Руководство по ремонту винтовых компрессоров

Ремонт винтовых компрессоров: регламент обслуживания и способы профилактики неисправностей

1. Основные неисправности винтовых компрессоров и их причины
2. Регламентное техническое обслуживание
3. Обслуживание подшипников электродвигателя компрессора
4. Обслуживание привода компрессора
5. Ремонт винтовых блоков компрессоров
6. Как избежать поломок винтового компрессора

Винтовой компрессор принадлежит к одному из наиболее эффективных типов оборудования для получения сжатого воздуха. От стабильной работы компрессора часто зависит работоспособность целых производственных линий или строительных участков.

Большой спрос на винтовые компрессоры обусловлен их многочисленными преимуществами по сравнению с центробежными или поршневыми устройствами.

Основными достоинствами устройств винтового типа являются:

• Простота монтажа и эксплуатации
• Компактные размеры
• Низкий уровень шума и вибрации
• Непрерывность работы
• Максимальная надежность
• Длительный эксплуатационный период
• Создание практически идеально чистого воздуха
• Минимальные энергозатраты
• Наличие системы автоматического контроля

Значительные нагрузки, агрессивные рабочие среды и нарушения правил эксплуатации могут привести к поломке оборудования. То, насколько сложным и затратным будет ремонт винтового компрессора, зависит от характера неисправности.

Рассмотрим причины возникновения неполадок в компрессорах винтового типа, регламент их обслуживания и ремонта, а также способы повышения межсервисного интервала.

Основные неисправности винтовых компрессоров и их причины

К необходимости ремонта винтовых компрессоров приводит использование некачественных масел, превышение температурного режима работы компрессора, выход из строя воздушного либо масляного фильтров, поломка термостата, износ приводных ремней, винтовой пары и сопрягаемых подшипников.

Основными признаками того, что компрессор требует как минимум диагностики, являются:

• Повышенная температура или локальный нагрев винтовой пары
• Падение давления и производительности агрегата
• Посторонние шумы при работе
• Повышенная вибрация
• Течь масла по стыкам винтового блока
• Заедание и подклинивание роторов

Регламентное техническое обслуживание

Первое техническое обслуживание (ТО) нового винтового компрессора производится обычно после 500 моточасов его работы. В маслозаполненном варианте устройства ТО сопровождается заменой масла и масляного фильтра. Последующие ТО осуществляются по регламенту через каждые 2500-3000 моточасов или один раз в год.

Перед проведением технического обслуживания необходимо убедиться, что компрессор отключен от электрической сети, отсоединен шаровым краном от ресивера и магистрали сжатого воздуха, разгружен и не находится под давлением.

Обслуживание подшипников электродвигателя компрессора

В подшипники электродвигателя обычно уже заложена заводская смазка, поэтому они не требуют первоначального обслуживания. Некоторые модели электродвигателей снабжены специальными масленками, подшипники в них смазываются каждые 2500-3000 моточасов.

При нормальных условиях окружающей среды (температура до +30° C) замена подшипников осуществляется каждые 12000 часов, в более тяжелых условиях эксплуатации – каждые 8000 часов. В любом случае такая работа должна производиться не реже одного раза в 4 года.

Обслуживание привода компрессора

Характерные причины поломки конструкций, в которых обороты от двигателя к винтовой паре передаются с помощью приводных ремней, следующие:

• Высокое содержание в воздухе твердых частиц: оседая на поверхность ремня, они вызывают его повышенный износ, повреждение и разрыв
• Температура, превышающая допустимые нормы: способствует растяжению ременной передачи

Проверку состояния ремней и, при необходимости, регулировку их натяжения, следует проводить каждые 500 часов наработки винтового компрессора. В замене ремни нуждаются через 7500-8000 моточасов.

Компрессоры с шестеренчатым приводом требуют ремонта в случае износа шестеренок или заклинивания редуктора. Детали, выработавшие свой ресурс, меняются на новые.

Конструкции с прямым приводом требуют ремонта в случае повреждения гибкой муфты, соединяющей винтовую пару и двигатель. В данном случае производится замена детали и тщательная диагностика компрессора.

Ремонт винтовых блоков компрессоров

Винтовой блок является основным элементом компрессора, в котором происходит процесс сжатия воздуха за счет вращения ведущего и ведомого роторов.

