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煤矿用螺杆空气压缩机油劣化试验研究 孙志林 (

[导读]通过对煤矿用螺杆空气压缩机油每隔一段运行时间的粘度、酸值、机械杂质、闪点、残炭等指标检测,研究了螺杆空气压缩机油劣化规律。

1 前言

空气压缩机( 简称空压机) 作为煤矿生产的“四大件”设备之一,其主要用于驱动各种风动工具及混凝土喷浆。煤矿井下复杂的使用环境,促使空压机安全事故频发,据近20 年煤矿用空压机安全事故统计,近40%的空压机安全事故与压缩机油使用不当有关。在螺杆空压机中,压缩机油主要起到润滑、冷却、密封作用。压缩机油在使用过程中,由于受到机械剪切、搅动、金属催化、高温等的作用以及外界条件如机械杂质、煤粉尘、氧化物、水汽等的影响而氧化、变质、解聚和老化。


2 矿用螺杆空压机压缩机油劣化的影响因素

2. 1 温度的影响

温度是引起压缩机油氧化的主要因素,一般温度在60℃以上时,每升高10℃,氧化速度增加1 倍。空压机运转时,压缩机油不仅要吸收摩擦副产生的摩擦热,还要吸收空气压缩时产生的压缩热,压缩机油长期在高温下工作; 在螺杆空压机中,从喷入压缩腔到分离器与压缩空气分离前,压缩机油基本以雾状存在,其表面积大大增加,与热的压缩气充分混合,温度迅速上升。在高温下,碳氢化合物的热裂解会形成不稳定的化合物,进一步聚合成各种树脂和油泥。


2. 2 排气压力的影响

压缩机油的氧化速度与排气压力成正比,一方面,排气压力增大,会直接推高排气温度; 另一方面增大排气压力,造成氧气的单位体积浓度升高,会增大氧气与压缩机油接触的几率,进而更容易氧化。



2. 3 转速的影响

螺杆空压机主机的转速对压缩机油的使用和质量变化都有影响。螺杆空压机的排气量受转速影响较大,为了获得较大排气量,部分螺杆空压机生产企业在不改变主机结构参数条件下,通过增设变速齿轮,调节齿轮速比,改变主机的转速来实现排气量的调节。在较低转速下,热量的产生和油气之间的热交换基本是同步的,机头内不会产生高温,但机头转速提高到一定程度,油气之间的热交换将明显滞后,压缩机油将接触高温气体,压缩机油的氧化变明显。


3 煤矿用螺杆空压机油劣化试验研究

MLGF20 /8 - 132G 煤矿用螺杆空气压缩机是大同煤业某煤矿2011 年从国内某合资公司采购的空压机( 主要技术参数见表1) ,安置在矿井岩巷中( 安置地距作业场所约50m) ,为凿岩机、风镐、钻机等气动工具提供动力。该空压机使用的专用压缩机油一直由该厂家授权的经销商提供,按照厂家的说明书,空压机运行6000h 以上才需更换压缩机油。但自2012 年以来,该空压机累计运行至5000h 左右时,发生数次不能正常启动、排气温度异常,甚至出现了机头抱死。使用后的压缩机油结胶、积炭非常严重,空压机阳转子表面亦出现腐蚀。



4 结论

( 1) 压缩机油粘度、酸值、机械杂质、残炭随空压机运行时间的增加而增大。3021h 内,增长速度较慢; 3021h 后,酸值、机械杂质、粘度、残炭增长速度明显加快。因此,换油后超过3000h 运行时间后应及时检测酸值、粘度、机械杂质等指标,任何一项指标超过规定值应及时换油;


( 2) 压缩机油闪点不会随着螺杆空压机运行时间增加而降低。且在实际使用中,压缩机油闪点会随工作压力增大而升高。建议矿用螺杆式空压机选用闪点为215 ~ 225℃ 的压缩机油即可;



( 3) 对于在煤矿井下特殊环境中使用的空压机,其运行环境可能比厂家推荐的环境恶劣,需因地制宜,建立适用于使用场所的在用空压机压缩机油检测分析程序。



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