市場でよく見られるエアコンプレッサ潤滑システムの紹介

エアコンプレッサの型式が多様で、用途が広いが、エアコンプレッサのタイプによって潤滑に対する要求が大きく変化する。 エアコンプレッサ部品では、潤滑油は摩耗、密封、冷却を防止し、空気が潤滑油の粘度に与える影響と添加剤と空気反応を最小化し、腐食を防止するなどの役割を果たす。

現在、エアコンプレッサのタイプは多いが、どのタイプのエアコンプレッサでも潤滑システムの構造と役割に類似点がある。 本文は主に工業的によく使われる往復式エアコンプレッサ、スクリュー式エアコンプレッサ、遠心式エアコンプレッサ潤滑システムを検討した他のタイプのエアコンプレッサ潤滑システムは、構造と原理的にこの3種類のエアコンプレッサ潤滑システムと類似しているか、近い。

エアコンプレッサが工業分野で使用される場合、圧縮される空気は使用要求によって異なり、一つは潤滑油と接触し、もう一つは圧縮空気時に潤滑油と接触しない主に遠心式エアコンプレッサを主とし、オイルフリースクリュー圧縮機とオイルフリー往復式エアコンプレッサを含み、この2つの構造はオイル含有圧縮空気のエアコンプレッサと異なる。 エアコンプレッサの潤滑を考えると、圧縮空気が温度上昇を引き起こすことを認識する必要がある。 圧縮された空気が多いほど、最後の温度が高くなり、必要な排気圧力が高いと、圧縮空気は二次または多段圧縮に分けて行われます隣接する2段階の間で空気を冷却して温度を適切なレベルに制限することも、コンプレッサの効率を改善し、達成した温度範囲に対応する電力損失を減少させたこれは各種類のコンプレッサーの構造に現れています。

実際の仕事では、エアコンプレッサの潤滑の基本的な任務は、相対摩擦表面間に形成された液体層を利用して、エアコンプレッサの運動部材の摩擦を減らし、摩擦表面の消費電力を下げることである圧縮空気の作動容積を密封する役割も果たす。 異なる構造形式のコンプレッサは、動作条件、潤滑の特徴で潤滑油の品質と使用性能に対する要求も異なる。

一、往復式エアコンプレッサの潤滑システム

往復式コンプレッサの潤滑システムは、圧縮空気と直接接触する部分の内部潤滑と圧縮空気が接触しない部分の外部潤滑システムの2種類に分けられる。 内部潤滑システムは主にシリンダー内部の潤滑、密封と防錆、防腐を指す外部潤滑システムは運動部品の潤滑と冷却である。 通常、大容量圧縮機、高圧圧縮機、クロスヘッドの圧縮機では、内部潤滑システムと外部潤滑システムは独立しており、それぞれに適した内部油と外部油を採用している。 小型クロスヘッドレス式圧縮機では、運動部品の潤滑システムがシリンダ内部の潤滑を兼ねており、内外部の潤滑が共通している。

1.シリンダー内部部品の潤滑

往復式圧縮機では、シリンダがクランクケースに対して開放されている場合を除いて、油液は一般的に機械式強制潤滑器でシリンダ壁の一つまたは複数の点に加えられている。 いくつかのケースでは、また、エアシリンダへの給油を補充するために、エア吸引弁のキャビティに別途給油することによって。 いくつかの小さなシリンダ径、高圧力の多段圧縮機シリンダについては、吸気弁室にのみ給油する。 クランクケースに開放されていないシリンダでは、シリンダに入っているオイルは基本的に圧縮空気から持ち出され、排気ダクト、配管、ガスタンクなどの他のシステム部品に集まっている。 クランクケースに開放されたシリンダは、リンクとクランクの凹凸部分を通って油池から油を持ち上げて潤滑する。 この飛散潤滑方法を使用する場合、ピストンには自動車エンジンのようなオイル制御リングがあり、シリンダから過剰な潤滑油が供給されないようにしている。

コンプレッサは潤滑をほとんど必要としない、あるいは必要な潤滑油量が少ない、通常は隣接するシリンダ壁から弁に拡散したり、気流から霧状に弁に持ち込まれたりする。 しかし、エアコンプレッサの入口が極めて湿っている場合、吸気弁室に接続された強制潤滑器を介して潤滑を補助しなければならないことがあるバルブコントローラは、いくつかのタイプの圧力調整システムで、バルブを開いたり閉じたりするために使用されます。 二重作用機械で金属ピストンロッドシールを使用する場合は、強制潤滑シール溝を使用する。 非金属シールを使用する場合は、圧縮機のシリンダの油でシール溝を適切に潤滑し、場合によっては機械強制潤滑器を使用する。