Данный механизм является наиболее важным и дорогостоящим элементом конструкции. Его выходу его из строя обычно предшествуют следующие сбои в работе компрессора:

• Повышение рабочей температуры блока
• Вибрация и скрежет
• Понижение давления воздуха

Простым с технологической точки зрения (и недорогим) является ремонт блока с заменой подшипников и сальников. Мероприятия могут быть как планово- предупредительными, так и срочными – при достижении наработки, близкой к критической. В процессе такого ремонта меняются опорные подшипники роторов и редуктора, втулка и сальниковое уплотнение, очищаются масляные каналы, устанавливаются необходимые зазоры между роторами и корпусом блока, проводится обработка винтовых элементов специальным покрытием.

Для нанесения на роторы (первичного или в целях восстановления заводского защитного слоя) существуют антифрикционные материалы в виде жидкостей или аэрозолей. Они подобны краскам, однако вместо пигмента содержат твердые смазочные вещества (дисульфид молибдена, графит, ПТФЭ и др.).

В нашей стране покрытия для роторов винтовых компрессоров наравне с другими «сухими» смазками выпускает компания Modengy.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП) MODENGY 1007, MODENGY 1066 и MODENGY 1014 обладают чрезвычайно высокой несущей способностью и износостойкостью. Они наносятся на поверхности роторов слоем до 100 мкм, который в процессе приработки уменьшается в 2-2,5 раза. Готовая (отвержденная) полимерная пленка с частицами твердых смазок выполняет противозадирную функцию, обеспечивает минимально возможный зазор между винтовой парой и защищает детали от трения.

На фотоколлаже и в видеоролике ниже — результаты нанесения покрытия MODENGY 1007 на роторы винтового компрессора.

Более сложным является случай заклинивания блока. В зависимости от скорости срабатывания аварийной защиты компрессорной установки и быстроты реакции обслуживающего персонала степень разрушений при этом может отличаться.

В самых серьезных случаях при заклинивании блока разрушаются редуктор и корпус, обрывается хвостовик ведущего ротора, сами винты изгибаются. В подобных случаях резко возрастает количество операций, необходимых для восстановления винтовых элементов. К замене подшипников и сальника добавляются механическая обработка гребней и торцов роторов, их выравнивание и балансировка, восстановление хвостовика и корпуса винтового блока.

Большинство производителей компрессоров гарантируют работу оборудования без капитального ремонта до 40000 часов. Однако это в идеальных условиях, которых при реальной эксплуатации не бывает.

Ресурс современных опорных подшипников винтовой пары составляет от 10000 до 20000 часов (в зависимости от качества этих деталей и регулярности технического обслуживания компрессора). После наработки этого времени при нагрузках на винтовую пару возникает шум, который нарастает по мере увеличения износа оборудования. В результате компрессор начинает перегреваться, винтовой блок может заклинить из-за изменившихся зазоров между роторами.

В случае серьезного перегрева торцы винтовой пары «привариваются» к корпусу, что резко увеличивает трудозатраты на ремонт блока. При полном разрушении подшипников повреждения непредсказуемы – от локального перегрева винтовой пары до задиров и отколотых хвостовиков.

Все это говорит о необходимости своевременной диагностики и ремонта винтового блока. Затраты на эти мероприятия обычно на 50-80 % ниже, чем на покупку нового блока, а ресурс работы компрессора после них приближен к ресурсу нового оборудования.

Как избежать поломок винтового компрессора

Своевременный ремонт и плановое техническое обслуживание винтовых компрессоров в соответствии с рекомендациями производителя существенно снижают риск серьезных поломок техники.

Если при ТО не ограничиваться сменой фильтров, а проводить тщательную диагностику деталей, склонных к преждевременному износу, компрессорное оборудование прослужит заявленное время и даже больше.

Источник

Ремонт винтовых компрессоров. Профилактика неисправностей

Здравствуйте, уважаемые подписчики!

Сегодня затронем тему ремонта винтовых компрессоров.

Назовем, какие детали этих устройств выходят из строя чаще всего, подскажем, как определить основные неисправности и предупредить их.

Основные признаки неисправности винтового компрессора

О том, что винтовой компрессор требует диагностики и ремонта, свидетельствуют:

• Повышенный нагрев винтового блока
• Падение давления или производительности
• Посторонние шумы при работе
• Сильные вибрации
• Утечка масла

Приходилось ли вам иметь дело с компрессорами и наблюдать такое?

Чаще всего причиной этих явлений являются неисправности винтового блока, двигателя, привода, частотного преобразователя компрессора. Рассмотрим каждый случай подробнее.

