螺杆式空气压缩机(简称螺杆空压机)主要由气路、油路、控制管路和水路(若是水冷机型)等组成。其中的油路在空压系统中至关重要,螺杆机很多关键部件特别需要润滑油来完成轴承润滑、系统清洁、减震、密封和传导散热。多年来,空压机主机尺寸不断缩小,转速越来越快,集成度越来越高,从而推高了内部温度并增加了润滑油必须承受的压力。
简要了解一下油路系统的主要组件,以及与之相关的常见问题,有助于我们在日常操作、维护过程中更好地对系统进行理解、排查。需要注意的是,虽然螺杆空压机油路系统中的主要部件都可以在设备上找到,但品牌、系列、机型不同,它们在系统中的位置可能有所不同。因此,本文所述内容仅供参考,具体螺杆空压机产品还需根据具体设备分析,正如下边组成空压机组系统的流程简图,仅为某一种设备示意所用。
油气桶
在常规的喷油螺杆空压机上,停机的时候大部分润滑油停留在三个位置,即油气桶底部、压缩机和油冷却器中。
油气桶(又称为油分罐)是螺杆空压机必不可少的一个装置,是将压缩后的油气混合物分离的一个压力容器,内有油分芯、回油管、安全阀、最小压力阀、压力表等安装在罐体上。对于螺杆空压机来说,油气桶可以说是油路的起点。从图中可以看出,润滑油通常位于罐状气缸的下部,有时该气缸还装有用于空气/油分离的组件。
大多数与油气桶相关的问题都源于水,如果由于油温低而在油气桶中积聚了一定量的水,或者分离过程未能将水从压缩空气中蒸发,它会在很长一段时间内持续对润滑产生不利影响。比如,不仅会导致空压机需要润滑的部位生锈、磨损,而且会引起油气桶底部腐蚀,导致金属颗粒物污染。油气桶底部通常是整个空压系统的较低点,因此也存在空气中的污染物或颗粒物通过入口被吸收、分离并积聚在油气桶底部的风险。如果发生这种情况时,润滑油会在油液分析中显示出高颗粒数或多余的金属物,如此一来,即便更换了新润滑油后也会误导判断,以为是其他部位有问题。由于这些杂质常常沉淀在油气桶底部,因此换油并不能非常有效地去除它们。当然,我们可以通过观察润滑油的含水量分析来做保养,确保最大程度地减少过多水分的夹带。
油滤清器
空压机开机后,在最小压力阀的作用下油气桶快速建立压力,推动润滑油开始循环。油分桶底部的润滑油,流经过滤器底座外侧的小入口通道,在巧妙的设计下,被迫通过过滤器外壳封闭侧附近的开口,在过滤器滤除油中的杂质。润滑油过滤器在去除通过进气口吸入时可能从外部大气中吸进的固体颗粒物等方面非常有效,当然,滤芯也能捕捉润滑油中携带的从零部件上摩擦形成的铁屑和润滑油结焦体。
许多过滤器在入口内部设置了一个弹簧加载阀,当润滑油太稠而无法有效通过时,该阀将打开让油绕过。这样设计的过滤器还有一个额外的好处,就是在润滑油温度低且粘度较高的情况下能够保护空压机免于缺油而出现干摩擦和高温。
因此,过滤器是非常关键的维护项目,必须定期更换以确保油分桶底部无颗粒物。如果过滤器被部分或完全堵塞,会导致系统缺乏润滑油,造成设备严重损坏。
温控阀
温控阀又称恒温阀。众所周知,不管使用哪种润滑油,其均有最佳运行温度范围,超温或者低温运行,都会出现相应的不利后果,比如不能建立油膜或润滑油粘度过大。对于螺杆空压机来说,润滑油的温度在70~85℃之间最佳。当空压机久置之后启动时油温只与环境温度相当,为了让空压机顺利启动,温控阀会将润滑油直接引导到主机而不经过油冷却器。这将确保润滑油快速升温,达到理想的工作温度。一旦润滑油达到可接受的工作温度,温控阀将引导油流到油冷却器以保持该工作温度并确保油不会过热。
正常情况下,温控阀并不属于容易损坏的部件,只有在一些特殊情况下,该阀门可能会被润滑油中可能存在的异物堵塞。因为如上图所见,该阀门通常位于油滤清器的后方,流经的润滑油经过了过滤。但是,日积月累之下因润滑油造成的脏堵无法彻底杜绝,我们就需要定期清理和保养该阀门。
除润滑油原因之外,此处发生故障还可能与阀门自身相关。比如阀门的执行部件失效、控制器通信不佳等导致阀门卡涩,润滑油一直保持旁路打开,从而导致润滑油很快高温。