【壓縮機網(wǎng)】摘要：在傳統的壓縮機設計中，噴入排氣端軸承的油，其回油通道一般設計在排氣端軸承座的底部，靠重力作用通過(guò)排氣端軸承座、機殼等零件的內部通道回到進(jìn)氣端。一方面零件設計的比較復雜，提高了零件的鑄造和加工難度，另一方面，原結構中所有的油在機組運行時(shí)全部回到機殼內，軸承腔內沒(méi)有存油，在下次起動(dòng)之初，軸承處于無(wú)潤滑狀態(tài)。本文將針對我公司的發(fā)明專(zhuān)利《一種噴油螺桿壓縮機排氣端回油結構》（專(zhuān)利號：201520846095.9）進(jìn)行描述，詳細闡述新舊結構的優(yōu)劣。

　　文/無(wú)錫錫壓壓縮機有限公司 張開(kāi)闖

　　1、使用背景

　　隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，噴油螺桿壓縮機的需求量越來(lái)越大。由于其零部件少、可靠性高、動(dòng)力平衡性好、多相混輸適應性強、氣體脈動(dòng)小、操作維護方便、大修周期長(cháng)等特點(diǎn)，越來(lái)越多的螺桿機取代了活塞機廣泛應用于礦山、化工、動(dòng)力、冶金、醫藥、紡織、造紙、卷煙、化纖、建筑、機械和冷凍等工業(yè)部門(mén)。隨著(zhù)螺桿壓縮機的發(fā)展，市場(chǎng)對螺桿壓縮機的性能、可靠性、采購成本、采購周期有了更高的要求，而螺桿壓縮機主機作為噴油螺桿壓縮機機組的核心零部件，各螺桿壓縮機生產(chǎn)制造企業(yè)在主機的可靠性和成本上投入了大量的精力和財力，在投入大比拼的同時(shí)，各項改進(jìn)優(yōu)化也日見(jiàn)成效，推動(dòng)了整個(gè)噴油螺桿壓縮機行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

　　在噴油螺桿壓縮機中，除了轉子工作腔外，軸承等主要運動(dòng)部件也需要供油，且這些油在完成自身的功能后都處于較低壓力，但壓縮機油箱中的壓力是排氣壓力（一般螺桿壓縮機系統中的油氣分離器兼做油箱使用），所以它們并不能簡(jiǎn)單地依靠重力作用流入油箱，所以必須使其回到吸氣口，隨工作氣體一起被壓縮和排出。然而由于這些回油的溫度比吸氣溫度高，且其中帶有少量的高壓氣體，若直接回到吸氣孔口，將會(huì )降低壓縮機的實(shí)際吸氣容積和質(zhì)量流量，故回油孔口通常都設置在吸氣結束的位置。

　　2、傳統回油結構

　　2.1回油結構

　　傳統的回油結構通常需要在排氣端軸承座上軸承的最下方設計一個(gè)回油腔，回油腔里加工回油通道，同時(shí)需要在對應的機殼上設計回油通道。因此排氣端軸承座上需要鑄造一個(gè)相對比較復雜的回油腔，同時(shí)由于轉子一般都比較長(cháng)，因此也需要在機殼上加工一個(gè)比較長(cháng)的回油通道，通常需要使用定制加長(cháng)的刀桿。（見(jiàn)下圖）

　　2.2回油原理

　　當噴油螺桿壓縮機正常工作時(shí)，在壓縮機組系統壓力的作用下，潤滑油由油氣分離器經(jīng)過(guò)濾后噴入到主機中，大部分油噴入到轉子腔，小部分油噴入到進(jìn)排氣端的軸承中，噴入到排氣端軸承的潤滑油在重力作用下沉積在排氣端軸承座底部，靠排氣端軸承座與進(jìn)氣端的壓力差通過(guò)排氣端軸承座和機殼上的回油通道回到機殼進(jìn)氣端，與吸入到機殼內的氣體一起被壓縮，然后排出到油氣分離器，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

　　2.3缺點(diǎn)

　　為確保噴入到排氣端軸承里的油能夠順利回到進(jìn)氣口，排氣端軸承座和機殼上都需要鑄造能夠加工回油通道的結構，同時(shí)還需確?；赜屯ǖ郎吓艢舛溯S承座與機殼結合面處的密封。其增加了零件模具的復雜性，增加了毛坯鑄造的難度，同時(shí)也增加了深孔加工的難度和密封的難度，不僅影響了主機結構的緊湊性和美觀(guān)性，同時(shí)還增加了主機的重量，增加了鑄件的不良率使得配套周期和成本也有所增加。