Винтовой блок

Одна из самых частых проблем, с которой клиенты обращаются в сервисные центры – неисправности винтового блока. Это основная и самая дорогостоящая часть компрессора, именно поэтому за ее состоянием необходимо тщательно следить.

При диагностике «проблемной» винтовой пары часто наблюдается износ подшипников, фильтров, посадочных мест валов. Причина – усиленное трение, которого не должно быть при правильной и синхронной работе роторов, коррозия деталей, попадание внутрь блока посторонних частиц.

Ремонтные работы по устранению неисправностей винтовой части компресса могут включать замену подшипников, сальников и фильтров, регулировку зазоров между роторами, а также их профилактику и восстановление.

Профилактика и восстановление роторов

Если раньше изношенные роторы подлежали только замене, то сегодня их можно восстановить. Для этих целей используются специальные покрытия. Они образуют на поверхностях деталей прочную антифрикционную пленку, которая защищает их от коррозии, схватывания и образования задиров.

В России покрытия для роторов производятся по особой технологии – с добавлением различных твердых компонентов, а не только дисульфида молибдена, как в классических составах.

К таким покрытиям относятся материалы MODENGY, включающие MoS2, графит, политетрафторэтилен – например, антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1007 на основе графита.

Источник

Ремонт винтовых компрессоров и профилактика неисправностей оборудования

Сегодня устройства винтового действия практически полностью вытеснили другие типы компрессоров – особенно на предприятиях, использующих большое количество сжатого воздуха. Рассмотрим принцип работы винтовых компрессоров, их преимущества и тонкости обслуживания.

Винтовые компрессоры являются разновидностью ротационного оборудования. Принцип их работы основан на вращении двух роторов, которые и называют винтами.

Первый винтовой компрессор был разработан шведским ученым Элиотом Лисхольном, образец выпустили в 1934 году. С тех пор изобретение перетерпело множество изменений, но принцип его работы остался прежним.

Сегодня винтовые агрегаты практически полностью вытеснили другие типы компрессоров из пищевой, стекольной, химической промышленности, а также других отраслей производства, использующих большое количество сжатого воздуха.

Устройство и принцип работы винтового компрессора

Винтовой компрессор обеспечивает преобразование электрической энергии в воздушно-газовый толчок.

Основным узлом этого устройства является винтовой блок (см. рис. ниже). Он состоит из корпуса (1) и расположенной в нем винтовой пары (2 и 3) – ведущего и ведомого ротора.

В средней части роторов имеются утолщения, на которых нарезан винтовой профиль. Зубья ведущего ротора имеют выпуклую и широкую форму, ведомого – тонкую и вогнутую.

Роторная пара установлена на втулки или подшипники, между винтами предусмотрен минимальный зазор (от 0,1 до 0,4 мм). Роторы вращаются навстречу друг другу, соблюдая принцип ведомости. Их движение синхронизируется с помощью шестерен (4), закрепленных на валах роторов. Герметичность корпуса обеспечивают сальники и уплотнители.

В корпусе компрессора также предусмотрены полости для охлаждения (5), в которые, если это предусмотрено, подается жидкость (вода, масло).

Принцип работы винтового компрессора заключается в следующем.

После начала вращения роторной пары через впускное отверстие и регулятор всасывания начинает поступать воздух, который заполняет винтовые впадины по всей длине. Дальнейшее проворачивание винтов уменьшает объем рабочей камеры и увеличивает давление в ней. Когда впадины винта соединяются с выпускным отверстием компрессора, сжатая среда через радиатор охлаждения выходит через выпускное окно агрегата.

В масляной разновидности компрессора воздух на этапе попадания в роторный блок смешивается с очищенным маслом, которое поступает в него точно дозированными порциями. Перед выходом сжатая смесь проходит через картридж сепаратора. Масляные фракции отделяются от воздуха и снова поступают в роторный блок.

В безмасляных компрессорах (сухого сжатия) из-за сильного разогрева воздуха сжатие происходит в две ступени с промежуточным охлаждением. Компрессионный модуль таких устройств состоит из двух винтовых блоков на общей раме. Они оснащены каналами для подачи охлаждающей жидкости. Водно-гликолевый раствор принудительно нагнетается насосом, а затем охлаждается в теплообменнике. Чтобы обеспечить максимально возможную герметичность блока, роторы безмасляных компрессоров имеют повышенную частоту вращения (до 6 000 об/мин), что обеспечивается шестеренным мультипликатором.

Виды винтовых компрессоров

В настоящее время изготавливается множество различных типов винтовых компрессорных устройств. Они могут классифицироваться по различным критериям: по заполнению камеры, по сжимаемой среде, типу привода и т.д.

