齒圈，改變同步齒輪的從動齒輪圈與陰螺桿轉(zhuǎn)子間軸向的定位安裝角度，使陰、陽螺桿嚙合初始相位角發(fā)生微小改變，對螺桿轉(zhuǎn)子節(jié)點上的追面間隙和非追面間隙進(jìn)行再分配，使安裝間隙比率符合要求。

調(diào)整注意事項：調(diào)整時只完全拆下一個緊固螺釘，其余略微松開緊固從動齒輪主齒圈與輪轂的緊固螺釘，但不要完全都松開，稍留一些預(yù)緊力，同時用專用工具頂緊陰轉(zhuǎn)子，防止調(diào)整時的敲擊過程中從動齒輪主齒圈與輪轂產(chǎn)生軸向間隙。因為如果產(chǎn)生軸向間隙，由于同步齒輪是一對嚙合的斜齒輪，當(dāng)調(diào)整完成后擰緊緊固螺釘，從動齒輪主齒圈會向輪轂做軸向運(yùn)動消除此間隙，這樣同時受到主動齒輪的斜齒面的影響，會讓從動齒輪主齒圈相對輪轂轉(zhuǎn)動一個微小角度，使調(diào)整好的從動齒輪主齒圈與陰螺桿轉(zhuǎn)子之間周向的定位安裝角度發(fā)生變化，從而影響安裝間隙比率。

調(diào)整后轉(zhuǎn)子實際嚙合間隙值：調(diào)整后總嚙合間隙0.28 mm，安裝間隙比率1.0～1.1，符合非對稱式嚙合間隙標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

在雙螺桿壓縮機(jī)檢修中，由于螺桿之間的安裝總間隙較小，螺桿安裝間隙比率的調(diào)整是一個原理相對簡單、但需要精細(xì)操作的工作。因為2 根陰、陽轉(zhuǎn)子所在機(jī)體內(nèi)的軸向位置、轉(zhuǎn)角位置、甚至細(xì)小的灰塵，同步齒輪上緊固螺釘?shù)乃删o程度都能對測量和調(diào)整造成誤差。通過對問題的分析，采取相應(yīng)的措施，使雙螺桿壓縮機(jī)陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子裝配間隙比率符合標(biāo)準(zhǔn)要求。