无油螺杆压缩机的“隐形守护神”：轴向力平衡装置

无油螺杆压缩机的“隐形守护神”：轴向力平衡装置

01 案例背景

近日我司收到客户反馈，一台无油螺杆压缩机运行过程中出现转子卡滞故障，经我司维修工程师拆解检查，发现主机内部损坏严重，具体情况如下：

一、进气侧板部分：

1.侧板内端面与转子端面发生严重剐蹭，端面磨损深度超过0.5mm；

2.两座孔与转子轴颈配合处磨损，左侧座孔出现两道裂纹，右侧座孔出现一道裂纹，均贯穿；

二、阴阳转子部分：

1.转子端面与进气侧板端面相互磨损且因摩擦高温导致材料粘连；

转子两端轴颈与两端座孔磨损，密封档磨损严重；

转子之间密封型面磨损严重，部分缺失；

三、气缸部分：

1.转子本体与气缸内壁产生不同程度的磨损；

2.气缸右侧座孔产生一道裂纹，尚未贯穿；

四、轴承压板部分：

轴承压板端面与轴承贴合面出现磨损；

故障原因分析&改造措施：

根据设备拆解后损坏的现象分析，本次故障的根本原因是阳转子发生轴向窜动，而导致转子轴向窜动的主要因素是轴向定位轴承的损坏；而影响轴承寿命的因素有润滑性能的降低，轴承温度过高，轴向异常力导致轴承失效等；

进一步调查发现，现场工艺要求压缩机长期接近全转速运转，导致每台压缩机的阳转子转速持续偏高，阳转子两端的轴承负荷增大，故障率显著上升，一旦定位轴承出现偏差，转子轴向位置即发生偏移，进而引发上述损坏。

针对上述问题，我司对主机进行了升级改造，在转子轴头部分加装了一套轴向力平衡装置，该装置通过引入压缩机自身排气压力，产生与轴向力方向相反的平衡力，且平衡力随排气压力波动自动调节，从而有效减轻轴承所承受的异常轴向载荷，延长主机使用寿命。

02 轴向力平衡装置的必要性

在无油螺杆压缩机中，气体在压缩过程中会产生轴向力，排气压力越高，轴向力越大，其中阳转子承压面积更大，承受的轴向力远大于阴转子，是主要受力部件。

轴向力平衡装置虽不直接参与气体压缩，但作为连接轴承与转子的关键部件，其性能直接关系到主机的整体寿命和运行可靠性。该装置通常安装在阳转子吸气端轴端，由平衡活塞和活塞腔体组成，以纯机械自适应方式工作，能够有效抵消核心轴向载荷、保护轴承与转子、稳定运行工况，堪称无油螺杆主机的“隐形守护者”。

03 Aertrans轴向力平衡装置技术优点（已申请专利）

目前行业内常用的轴向力平衡装置主要分为气压驱动和油压驱动两种，但均存在一定的应用局限性。

为克服传统方案的不足之处，Aertrans研发了一种新型轴向力平衡装置，其创新之处在于：

1.动力源：利用压缩机自带润滑油泵产生的稳定油压，推动平衡活塞反向运动，以抵消部分气体轴向力；

2.控制方式：以压缩机自身排气压力作为调节信号，控制润滑油流量及压力，使平衡装置产生的轴向力随排气压力波动而实时变化，同时保证轴承始终承受一个固定的最低轴向力，避免轴承在低负荷时出现微动磨损。

该装置具有以下优势：

1.无排气浪费，密封无泄漏

2.自适应调节--产生轴向力随排气压力波动而变化

3.最低负荷保护--在最小排气压力下，轴承仍保持最低负荷，防止轻载损伤

4.最高负荷限制--在最大排气压力下，轴承承受的最大负荷被控制在允许范围内，确保安全

5.无额外动力消耗

6.自动控制，简单，免维护

04 总结

通过本次升级改造，Aertrans轴向力平衡装置有效解决了因定位轴承失效导致的转子窜动问题，为无油螺杆压缩机在高转速、高负荷工况下的长期稳定运行提供了可靠保障。该方案兼具经济性与实用性，是提升主机可靠性的重要技术路径。

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