ニュース - スクリュー式空気圧縮機の「心臓病」→ローター故障判定と原因分析

注：この記事のデータは参考情報としてのみご利用ください。

1. ローター部品

ローター部品は、アクティブローター（雄ローター）、駆動ローター（雌ローター）、メインベアリング、スラストベアリング、ベアリンググランド、バランスピストン、バランスピストンスリーブ、およびその他の部品で構成されています。

2. 陰陽回転子の一般的な故障現象

① 通常の機械的摩耗と経年劣化

ローターの陰陽ギア溝の外径の摩耗。
ローターシリンダーの通常の摩耗。

② 人為的な機械的損傷

陰陽ローターの歯部通路の外径に傷がある。
ローターシリンダーに傷あり。
ローターの吸気側と排気側のカバー側面に傷がある。
吸気側および排気側のベアリングの摩耗、ならびにベアリングエンドカバーの内周部の摩耗。
ローターベアリング位置におけるシャフト径の摩耗。
陰陽ローターの軸端が変形している。

③ 打撲や癒着のある一般的な部位

陰陽ローター間の傷や詰まり（閉塞）
ローターの外径と本体の内壁の間。
ローターの排気端面と排気ベアリングシートの間。
ローターの吸込端にあるジャーナルと本体の軸穴との間。
ローターの排気端にあるジャーナルと、排気ベアリングシートのシャフト穴の間。

3. 失敗の原因
① エアフィルターエレメントを適時に交換しないと、吸気品質が低下し、ローターがひどく摩耗します。異なるブランドの潤滑油を混用すると、ローターの接触や摩耗につながることがよくあります。

②使用されているコンプレッサーオイルの種類が不適合であるか、規定どおりに交換されていない。オイル中の不純物が基準値を超え、ローターやシリンダーに傷がつく。

③ 運転中の排気温度が低すぎると、油やガス中の水分量が高くなりすぎます。長時間の運転では油が乳化し、高速かつ高負荷の回転中に吸排気端のベアリングが効果的に潤滑されなくなります。熱による損傷でローターがひび割れ、変形して固着します。

④駆動カップリングギアのかみ合いクリアランスまたはギアキー接続部の破損によるロータ駆動端軸ヘッドの変形。

⑤ ベアリングの品質に起因する異常な損傷。

上記の不具合は空気圧縮機これらは一般的に人為的な原因によって引き起こされます。日常的な保守作業においては、操作および保守手順を注意深く遵守すれば、上記のような故障は完全に回避できます。

要するに、スクリューコンプレッサのローターの吸込側と排気側のジャーナルは、それぞれコンプレッサ本体と排気側ベアリングシートのベアリングによって支持されています。コンプレッサ本体、排気側ベアリングシート、ローターの同軸度が機械加工や組み立てによって損なわれ、設計要件を満たしていないと、ローター間、ローターと本体間、ローターと他の部品間、またはローターの固着などの問題が容易に発生します。一般的に、シャフト穴とローター圧縮室間の同軸度要件は0.01～0.02mm以内です。

圧縮室内の部品間のクリアランススクリューコンプレッサー一般的に、クリアランスはワイヤーまたはミリメートルで測定されます。圧縮室内の部品は動的にマッチングされます。設計クリアランス値が小さすぎると、製造工程の誤差と相まって、ローターが損傷したり、へこんだり、固着したりしやすくなります。ローターと本体の間の隙間は一般的に約0.1mmで、ローターの排気端面と排気ベアリングシートの間の隙間は0.05～0.1mmです。

分解プロセス中にコンプレッサーベアリングとローターシャフトは密接に整合しているため、分解力が大きすぎると、部品が変形し、部品自体の同軸度が低下します。

その後コンプレッサー組み立てが完了したら、アセンブリ全体の同軸度をチェックする必要があります。同軸度が許容範囲外の場合、部品間に傷がついたり、ローターが固着したりする可能性があります。

4. ローターの損傷の危険性と検出
通常の動作中エアコンプレッサー、異音、振動の増加、排気温度の長期上昇、または過電流が発生した場合は、運転を停止して入念な点検を行う必要があります。特に、エアコンプレッサーのベアリングに損傷がないか、ローターシャフトの端部が変形していないかを確認してください。

ローター端ベアリングの損傷を早期に発見し、直ちに機械を停止すれば、ベアリングが過熱して固着することはなく、大型機械部品の損傷も防ぐことができる。

ローターエンドベアリングの損傷が時間内に発見できない場合、エアコンプレッサー長時間運転すると、ベアリングの内輪とローターの取り付けベアリング位置との間で摩擦や滑りが一般的に発生します。深刻な場合、ローターのベアリング位置が青くなり、表面が粗くなり、薄くなったり、ローター端にベアリングの内輪が固着してベアリングの外輪が回転し、エンドカバーのベアリング穴が拡大したり、真円でなくなったりすることがあります。場合によっては、ベアリングの損傷が直接、高出力の作用でローターを変形させ、ローターの同軸性を損なうこともあります。