2.外部潤滑 (すなわち運動中の潤滑)

実際、すべての往復圧縮機で潤滑運転部品を使用する油は、圧縮機底部の油池に入っている。 軸受、クロスヘッド、クランクケースから開放されたシリンダからもたらされた油は重力の作用を受けて、油池に戻ります。 しかし、油池の油分を各潤滑部品に送るためには、様々な方法が使用されているか、これらの方法が統合されています。

潤滑部品への油液の分配は、すべて飛散によって完了する可能性があります。 そうであれば、1つ以上の曲カップまたはリンクの一部が油に浸し、油を持ち上げて潤滑する内部部材に振りかける。 多くの横型圧縮機は潤滑軸受とクロスヘッドのオーバーフロー潤滑システムで、油は曲杯の皿で油池から持ち上げられ、スクレーパーで削られているこれらの油は油道を通って軸受に導入されたり、段階的に軸受表面に流れたりする。 ポンプは油池から油を抜いて、主軸受とコンロッド軸受を一定の圧力で分配し、ドリル加工した油道を通って肘ピン軸受 (スリーブ) とクロスヘッドに入り、潤滑する。

3.往復式圧縮機の潤滑に影響を与える要因

まず、シリンダ部品の潤滑の要因を見てみましょう。 圧縮機シリンダの作動温度は重要な要素であり、油の粘度、酸化、堆積物の形成に影響する。 高温になると潤滑油の粘度が低下するため、動作温度が高い場合、適切な潤滑膜を維持するために高い粘度の油を使用する必要があります。 排気弁、弁室と配管上の薄い油膜は接触する熱金属表面で加熱され、シリンダから排出される圧縮ガスのパージを絶えず受けている。 これは厳しい酸化条件なので、すべての圧縮機油はある程度酸化し、酸化の程度は経験した条件とそれ自体がこの化学反応に抵抗する能力に依存する。

潤滑油の酸化は漸進的で、最初に形成された酸化物は油に溶け始めたが、酸化が進むにつれて油に溶けなくなり、主に排気弁と排気管に沈殿するこれらは最も热い部品であり、それ以上の焼成の后、これらの沈殿物は炭素含有の高い材料に変换される。 これらの堆積物は弁座のシールを妨害し、熱の高圧ガスをシリンダに漏洩させ、これらの高温ガスも吸引時に吸入した空気を加熱し圧縮開始時と排出時に温度を上昇させ、この再圧縮過程は効率の低下と流量の減少を招く。 漏れ率が一定の場合、温度は高い値でバランスを取る傾向があるが、この作用はストロークごとに発生し、その効果は累積する。 沈殿物は排気通路の開通にも影響し、シリンダの排気圧力が増加し、また温度も排気圧力の上昇に伴って増加する。 この効果による異常な高い排気温度は油液の酸化速度を速くし、堆積物のさらなる蓄積と温度のさらなる上昇を促進する。 適切な措置をとらなければ、この循環は最終的に発火や爆発を招く。

圧縮された空気にはしばしば様々な汚染物があり、硬い粒子はシリンダ表面に磨粒摩耗を形成し、ピストンリングや弁座を妨害するトラブルをもたらす。 一部の汚染物は油液の酸化に触媒作用があり、一部のベルトを挟んだ化学物質は直接油液と反応して堆積物を形成する。 固体堆積物は油潤滑表面に付着し、排気弁と排気通路に堆積物が堆積するのに役立つ。 多くの場合、圧縮機で発見された堆積物は主に汚染物と一部の油液が酸化して形成された炭素質材料で、これらのタイプの汚染物が発見された場合、圧縮機の吸気側のガスフィルタを改善しなければならない。 コンプレッサのシリンダに加えられた潤滑油は酸化作用を受け、シリンダに供給された油の大部分は最後に排気弁を通ってシリンダから離脱し、排気弁で最も温度が高いそのため、供給シリンダの潤滑油を最低レベルに維持することは、これらの部位の堆積物の形成を最小化し、過剰な潤滑油を下流設備にもたらす危険を減らすのに役立つ。

次に、水分子が潤滑システムに与える影響です。 空気中の水は圧縮空気に合わせて非常に高速で圧縮機のシリンダに入り、特に無負荷の間にシリンダがその中の空気露点以下に冷却された場合シリンダーの中で空気の凝縮が発生し、形成された水は金属表面の油膜の代わりに錆びてしまう。 無負荷の間に形成される錆びの量は少ないかもしれないし、圧縮機の次の起動時に磨かれるかもしれないが、時間の経過とともに過度に摩耗する。 また、錆は油液の酸化を促進し、錆による粒子は堆積物の形成を加速する。 この可能性がある場合は、防錆能力のある油と、金属表面に付着する添加剤を使用することで増強された油を使用することを検討してください。 このタイプの油は、圧縮機の無負荷時に水分や他の液体が金属表面に接触する可能性を減らすのに役立ちます。

