Устройство винтового компрессора: винтовой блок, уплотнения и ремонт

Винтовой компрессор вытеснил поршневые машины на большинстве заводов, где воздух нужен постоянно: он работает часами без остановки, не стучит и не требует фундамента. Внешне это шумоизолированный шкаф, внутри которого стоят электродвигатель, винтовой блок, бак-маслоотделитель, охладитель и несколько клапанов. Понять устройство проще всего, если пройти путь воздуха и путь масла.

Винтовой блок сжимает воздух парой роторов

Сердце компрессора винтовой блок. В его корпусе вращаются два ротора с винтовыми зубьями: ведущий с выпуклыми зубьями, соединённый с двигателем, и ведомый с вогнутыми впадинами. При вращении впадина между зубьями открывается к окну всасывания и заполняется воздухом, затем отсекается от окна и, по мере поворота роторов, уменьшается в объёме. Сжатый воздух выходит через окно нагнетания в торце блока.

В маслозаполненных компрессорах ведущий ротор вращает ведомый непосредственно через масляную плёнку. В безмасляных роторы не касаются друг друга, их синхронизируют шестернями, а зазоры уплотняют без масла, поэтому сжатие ведут в две ступени. Ровную подачу и малую вибрацию винтовой машине дают отсутствие клапанов в рабочей камере и непрерывное сжатие; это преимущество схемы отмечает и справочная статья о винтовом компрессоре. Чем объёмное сжатие отличается от динамического и где винтовая машина стоит среди других, видно по устройству компрессоров в целом.

Роторы опираются на подшипники качения с обоих торцов блока. Со стороны привода вал выходит из корпуса через сальник, и это одно из немногих мест, где винтовой блок теряет масло наружу.

Масло уплотняет зазоры и уносит тепло сжатия

Масла в маслозаполненной машине прокачивается много: впрыск в полость сжатия рассчитан так, чтобы смесь на выходе из блока не перегревалась выше предела, заданного изготовителем. Масляная плёнка запирает зазоры между роторами и расточками корпуса, по которым воздух иначе перетекал бы назад к всасыванию, и заодно смазывает зацепление и подшипники. Из блока выходит горячая воздушно-масляная смесь.

Смесь идёт в бак-маслоотделитель. Крупные капли отделяются в баке, мелкий туман задерживает фильтрующий элемент сепаратора. Собранное в элементе масло возвращается в блок по дренажной трубке через жиклёр. Масло со дна бака под давлением идёт через термостатический клапан, охладитель и фильтр обратно на впрыск. Насоса масла в большинстве компрессоров нет, циркуляцию создаёт давление в баке.

Пять клапанов управляют работой компрессора

Клапан всасывания стоит на входе в блок и открывает или закрывает подачу воздуха. Когда давление в сети достигло верхней границы, клапан закрывается, компрессор переходит на холостой ход, а затем останавливается. Управляют им пневматически через мембрану или поршень, а в нём самом стоят кольца, мембрана, пружина и обратный клапан сброса.

Клапан минимального давления стоит на выходе из бака-маслоотделителя. Он не выпускает воздух в сеть, пока в баке не наберётся давление, нужное для циркуляции масла, и не даёт воздуху из сети вернуться в бак при остановке. Внутри поршень с кольцами и пружина.

Термостатический клапан распределяет масло между охладителем и обходной линией. Пока масло холодное, оно идёт мимо охладителя и быстрее нагревается до рабочей температуры. Холодное масло плохо, потому что в нём конденсируется влага. Внутри термоэлемент и кольца.

Обратный клапан на впрыске масла не даёт маслу заливать блок после остановки. Предохранительный клапан на баке сбрасывает давление при отказе управления. Его обслуживают и проверяют по требованиям к сосудам под давлением, а детали к нему подбирают только по документации изготовителя.

Изнашиваются кольца, мембраны и сальник

Металлические части винтового блока при правильном обслуживании служат долго. Изнашиваются резиновые и полимерные детали, а также подшипники блока.

