El 'patrón invisible' de los compresores de tornillo sin aceite: dispositivo de equilibrio de fuerzas axiales

El 'patrón invisible' de los compresores de tornillo sin aceite: dispositivo de equilibrio de fuerzas axiales

01 Antecedentes del caso

Recientemente, nuestra empresa recibió comentarios de clientes acerca de que un compresor de tornillo sin aceite tuvo una falla por atasco del rotor durante el funcionamiento. Después del desmontaje y la inspección por parte de nuestros ingenieros de mantenimiento, se descubrió que el daño interno del motor principal era grave. Los detalles son los siguientes:

1. Pieza del panel lateral de entrada de aire:

1. La superficie del extremo interior de la placa lateral y la superficie del extremo del rotor están gravemente rayadas y la profundidad de desgaste de la superficie del extremo supera los 0,5 mm;

2. La unión entre los dos orificios del asiento y el muñón del rotor está desgastada. Aparecen dos grietas en el orificio del asiento izquierdo y una grieta en el orificio del asiento derecho, las cuales penetran;

2. Parte del rotor Yin y Yang:

1. La cara del extremo del rotor y la cara del extremo de la placa lateral de admisión se desgastan entre sí y los materiales se adhieren debido a la alta fricción;

Los muñones en ambos extremos del rotor y los orificios del asiento en ambos extremos están desgastados y los engranajes de sellado están muy desgastados;

La superficie de sellado entre los rotores está muy desgastada y faltan algunas piezas;

3. Parte del cilindro:

1. Se producen diferentes grados de desgaste entre el cuerpo del rotor y la pared interior del cilindro;

2. Se produjo una grieta en el orificio del asiento en el lado derecho del cilindro, pero no ha penetrado;

4. Pieza de la placa de presión del rodamiento:

La superficie del extremo de la placa de presión del rodamiento y la superficie de ajuste del rodamiento están desgastadas;

Análisis de causa de falla y medidas de modificación:

Según el análisis del fenómeno de daño luego del desmontaje del equipo, la causa fundamental de esta falla es el movimiento axial del rotor macho, y el factor principal que causa el movimiento axial del rotor es el daño del cojinete de posicionamiento axial; los factores que afectan la vida útil del rodamiento incluyen la reducción del rendimiento de la lubricación, una temperatura excesiva del rodamiento, una fuerza axial anormal que provoca fallas en el rodamiento, etc.;

Una investigación más profunda reveló que el proceso in situ requería que el compresor funcionara casi a máxima velocidad durante un largo tiempo, lo que daba como resultado una alta velocidad continua del rotor macho de cada compresor. La carga sobre los cojinetes en ambos extremos del rotor macho aumentó y la tasa de fallas aumentó significativamente. Una vez que los cojinetes de posicionamiento se desviaran, la posición axial del rotor cambiaría, causando así el daño mencionado anteriormente.

En respuesta a los problemas anteriores, nuestra empresa actualizó el motor principal e instaló un dispositivo de equilibrio de fuerza axial en la cabeza del eje del rotor. Este dispositivo introduce la presión de escape del propio compresor para generar una fuerza de equilibrio en dirección opuesta a la fuerza axial. La fuerza de equilibrio se ajusta automáticamente con la fluctuación de la presión de escape, reduciendo así eficazmente la carga axial anormal sobre los cojinetes y extendiendo la vida útil del motor principal.

02 La necesidad de un dispositivo de equilibrio de fuerza axial

En un compresor de tornillo sin aceite, el gas generará fuerza axial durante el proceso de compresión. Cuanto mayor sea la presión de escape, mayor será la fuerza axial. El rotor macho tiene un área de soporte de presión más grande y soporta una fuerza axial mucho mayor que el rotor hembra, por lo que es el principal componente estresado.

Aunque el dispositivo de equilibrio de fuerza axial no participa directamente en la compresión del gas, como componente clave que conecta el cojinete y el rotor, su rendimiento está directamente relacionado con la vida útil general y la confiabilidad operativa del motor principal. Este dispositivo suele instalarse en el extremo de succión del rotor macho y consta de un pistón equilibrado y una cavidad del pistón. Funciona de forma adaptativa puramente mecánica y puede compensar eficazmente la carga axial del núcleo, proteger los rodamientos y el rotor y estabilizar las condiciones de funcionamiento. Se le puede llamar el 'guardián invisible' del husillo sin aceite.

03 Ventajas técnicas del dispositivo de equilibrio de fuerza axial Aertrans (patente solicitada)

Actualmente, los dispositivos de equilibrio de fuerza axial comúnmente utilizados en la industria se dividen principalmente en dos tipos: accionamiento neumático e accionamiento hidráulico, pero ambos tienen ciertas limitaciones de aplicación.

Para superar las deficiencias de las soluciones tradicionales, Aerotrans ha desarrollado un nuevo dispositivo de equilibrio de fuerzas axiales. Sus innovaciones son:

1. Fuente de energía: la presión de aceite estable generada por la propia bomba de aceite lubricante del compresor se utiliza para empujar el pistón de equilibrio para que se mueva en la dirección inversa para compensar parte de la fuerza axial del gas;

2. Método de control: la propia presión de escape del compresor se utiliza como señal de regulación para controlar el flujo y la presión del aceite lubricante, de modo que la fuerza axial generada por el dispositivo de equilibrio cambie en tiempo real con la fluctuación de la presión de escape, al tiempo que se garantiza que los cojinetes siempre soporten una fuerza axial mínima fija para evitar el desgaste por fricción de los cojinetes con cargas bajas.

Este dispositivo tiene las siguientes ventajas:

1. Sin desperdicio de escape, sellado y sin fugas.

2. Ajuste adaptativo: la fuerza axial generada cambia con la fluctuación de la presión de escape.

3. Protección de carga mínima: bajo la presión de escape mínima, el rodamiento aún mantiene la carga mínima para evitar daños por cargas ligeras.

4. Límite de carga máxima: bajo la presión máxima de escape, la carga máxima soportada por el rodamiento se controla dentro del rango permitido para garantizar la seguridad.

5. Sin consumo de energía adicional

6. Control automático, sencillo y sin mantenimiento.

04 Resumen

A través de esta actualización, el dispositivo de equilibrio de fuerza axial de Aerotrans resolvió eficazmente el problema de movimiento del rotor causado por la falla del cojinete de posicionamiento, proporcionando una garantía confiable para el funcionamiento estable a largo plazo del compresor de tornillo sin aceite en condiciones de alta velocidad y alta carga. Esta solución es económica y práctica, y es una vía técnica importante para mejorar la confiabilidad del host.

La información de la industria se actualiza continuamente, centrándose en la tecnología de tornillos sin aceite de Aertrans.