第三に、運転部品の潤滑に影響を与える要素である。 一般的に圧縮機軸受の潤滑に影響を与える要素は荷重、速度、温度と水と汚染物があり、運転中に十分な潤滑を得る主な要求は使用する潤滑油が作動温度で適切な粘度を持っていることである。 コンプレッサのクランクケースを循環する多くの油は、飛散作用で細いビーズやオイルミストになったり、回転部品に振られたりします。 そのため、油液の酸化の速度と程度は、その状況と油液がこの化学変化に抵抗する能力に依存する。 コンプレッサのシリンダ、排気弁、排気ダクトに対して、クランクタンク中の油液が酸化する条件が緩和されている。 しかし、シリンダの潤滑油は絶えず補充する必要があり、クランクケースの潤滑油は数時間働く可能性がある。

二、スクリュー式空気圧縮機潤滑システム

スクリュー式エアコンプレッサには、シングルロータとダブルロータの2つの設計形式があり、潤滑油と圧縮空気の接触と接触しない2つの構造もある。

ダブルロータースクリュー空気圧縮機には2つの構造形式がある。 オイルを含むオーバーフロー潤滑タイプでは、潤滑油をシリンダに注入して空気やガスが圧迫されたときに発生する熱を吸収し、潤滑油はロータ間でシールする役割も果たす。 シリンダには潤滑ロータの油があるため、この機械には同期歯車がなく、外部循環システムが油温を制御する必要があり、油除去システムが排出された圧縮空気やガスに混ざった油液を除去する必要がある。 このコンプレッサでは、歯車と軸受に油潤滑が必要なほか、潤滑油はロータの接触面を潤滑し、ガス漏れを最小にして潤滑シールを採用しなければならない。

乾式スクリュー圧縮機では、キャビティ内に油を供給せず、圧縮機油は圧縮空気に触れず、軸受、同期歯車と伝動機構のみを潤滑する。 ロータには潤滑がないため、同期歯車がロータ間の相互接触を保持する必要があり、これらの圧縮機はオイルフリー空気とガスを提供するために使用される。 しかし、ロータ間にオイルシールがないため、ガス漏れ量を最小にするためには、運転速度が相対的に高くなければならず、通常はシリンダを水冷し、ロータ軸受を油冷する必要がある。 乾式スクリュー圧縮機が潤滑を必要とする部品は主に歯車と軸受で、そのジャーナル軸受は普通のラジアル滑り軸受や転がり軸受で、スラスト軸受は傾いた瓦軸受や角接触転がり軸受である歯車は精密切削平歯または斜歯歯車である。

シングルスクリューエアコンプレッサは、歯付き輪間回転テーパースクリューです。 歯車の歯はスクリューのねじ穴を走査し、空気が徐々に減少する空間を通って圧縮される。 歯付き星輪は主に輪に作用する応力とスクリューキャビティ側面との接触を担う。 筐体に注入された潤滑油は潤滑、冷却、密封の役割を果たし、その構造と役割は二重スクリュー圧縮機とほぼ一致している。

油を含むスクリュー式エアコンプレッサは潤滑油を選択する時、その作動条件が相対的に厳しく、潤滑油は圧縮機のシリンダ内で高い循環速度で加熱、冷却を繰り返しているため酸化との接触面積が大幅に増加し、熱強度が大きく、冷却器中の銅、鉄などの金属の触媒を受け続け、油品は酸化変質しやすい。 混入した凝縮液は潤滑油を乳化させ、吸収した粒子状不純物、懸濁状粉塵、腐食性ガスは油品の老化を加速させる。 油品の良好な酸化安定性、適切な粘度、耐乳化性は有効な冷却、密封、防食と潤滑を確保すると同時に圧縮機油を圧縮空気から分離して回収するためには、揮発しにくい油を選ぶ必要がある。 また、潤滑油が油分離器に入ると、発生した油の泡が分油素子に油を浸すことになり、抵抗が増大し、圧縮機内部の過負荷を引き起こし、燃費を増大させるため、圧縮機油を選ぶときは、良好な耐発泡性を持っていなければならない。