Сальник вала блока в маслозаполненных машинах часто делают с кромкой из наполненного фторопласта: он держит горячее масло и высокую окружную скорость, но при установке требует оправки, его нельзя трогать руками и смазывать как резиновый. Кольца клапанов и фитингов обычно из NBR или FKM; FKM ставят там, где масло горячее и синтетическое. Это ориентир для марок общего назначения, материал зависит от масла, которое залито в компрессор. Прокладки бака, крышек и охладителя выбирают по температуре и маслу так же, как другие прокладки компрессоров.

Неисправность ищут по признаку, а не по возрасту

Если масло появилось в сети, сначала проверяют уровень масла и дренажную линию сепаратора, затем меняют элемент маслоотделителя и смотрят клапан минимального давления. Если компрессор не набирает давление, проверяют утечки в сети и клапан всасывания: порванная мембрана или изношенные кольца не дают ему открыться полностью. Если масло капает у шкива или муфты, течёт сальник блока.

Перегрев компрессора чаще всего связан с грязным охладителем, низким уровнем масла и заклинившим термоклапаном. Утечки воздуха в сети маскируются под слабый компрессор: машина работает без остановки и не набирает давление, хотя исправна. Как найти утечки, видно по поиску утечек сжатого воздуха.

Можно ли заменить сальник винтового блока без разборки блока?

Сальник винтового блока у многих компрессоров меняют без полной разборки: снимают муфту или шкив, крышку сальника и выпрессовывают старый сальник. Новый ставят на оправке, следя, чтобы кромка не завернулась на шпоночном пазу и шлицах. Если на валу под кромкой протёрта канавка, новый сальник течёт сразу; тогда ставят ремонтную втулку или сдвигают кромку на свежий участок. Подшипники при этом не меняют, но люфт вала проверяют.

Ремонт винтового компрессора делят на ТО и ремонт блока

Техническое обслуживание делают по моточасам по руководству изготовителя: замена масла, фильтров, элемента сепаратора, проверка ремня и натяжителя, чистка охладителя. На части ТО меняют ремкомплекты клапанов.

Ремонт винтового блока проводят, когда шумят подшипники, растёт температура или падает производительность. Блок разбирают, меняют подшипники, сальник, кольца и прокладки, проверяют роторы и корпус на задиры. Это работа сервисной службы с инструментом и данными изготовителя по зазорам. Детали уплотнений для такого ремонта заказывают заранее, чтобы блок не ждал их в разобранном виде.

Запас уплотнений на парк компрессоров считают по ТО

Для предприятия с несколькими компрессорами удобно держать уплотнения на складе по числу ТО в году.

Пример, условные данные: на заводе шесть компрессоров одной модели, каждый работает 6 000 часов в год, ремкомплекты клапанов всасывания и минимального давления изготовитель рекомендует менять через 8 000 часов. За год на парк приходится 36 000 моточасов, то есть 4,5 замены, округляем до пяти комплектов каждого клапана. Прокладку крышки сепаратора меняют при каждой замене элемента; если элемент меняют через 4 000 часов, нужно девять прокладок в год. К этому добавляют один-два сальника блока в запас на внеплановую течь.

Такой расчёт делают по фактическим интервалам из журнала ТО, а не по рекламным цифрам, и пересматривают раз в год.

Кольца, мембраны и сальники для винтовых компрессоров делают по образцу

Наша компания производит кольца круглого сечения, мембраны клапанов всасывания, манжеты и сальники, в том числе с кромкой из фторопласта, прокладки крышек и охладителей для винтовых компрессоров. Стандартные кольца делают по размерному ряду, нестандартные детали по чертежу, эскизу, фото с линейкой, снятому образцу или по размерам посадочных мест, если оригинальный ремкомплект недоступен или клапан снят с производства. Для компрессоров известных марок деталь делают как аналог по размерам, указывая модель только для совместимости.

Деталь делают и в одном экземпляре, сумма заказа при этом от 9 000 ₽ с НДС. К заявке прикладывают данные шильдика компрессора, номер или фото клапана, снимок детали рядом с линейкой, диаметр вала и гнезда под сальник, название масла и его рабочую температуру. Парку однотипных машин выгоднее годовой комплект, посчитанный по журналу ТО.

Нормы приведены по состоянию на октябрь 2026 года. Данные о материалах — ориентир для марок общего назначения; материал, размеры и допуски для вашего узла фиксируются в КП после технической оценки.