오일프리 스크류 압축기의 '보이지 않는 수호 성인': 축력 균형 장치

오일프리 스크류 압축기의 '보이지 않는 수호 성인': 축력 균형 장치

01 케이스 배경

최근 우리 회사는 오일프리 스크류 압축기가 작동 중 로터 걸림 오류가 발생했다는 피드백을 고객으로부터 받았습니다. 당사 정비기술자들의 분해 및 점검 결과, 주엔진 내부 손상이 심각한 것으로 확인되었습니다. 세부사항은 다음과 같습니다:

1. 공기 흡입구 측면 패널 부분:

1. 측판 내측 단면과 로터 단면에 긁힘이 심하고 단면 마모 깊이가 0.5mm를 초과하는 경우

2. 두 개의 시트 구멍과 로터 저널 사이의 조인트가 마모되었습니다. 왼쪽 시트 구멍에 2개의 크랙이 나타나고 오른쪽 시트 구멍에 1개의 크랙이 나타나는데 둘 다 관통하고 있습니다.

2. 음양 로터 부분 :

1. 로터의 단면과 흡기측판의 단면이 서로 마모되어 마찰이 커서 재질이 고착되는 현상

로터 양쪽 끝의 저널과 양쪽 끝의 시트 구멍이 마모되었으며 씰 기어가 심각하게 마모되었습니다.

로터 사이의 밀봉 표면이 심각하게 마모되었으며 일부 부품이 누락되었습니다.

3. 실린더 부분:

1. 로터 본체와 실린더 내벽 사이에 서로 다른 정도의 마모가 발생합니다.

2. 실린더 우측 시트홀에 크랙이 발생되었으나 관통되지 않았습니다.

4. 베어링 압력판 부분:

베어링 압력 플레이트의 끝 표면과 베어링 장착 표면이 마모되었습니다.

고장 원인 분석 및 개선 조치:

장비 분해 후 손상 현상 분석에 따르면, 이 고장의 근본 원인은 수 로터의 축 방향 이동이며, 로터의 축 방향 이동을 일으키는 주요 요인은 축 위치 결정 베어링의 손상입니다. 베어링 수명에 영향을 미치는 요인에는 윤활 성능 저하, 과도한 베어링 온도, 베어링 고장으로 이어지는 비정상적인 축력 등이 포함됩니다.

추가 조사에 따르면 현장 공정에서는 압축기가 오랜 시간 동안 최대 속도에 가깝게 작동해야 했으며 이로 인해 각 압축기의 수 로터가 지속적으로 고속으로 작동하는 것으로 나타났습니다. 수 로터의 양단 베어링에 가해지는 하중이 증가하여 고장률이 크게 증가했습니다. 위치 결정 베어링이 벗어나면 로터의 축 위치가 이동하여 위에서 언급한 손상이 발생합니다.

위의 문제에 대응하여 당사에서는 주엔진을 업그레이드하고 로터 샤프트 헤드에 축력 균형 장치를 설치했습니다. 이 장치는 압축기 자체의 배기 압력을 도입하여 축력과 반대 방향으로 균형력을 생성합니다. 균형력은 배기 압력의 변동에 따라 자동으로 조정되므로 베어링의 비정상적인 축방향 부하를 효과적으로 줄이고 주 엔진의 수명을 연장합니다.

02 축력 균형 장치의 필요성

오일 프리 스크류 압축기에서 가스는 압축 과정에서 축방향 힘을 생성합니다. 배기 압력이 높을수록 축 방향 힘이 커집니다. 수형 로터는 암형 로터보다 압력을 받는 면적이 더 크고 축방향 힘을 훨씬 더 많이 지탱하므로 주요 응력을 받는 부품입니다.

축력 균형 장치는 가스 압축에 직접적으로 참여하지는 않지만 베어링과 로터를 연결하는 핵심 구성 요소로서 그 성능은 주 엔진의 전체 수명 및 작동 신뢰성과 직접적인 관련이 있습니다. 이 장치는 일반적으로 수 로터의 흡입 단부에 설치되며 밸런스 피스톤과 피스톤 캐비티로 구성됩니다. 이는 순전히 기계적인 적응 방식으로 작동하며 코어 축 하중을 효과적으로 상쇄하고 베어링과 로터를 보호하며 작동 조건을 안정화할 수 있습니다. 오일프리 스크류 호스트의 '보이지 않는 수호자'라고 할 수 있습니다.

03 Aertrans 축력 균형장치의 기술적 장점 (특허출원)

현재 업계에서 일반적으로 사용되는 축력 균형 장치는 주로 공압 드라이브와 유압 드라이브의 두 가지 유형으로 구분되지만 둘 다 특정 적용 제한이 있습니다.

기존 솔루션의 단점을 극복하기 위해 Aerotrans는 새로운 축력 균형 장치를 개발했습니다. 그 혁신은 다음과 같습니다.

1. 동력원: 압축기 자체 윤활유 펌프에 의해 생성된 안정된 오일 압력은 밸런스 피스톤을 밀어 반대 방향으로 움직여 가스 축력의 일부를 상쇄하는 데 사용됩니다.

2. 제어 방법: 압축기 자체의 배기 압력은 윤활유 흐름과 압력을 제어하는 ​​조절 신호로 사용됩니다. 따라서 균형 장치에 의해 생성된 축력은 배기 압력의 변동에 따라 실시간으로 변경됩니다. 동시에 베어링은 항상 고정된 최소 축력을 견디어 저부하에서 베어링의 프레팅 마모를 방지합니다.

이 장치에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

1. 배기 폐기물이 없고 밀봉되어 있으며 누출이 없습니다.

2. 적응형 조정 - 생성된 축력은 배기 압력의 변동에 따라 변경됩니다.

3. 최소 부하 보호 - 최소 배기 압력 하에서 베어링은 경부하 손상을 방지하기 위해 여전히 최소 부하를 유지합니다.

4. 최대 부하 제한 - 최대 배기 압력 하에서 베어링이 부담하는 최대 부하를 허용 범위 내로 제어하여 안전성을 확보합니다.

5. 추가 전력 소모 없음

6. 자동 제어, 간단하고 유지 보수가 필요 없음

04 요약

이번 업그레이드를 통해 Aerotrans 축력 균형 장치는 위치 결정 베어링의 고장으로 인한 로터 이동 문제를 효과적으로 해결하여 고속 및 고부하 조건에서 오일 프리 스크류 압축기의 장기간 안정적인 작동을 안정적으로 보장합니다. 이 솔루션은 경제적이고 실용적이며 호스트 신뢰성을 향상시키는 중요한 기술 경로입니다.

Aertrans 오일프리 스크류 기술을 중심으로 업계 정보가 지속적으로 업데이트됩니다!