三、遠心式空気圧縮機の潤滑

遠心式エアコンプレッサでは、多翼ロータが筐体の中で高速で回転し、インペラの羽根の間に囲まれた空気やガスが加速され、外と前に振り出される。 空気が羽根の端部から離れると圧力が大きくなり、速度が高くなり、拡散リングに入る。 拡散環では、気流方向に沿って徐々に増大する面積は、速度の減少と圧力の増大を招く。 その後、空気が螺旋状のハウジング内に入り、気流方向の面積が再び増大して速度が減少し、圧力が増加する。 空気が羽根を通って外に流れた結果、入口の圧力が低下し、空気が圧縮機に吸い込まれる。 圧縮空気の圧力が増大するにつれて、流量が大きくなり、インペラの回転数が増加し、遠心圧縮機は複数のインペラで増圧、増速を行う必要があり、三級、四級、さらに高級に達して状況の要求を満たす。 そのため、遠心式コンプレッサはコンプレッサ運動部品の潤滑、冷却を行うための専用の潤滑ステーションが必要です。

遠心式コンプレッサーのベアリングとギアは潤滑が必要ですが、空気と接触するインペラ、ケーシングは潤滑が必要ではないので、生産する圧縮空気はオイルが含まれていません。 コンプレッサに使用される油膜シール、接触式シール、非接触シールは、潤滑油と接触するシールは潤滑器で給油し、冷却してシール効果を高める必要があります。

圧縮機が作動するときは、まず潤滑油ステーションと冷却システムを起動し、プランジャーポンプはオイルステーションの潤滑油を圧縮機内の運動部品に注入して潤滑、冷却し、熱交換装置を通過する冷却作業運転後の高温潤滑油は、最終的に潤滑油ステーションに戻り、循環を形成する。

遠心圧縮機のインペラは高速で動くと、軸方向の推力が発生し、ラジアル方向の推力も発生する。 軸方向推力については、一般的にスラスト軸受を使用して荷重の全部または一部を支持し、インペラをケース内で正確に位置決めする。 スラスト軸受は、通常、アンギュラ玉軸受、リングスラスト軸受、固定瓦と傾倒可能瓦軸受を使用します。 コンプレッサの主軸軸受は一般的にラジアル滑り軸受ですが、転がり軸受を使うこともあります。 ラジアル滑り軸受には、スラストリング、固定瓦、傾倒可能瓦軸受が含まれ、油で潤滑されています。 増速ギア群で駆動する圧縮機では、同じシステムで駆動歯車と1つ以上の軸受を潤滑し、主駆動のオイルポンプで軸受潤滑システムから圧力循環油を供給する可能性がある。 遠心式エアコンプレッサの速度が高いため、防錆と抗酸化添加剤を含む合成油がよく使われている。 一部の歯車伝動の節線速度は高く、特に歯車軸式高圧圧縮では、歯車噛み合いでの入口せん断熱を減らすために潤滑油の粘度を制限する必要がある。

四、コンプレッサー潤滑システム管理メンテナンス

現在、工業的にエアコンプレッサを使用するタイプが多く、各タイプのエアコンプレッサの構造が異なるにもかかわらず、潤滑システムの潤滑油はまず圧縮安全で正常な運転を保証し、潤滑油を合理的に選択してエネルギーを節約しなければならない環境を守る役割。

1.圧縮機オイルを合理的に選択する

この点は設備の寿命を延ばし、設備運転の信頼性を高め、事故の発生を防ぐことなどに役立つので、慎重でなければならない。

圧縮機油の品質選択は主に粘度パラメータである。 粘度の選択は圧縮機のタイプ、電力、給油方法と作動条件(出口温度と圧力) 、冬夏の季節の気温変化などと関係がある。 油の粘度が潤滑部に油膜を形成することを要求し、潤滑、減摩、密封、冷却、防食などの役割を果たす。 要するに、圧縮機オイルを選ぶことは、圧縮機の性能と作動条件を満たすことである。

2.給油量とオイル交換指標を正確にコントロールする

コンプレッサに供給する潤滑油の量は、潤滑と冷却を保証した上でできるだけ少なくしてください。 給油量が多すぎると、シリンダ内に炭素が蓄積され、バルブが閉まり、圧縮効率が低下し、燃焼や爆発を引き起こし、潤滑油が無駄になる油量が少なすぎて、潤滑や冷却効果が良くない圧縮機の過熱を引き起こし、機械の摩耗を増大させる。 そのため、圧縮機の圧力、排気量と速度、潤滑方式や油の粘度などの条件に基づいて給油量を正確に制御しなければならず、一般的にはシリンダの全面的で、塊のない油膜が要求されているシリンダ底部から流出せず、合理的な給油状況を達成する。

圧縮機のオイル交換周期は、圧縮機の構造形成に伴い、流量、操作条件、潤滑方式と潤滑油質が異なる油品の使用中の品質性能の変化状況によって決定することができる。