O 'santo padroeiro invisível' dos compressores de parafuso isentos de óleo: dispositivo de balanceamento de força axial

O 'santo padroeiro invisível' dos compressores de parafuso isentos de óleo: dispositivo de balanceamento de força axial

01 Histórico do caso

Recentemente, nossa empresa recebeu feedback de clientes de que um compressor de parafuso isento de óleo apresentou falha de bloqueio do rotor durante a operação. Após desmontagem e inspeção por nossos engenheiros de manutenção, constatou-se que os danos internos do motor principal eram graves. Os detalhes são os seguintes:

1. Parte do painel lateral de entrada de ar:

1. A superfície da extremidade interna da placa lateral e a superfície da extremidade do rotor estão seriamente arranhadas e a profundidade de desgaste da superfície da extremidade excede 0,5 mm;

2. A junta entre os dois orifícios da sede e o munhão do rotor está desgastada. Duas rachaduras aparecem no orifício esquerdo da sede e uma rachadura aparece no orifício direito da sede, ambas penetrando;

2. Parte do rotor Yin e Yang:

1. A face final do rotor e a face final da placa lateral de admissão desgastam-se e os materiais aderem devido ao alto atrito;

Os munhões em ambas as extremidades do rotor e os orifícios da sede em ambas as extremidades estão desgastados e as engrenagens de vedação estão seriamente desgastadas;

A superfície de vedação entre os rotores está seriamente desgastada e faltam algumas peças;

3. Parte do cilindro:

1. Ocorrem diferentes graus de desgaste entre o corpo do rotor e a parede interna do cilindro;

2. Ocorreu uma rachadura no orifício da sede do lado direito do cilindro, mas não penetrou;

4. Peça da placa de pressão do rolamento:

A superfície final da placa de pressão do rolamento e a superfície de montagem do rolamento estão desgastadas;

Análise da causa da falha e medidas de modificação:

De acordo com a análise do fenômeno de dano após a desmontagem do equipamento, a causa raiz dessa falha é o movimento axial do rotor macho, e o principal fator que causa o movimento axial do rotor é o dano do rolamento de posicionamento axial; os fatores que afetam a vida útil do rolamento incluem a redução do desempenho da lubrificação, temperatura excessiva do rolamento, força axial anormal que leva à falha do rolamento, etc.;

Uma investigação mais aprofundada revelou que o processo no local exigia que o compressor funcionasse próximo da velocidade máxima durante um longo período de tempo, o que resultou na alta velocidade contínua do rotor macho de cada compressor. A carga nos rolamentos em ambas as extremidades do rotor macho aumentou e a taxa de falhas aumentou significativamente. Uma vez que os rolamentos de posicionamento se desviassem, a posição axial do rotor mudaria, causando assim os danos acima mencionados.

Em resposta aos problemas acima, nossa empresa atualizou o motor principal e instalou um dispositivo de balanceamento de força axial na cabeça do eixo do rotor. Este dispositivo introduz a pressão de exaustão do próprio compressor para gerar uma força de equilíbrio na direção oposta à força axial. A força de equilíbrio ajusta-se automaticamente com a flutuação da pressão de escape, reduzindo assim eficazmente a carga axial anormal nos rolamentos e prolongando a vida útil do motor principal.

02 A necessidade de dispositivo de balanceamento de força axial

Em um compressor de parafuso isento de óleo, o gás gerará força axial durante o processo de compressão. Quanto maior for a pressão de escape, maior será a força axial. O rotor macho tem uma área de suporte de pressão maior e suporta uma força axial muito maior do que o rotor fêmea, por isso é o principal componente tensionado.

Embora o dispositivo de equilíbrio de força axial não participe diretamente na compressão do gás, como componente chave que conecta o rolamento e o rotor, seu desempenho está diretamente relacionado à vida útil geral e à confiabilidade operacional do motor principal. Este dispositivo é normalmente instalado na extremidade de sucção do rotor macho e consiste em um pistão balanceado e uma cavidade de pistão. Ele funciona de maneira adaptativa puramente mecânica e pode compensar com eficácia a carga axial do núcleo, proteger os rolamentos e o rotor e estabilizar as condições operacionais. Ele pode ser chamado de “guardião invisível” do hospedeiro de parafuso isento de óleo.

03 Vantagens técnicas do dispositivo de balanceamento de força axial Aertrans (patente solicitada)

Atualmente, os dispositivos de balanceamento de força axial comumente utilizados na indústria são divididos principalmente em dois tipos: acionamento pneumático e acionamento hidráulico, mas ambos apresentam certas limitações de aplicação.

Para superar as deficiências das soluções tradicionais, a Aerotrans desenvolveu um novo dispositivo de equilíbrio de força axial. Suas inovações são:

1. Fonte de energia: A pressão estável do óleo gerada pela própria bomba de óleo lubrificante do compressor é usada para empurrar o pistão de equilíbrio para se mover na direção reversa para compensar parte da força axial do gás;

2. Método de controle: A própria pressão de exaustão do compressor é usada como um sinal regulador para controlar o fluxo e a pressão do óleo lubrificante, de modo que a força axial gerada pelo dispositivo de balanceamento mude em tempo real com a flutuação da pressão de exaustão, garantindo ao mesmo tempo que os rolamentos sempre suportam uma força axial mínima fixa para evitar desgaste por atrito dos rolamentos em baixas cargas.

Este dispositivo tem as seguintes vantagens:

1. Sem resíduos de exaustão, selado e sem vazamento

2. Ajuste adaptativo - a força axial gerada muda com a flutuação da pressão de exaustão

3. Proteção de carga mínima - sob a pressão mínima de exaustão, o rolamento ainda mantém a carga mínima para evitar danos leves

4. Limite máximo de carga - sob a pressão máxima de exaustão, a carga máxima suportada pelo rolamento é controlada dentro da faixa permitida para garantir a segurança

5. Sem consumo adicional de energia

6. Controle automático, simples e livre de manutenção

04 Resumo

Através desta atualização, o dispositivo de balanceamento de força axial Aerotrans resolveu efetivamente o problema de movimento do rotor causado pela falha do rolamento de posicionamento, fornecendo uma garantia confiável para a operação estável a longo prazo do compressor de parafuso isento de óleo sob condições de alta velocidade e alta carga. Esta solução é econômica e prática e é um caminho técnico importante para melhorar a confiabilidade do host.

As informações do setor são continuamente atualizadas, com foco na tecnologia de parafusos isentos de óleo da Aertrans!