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空压机转子抱死(故障分析)

2025-11-21


空压机转子(螺杆式为主)是主机核心部件,通过啮合旋转压缩空气,转子抱死是指转子因摩擦、卡滞无法转动的严重故障,会直接导致机组停机,维修成本高(通常超万元),需从诱因源头拆解分析:

一、核心诱因一:润滑系统失效,无油干摩擦致抱死

润滑是转子运转的“生命线”,油膜缺失或失效会直接引发金属硬接触:

润滑油严重缺失:若油箱油位低于刻度线1/3(未及时补油)、油过滤器堵塞(压差超0.2MPa未更换)、油道破裂(供油管路泄漏),会导致转子啮合面、轴承无油润滑。油膜无法形成后,转子齿面直接摩擦,1-2小时内即出现金属划痕,摩擦热使转子温度骤升(超120℃),金属受热膨胀后啮合间隙消失,蕞终卡死。例如:某空压机油位低于下限后未停机,4小时后转子齿面熔接,需更换整套转子。

润滑油劣化/错配:若润滑油超期使用(超过2000小时未更换)、混用不同类型油(如矿物油混合成油),会导致油膜强度下降、流动性变差。劣化油的粘度可能从46号升至68号以上,无法快速输送至转子啮合区,形成“局部缺油”,轴承滚道与转子轴颈干摩擦,产生的金属碎屑会进一步加剧磨损,蕞终触发抱死。

二、核心诱因二:异物侵入转子腔,机械卡滞致抱死

转子腔(主机壳体内)若进入固体异物,会破坏啮合间隙,导致物理卡滞:

外部杂质侵入:安装或维修时,若未清理管路焊渣、铁锈(如更换油气分离器后未吹洗管路),或空气过滤器破损(过滤精度从5μm降至20μm),粉尘、金属碎屑会随气流进入转子腔。当异物(如直径>0.5mm的铁屑)卡在转子啮合齿间,会阻碍转子旋转,若机组未及时停机(无异物检测传感器),转子会强行挤压异物,导致齿面崩裂,进而卡死。

内部部件脱落:主机内部零件(如轴承保持架、密封环、油分芯碎片)老化断裂后,若掉入转子腔,会卡在转子与壳体间隙(正常间隙0.1-0.2mm)中。例如:轴承保持架断裂后,钢球脱落进入啮合区,会直接卡住转子,瞬间触发抱死,同时伴随“刺耳金属撞击声”。

三、核心诱因三:温度异常过高,热变形致间隙消失

转子与壳体均为金属材质,高温会导致热膨胀,啮合间隙被“挤死”:

冷却系统故障:油冷却器结垢(散热面积减少30%以上)、冷却风扇停转(电机故障)、温控阀卡滞(无法切换至冷却回路),会使润滑油温度超100℃(正常≤85℃),热量传导至转子后,转子径向膨胀量可达0.05-0.1mm。若原啮合间隙为0.1mm,膨胀后间隙消失,转子与壳体、齿间直接接触,摩擦热进一步加剧膨胀,形成“热恶性循环”,30分钟内即可抱死。

排气压力异常超高:若压力开关故障(设定0.8MPa却升至1.2MPa未卸载)、下游用气端突然关闭(储气罐满罐后未停机),会导致转子压缩负荷骤增,压缩功转化为大量热量,转子温度快速突破130℃,金属强度下降(如铸铁转子硬度从HB200降至HB150),齿面易被挤压变形,蕞终卡死。

四、核心诱因四:装配/设计缺陷,先天隐患致抱死

安装或制造误差会为转子抱死埋下隐患,多在机组运行1-3年内爆发:

转子间隙调整不当:维修时若转子轴向、径向间隙调得过小(如径向间隙从0.1mm调至0.05mm),或轴承安装过紧(轴承内圈与轴颈过盈量超0.03mm),会增加转子旋转阻力。初期表现为电机电流升高(超额定值10%),长期运行后摩擦热累积,转子逐渐膨胀,间隙彻底消失致抱死。

材质疲劳或选型错误:小功率机组(55kW)若误用薄壁转子(厚度比标准薄2mm),或转子材质含杂质(铸铁含碳量超标),长期高负荷运行(负载率>90%)会导致转子齿面疲劳磨损,金属碎屑脱落堆积,蕞终卡住啮合部位。

五、核心诱因五:维护不当,小问题演变为抱死

忽视日常异常信号,会让轻微故障升级为转子抱死:

忽视预警信号:若机组出现“转子异响(高频摩擦声)”“轴承温度超90℃”“电机电流波动超15%”等异常,未及时停机排查,会使潜在问题(如油膜变薄、轻微卡滞)恶化。例如:轴承温度从85℃升至95℃未处理,24小时内即会因轴承损坏导致转子轴偏移,进而抱死。

长期空载/过载运行:机组频繁空载(每天>4小时)会导致润滑油在转子腔停留时间过长,氧化速度加快;长期过载(负载率>100%)会使转子持续高负荷摩擦,两者均会加速部件老化,增加抱死概率。

六、故障后果与预防关键

转子抱死会造成:①转子齿面熔接、壳体划伤(多需更换主机);②电机过载烧毁(转子卡死时电流超额定值3倍);③生产停机(维修周期3-7天)。预防需紧扣“润滑、清洁、控温、合规维护”:定期检查油位与油质、清理冷却系统、严控装配间隙、及时处理异常信号,从源头规避诱因。

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