Двумя основными разновидностями винтовых компрессоров являются маслозаполненные модели и безмасляные устройства.

Маслозаполненные компрессоры чаще всего используются в производственных цехах. Процесс работы их роторов смягчается впрыскиванием масла. Оно же способствует отведению излишков тепла.

Безмасляные компрессоры применяются в тех сферах промышленности, которые требуют получения сжатого воздуха высокой степени чистоты: пищевой, фармацевтической, химической и прочих.

Существуют безмасляные компрессоры сухого сжатия и водозаполненные устройства. Первые оснащаются двигателями синхронного типа, которые приводятся в движение обоими винтами. Они хуже, чем маслозаполненные, отводят тепло, поэтому имеют более низкую производительность.

Водозаполненные компрессоры используют вместо масла обычную воду, которая делает тепловую нагрузку на детали минимальной. Срок службы, надежность и безопасность таких устройств намного выше, чем у компрессоров сухого сжатия. При этом обходятся они дешевле, чем масляные – благодаря более низкому энергопотреблению и меньшим также затратам на обслуживание (замену масляных фильтров, емкостей для отработанной масляной жидкости и пр.).

По сжимаемой среде компрессоры бывают воздушными, газовыми и многоцелевыми, пот типу привода – ременными и прямыми, по виду используемой энергии – дизельными и электрическими.

В зависимости от степени сжатия воздуха/газа выделяют компрессоры низкого (до 1 Мн/м2), среднего (до 10 Мн/м2) и высокого (более 10 Мн/м2) давления.

Преимущества винтовых компрессоров

Основными преимуществами винтовых компрессоров являются компактные размеры, не слишком большой вес, надежность и долговечность.

• Могут долгое время работать в автономном режиме
• Оснащены системой автоматического отключения в случае аварии, перегрева или сбоя сети
• Быстро монтируются в собственных рамах без специального фундамента
• При работе создают минимум шума и вибраций благодаря изолирующим кожухам
• Оснащены цифровыми блоками управления, которые позволяют легко менять давление, программировать циклы и регулировать энергопотребление
• За счет использования винтовых блоков последних поколений и автоматического управления подачей воздуха существенно экономят электроэнергию (до 30 %)
• Не требуют частого обслуживания (для сравнения, поршневые устройства подлежат осмотру через каждые 500 часов работы, винтовые – через 4000-8000 часов)

Отличная работоспособность винтового компрессора объясняется отсутствием клапанов, простой системой смазки и охлаждения. Практика показывает, что за время эксплуатации одного такого устройства предприятие может поменять около 5 машин поршневого типа.

Обслуживание безмасляного винтового компрессора

В первую очередь, необходимо отметить, что роторные компрессоры любого типа, а безмасляные – в первую очередь, не предназначены для сильно запыленных помещений.

Абразивные частицы, попадающие внутрь винтового блока, повреждают поверхности роторов и нарушают геометрию их форм. В результате вращающиеся винты начинают соприкасаться, что вызывает повышенное трение, образование задиров и схватываний.

Многие производители в целях защиты от износа и коррозии наносят на роторы специальные защитные покрытия.

Первыми это начали делать зарубежные производители. Обработка роторов специальными полимерными составами позволяла не только снизить вероятность их контакта с последующим образованием задиров, но и сократить затраты на точную механическую обработку поверхностей.

За счет включения мельчайших частиц твердых смазочных материалов полимерные покрытия имеют высокие антифрикционные свойства, что позволяет им эффективно снижать трение и препятствовать образованию задиров.

Покрытия выравнивают поверхности роторов, чем упрощают их приработку и обеспечивают динамическое уплотнение. Защитный слой, который создают эти материалы на винтовой паре, предотвращает коррозию металла, которую может вызвать попадание воды или агрессивных охлаждающих растворов.

Со временем заводские покрытия изнашиваются, и чтобы решить вопрос их восстановления, необходимо пользоваться готовыми антифрикционными материалами. Ранее такие составы были исключительно импортными, однако сегодня их производство налажено и в нашей стране.

Российская компания «Моденжи» разработала серию антифрикционных твердосмазочных покрытий для винтовых компрессоров, которые могут применяться как при производстве, так и при ремонте роторов.

Покрытия MODENGY наносятся на поверхности деталей слоем до 100 мкм, затем, после приработки, толщина уменьшается в 2-2,5 раза и становится оптимальной.