　　由于回油腔位置比較低，主機在工作過(guò)程中，軸承腔里的潤滑油會(huì )從左側回油通道全部回到機殼進(jìn)氣端，當主機停機時(shí)，排氣端軸承座里幾乎沒(méi)有存油。當主機在下一次開(kāi)機時(shí)，機組建立起油循環(huán)所需的壓力需要一定的時(shí)間，排氣端軸承座里的軸承會(huì )短時(shí)間缺油干磨，影響軸承的使用壽命，對于長(cháng)時(shí)間停機的機組，軸承腔里沒(méi)有油甚至可能會(huì )引起銹蝕。

　　此外，傳統回油結構中的回油一般都回到機殼吸氣端，由于回到此處的油一般也有50℃以上，而壓縮機吸入的空氣是室溫，高溫的潤滑油會(huì )對空氣產(chǎn)生加熱影響，相當于壓縮機長(cháng)期工作在環(huán)境溫度為50℃左右的工況中，同樣的轉速下，壓縮機的產(chǎn)氣量要低8%左右，對主機的性能造成了比較大的影響，同時(shí)高溫情況對油的使用壽命也產(chǎn)生了一定的影響。

　　3、新型回油結構

　　3.1回油結構

　　新的排氣端回油結構中，在排氣端軸承座兩個(gè)軸承之間加工一個(gè)溝槽，溝槽上方開(kāi)一個(gè)回油腔，溝槽下方通到軸承底部某一高度（一般1-2個(gè)滾珠的高度）， 排氣端蓋與排氣端平面以及所開(kāi)的溝槽和空腔之間會(huì )形成一個(gè)封閉的空間，在溝槽上方的回油腔上加工一個(gè)回油通道，通向機殼內部吸氣結束的位置。（如下圖所示）

　　3.2回油原理

　　當噴油螺桿壓縮機正常工作時(shí)，在壓縮機組系統壓力的作用下，潤滑油由油氣分離器經(jīng)過(guò)濾后噴入到主機中，大部分油噴入到轉子腔，小部分油噴入到進(jìn)排氣端的軸承中，噴入到排氣端軸承的潤滑油在排氣端軸承座內慢慢積蓄，直至潤滑油位到達溝槽底部，此時(shí)潤滑油的壓力大約為0.1～0.2MPa（表壓），而機殼內部吸氣結束位置的壓力基本為吸氣壓力。隨著(zhù)潤滑油液位的上升，在潤滑油壓力與吸氣壓力的壓力差作用下，潤滑油沿著(zhù)豎向的溝槽向上流動(dòng)，經(jīng)過(guò)回油通道進(jìn)入轉子工作腔，與吸入到機殼內的氣體一起被壓縮，然后排出到油氣分離器，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

　　當壓縮機組停機時(shí)，隨著(zhù)機組的卸載，排氣端軸承座的供油壓力慢慢降低，當壓力勢能之差不足以補償位勢能之差時(shí)，潤滑油將在重力的作用下沿溝槽回到軸承座內，機組停機時(shí)，軸承腔內仍存有少量的潤滑油（上圖中陰影部分）。因此在機組下一次啟動(dòng)時(shí)，留存于軸承腔內的潤滑油能及時(shí)起到潤滑軸承的作用，避免在機組啟動(dòng)之初出現軸承缺油的現象。

　　3.3優(yōu)勢

　　新的噴油螺桿壓縮機排氣端回油結構，只需要在排氣端軸承座上加工一條溝槽和回油通道，就能達到回油的目的，不需要鑄造額外的回油通道，也不需要在機殼上進(jìn)行深孔加工，無(wú)需考慮油道的密封，模具和零件結構簡(jiǎn)單、毛坯鑄造方便，不僅有效地減輕了螺桿壓縮機主機的重量，而且縮短了主機零件的配套周期，降低了主機的生產(chǎn)成本。

　　機組在停機時(shí)軸承座內積蓄少量的潤滑油，無(wú)論是短時(shí)間停機還是長(cháng)期停機，軸承的滾子仍有部分浸潤在潤滑油內，因此在機組下一次啟動(dòng)時(shí)，留存于軸承腔內的潤滑油能及時(shí)起到潤滑軸承的作用，避免在機組啟動(dòng)之初出現軸承缺油的現象，可以達到保護軸承的目的，提高軸承和壓縮機的使用壽命。

　　排氣端回油通道通向機殼排氣端上方，此處處于吸氣結束的位置，避免了吸氣加熱影響，使主機始終處于最佳的吸氣狀態(tài)，因此相對傳統的回油結構，同樣的轉速下，主機的氣量要更大，主機性能更好，運行也更穩定。

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