Конструкция винтового блока

Опубликовал Константин Широких | Дата 2016-01-25

Комментариев нет

В данной статье затронем конструкцию винтового блока винтового компрессора и покажем его изнутри.

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

Винты винтового блока компрессора

Элементы винтового блока:

Элементы винтового блока

Уплотнение зазоров между вращающимися роторами, смазка подшипников и отвод образовывающегося при сжатии воздуха тепла осуществляется циркулирующим в компрессоре маслом в случае маслозаполненного компрессора.

Также существуют безмасляные винтовые блоки с впрыском воды в камеру сжатия и без. При этом конструкция самого блока практически идентична виновому блоку маслозаполненного компрессора.

Размер винтового блока зависит от мощности (производительности) компрессора и может варьироваться в широких пределах, достигая больших размеров и веса.

Разные винтовые блоки

Залогом длительной безотказной работы винтового блока является математическое моделирование профилей и чрезвычайно высокая точность при изготовлении роторов.

Профиль винтового блока

Немаловажную роль также играет соблюдение температурных режимов при работе винтового блока. Слишком высокая температура масла вызывает увеличение температурных деформаций деталей и, как следствие, может вызвать их быстрый износ и даже взаимное заклинивание.

Слишком низкая температура масла может вызвать выпадение из сжимаемого воздуха конденсата, который, попадая в масло, вызывает его эмульгирование и значительное снижение эксплуатационных характеристик.

Ниже на рисунках показан чертеж типичного винтового блока в разрезе и аксонометрия разобранного блока с указанием позиций основных деталей.

Чертеж винтового блока

Аксонометрия разобранного блока с указанием позиций основных деталей:

Винтовой блок 3D

1 – корпус винтового блока;

2 – крышка блока (вход);

3 – ведущий ротор;

4 – ведомый ротор;

5 – крышка блока (выход);

6 – роликовый подшипник;

7 – роликовый подшипник;

8 – роликовый подшипник;

9 – роликовый подшипник;

10 – разделительное кольцо;

11 – радиально-упорный подшипник;

12 – радиально-упорный подшипник;

13 – шлицевая стопорная гайка;

14 – шлицевая стопорная гайка;

15 – стопорная пластина;

16 – упорный диск;

17 – упорный диск;

18 – втулка уплотнения вала;

19 – резиновое кольцо;

20 – уплотнение вала;

21 – стопорное кольцо;

22 – уплотнение крышки (вход);

23 – уплотнение крышки (выход);

24 – центровочные штифты;

25 – крепежные болты крышек;

26 – болт стопорной пластины;

27 – термостат;

28 – шпонка.

Хотелось бы подробнее остановиться на конструкции уплотнения вала ведущего ротора винтового блока.

У различных производителей этот узел может отличаться, но его назначение остается неизменным – не допустить утечек масла по валу при работе компрессора.

Как правило, для уплотнения применяются комбинированные манжеты, а втулка вала, по которой скользят манжеты, имеет диагональную насечку на наружной поверхности. Такая насечка при вращении вала работает, как своеобразный «шнек», возвращающий просочившееся наружу масло обратно (см. рисунки ниже).

Обратите внимание – при разном направлении вращения вала винтового блока используются втулки с различным направлением диагональной насечки.

Уплотнение вала винтового блока в разрезе:

Уплотнение вала винтового блока

Втулка с вращением по часовой стрелке:

Втулка с вращением по часовой стрелке

Втулка с вращением против часовой стрелки:

Втулка с вращением против часовой стрелки

Очень важным мероприятием при эксплуатации компрессоров является периодическая вибрационная диагностика подшипников винтового блока и электродвигателя.

Для этого к различным точкам конструкции прикладывают вибрационные датчики специальных приборов – виброметров.

Точки измерений, как правило, располагаются в трех плоскостях (см. рисунки ниже для примера):

Точки измерения вибраций

и еще одна:

Точки измерения вибраций

Разумеется, применяемый виброметр должен иметь достаточно широкие функциональные возможности, а проводить такие измерения может только квалифицированный персонал.

Анализ результатов измерений позволит прогнозировать необходимость замены подшипников и избежать более серьезных поломок винтового блока и электродвигателя.