Полимерная матрица покрытия прочно удерживает в своих ячейках частицы твердых смазочных материалов, выполняющие антифрикционную и противозадирную функции.

При обслуживании безмасляных винтовых компрессоров применяются покрытия MODENGY 1007, MODENGY 1014 и MODENGY 1066.

MODENGY 1007 производится на основе графита, поэтому имеет характерный серо-черный цвет. Покрытие стабильно работает при температурах -50…+350 °С, имеет несущую способность 1300 МПа (тест SRV).

Несущая способность MODENGY 1014 еще выше, она составляет 2700 МПа. Диапазон рабочих температур покрытия с дисульфидом молибдена и политетрафторэтиленом – -75…+255 °С. Состав отличается высокими антикоррозионными свойствами – >672 ч (тест в соляном тумане).

MODENGY 1066 с графитом и дисульфидом молибдена выдерживает температуры от -70 до +315 °С. Покрытие также обладает антикоррозионными свойствами (>300 ч в соляном тумане) и высокой несущей способностью (9900 H по методу Falex).

Перед нанесением покрытия с поверхностей роторов удаляются остатки старых смазок, пыль и другие загрязнения. Для полной очистки и обезжиривания винтовой пары используется Специальный очиститель-активатор MODENGY. Его применение способствует высокой адгезии будущего покрытия и гарантирует долгий срок его службы.

Антифрикционные составы наносятся на роторы в несколько слоев, затем детали подвергаются нагреву для полимеризации покрытий. Все материалы отверждаются при нагреве свыше +200 °С в течение 20-40 минут (точное время зависит от вида покрытия).

Роторы с покрытием MODENGY в дальнейшем не требуют повторной обработки – правильно нанесенный защитный слой не стирается, так как не дает винтовым поверхностям вступать в контакт.

Признаки необходимости ремонта масляных винтовых компрессоров

Масляный винтовой компрессор нуждается в ремонте, если наблюдаются:

• Сложности с его запуском
• Отсутствие сжатого воздуха в выходном патрубке агрегата
• Снижение производительности устройства
• Чрезмерный расход масла
• Непроизвольное срабатывание предохранительного клапана
• Отключение аппарата термостатом или прерывателем сети
• Поломка роторного блока
• Повышенное давление в компрессоре

Причиной трудности с запуском винтового компрессора может быть низкая температура окружающего воздуха. Проблема решается после его прогрева.

Если устройство не перезапускается, необходимо проверить состояние всасывающего клапана – скорее всего, он загрязнен и плохо закрывается. В таком случае требуется прочистка или замена детали.

Отсутствие сжатого воздуха в выходном отверстии аппарата – признак закрытия регулятора. Чтобы устранить эту неисправность, потребуется проверить работоспособность реле давления, который подает питание на электромагнитный клапан, связанный, в свою очередь, с регулятором.

Понижение производительности компрессорного оборудования чаще всего связано с засорением регулятора. Чтобы демонтировать его для очистки, потребуется снять всасывающий фильтр.

Большой расход масла в компрессоре может быть вызван поломкой фильтра маслоотделителя или нарушением герметичности уплотнений этого фильтра. В обоих случаях проблема решается заменой деталей.

Если фильтр маслоотделителя засорился, предохранительный клапан может начать открываться непроизвольно. В таком случае требуется проверить, существует ли перепад давления между резервуаром масляного сепаратора и трубопроводом, в котором находится сжатый воздух. Если проблема есть, она решается заменой фильтра.

Отключение компрессора термостатом может происходить по несколькими причинами:

• Температура окружающей среды слишком высока: таком случае ее следует снизить с помощью хорошей вентиляции, после чего перезагрузить аппарат
• Охладитель масла засорился: требуется прочистить его с применением растворяющей жидкости
• Недостаточно масла: следует долить необходимое количество
• Термостат неисправен: деталь следует заменить на новую

При постоянном срабатывании прерывателя сети и отключении двигателя следует проверить напряжение и, если показатели в норме, перезапустить аппарат.

Прерыватель цепи может также срабатывать при перегреве двигателя. Если при этом режим отвода тепла не нарушен, необходимо перезапустить оборудование.

Ремонт роторного блока при его поломке возможен только в случае выхода из строя подшипников. В случае заклинивания роторов ремонт следует доверить специалистам.

Проблема повышенного давления в компрессоре может быть вызвана отсутствием команды на закрытие регулятора. В первую очередь, необходимо проверить эту деталь, а также состояние электромагнитного клапана (он должен быть закрыт). При необходимости их следует заменить.

Источник