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? 運動機構の潤滑油の損失 潤滑式圧縮機であれ無油潤滑圧縮機であれ、その運動機構(クランクシャフト、連杆、クロスヘッド部品)は、機械効率を高め、摩擦によるエネルギー消費や温度上昇を抑えるために潤滑油による潤滑が必要である。 さまざまな型式の圧縮機、特に圧縮媒体が空気のエアコンプレッサーでは、以下のような状況にしばしば遭遇します。外見上は正常に動作しているように見える圧縮機でも、本体のオイルタンク内の潤滑油は数日で補充しなければならず、潤滑油の消耗量が非常に多いのです。また、機体に油漏れの欠陥がないかを確認したところ、機体は非常に良好で、潤滑油の漏れは見られませんでした。では、あれほど大量の潤滑油は、なぜ不可解にも消えてしまったのでしょうか?私たちはこの問題について詳細に分析し、潤滑剤の損失が引き起こす可能性のある深刻な結果を避けます。 オイルスクレーパー部品の機能が不十分であるため、潤滑油が漏れ出してしまいます。オイルスクレーパー部品の構造設計が不合理であったり、取り付けが間違っていたり、部品の加工品質が悪かったり、またオイルスクレーパーリングの長期にわたる使用による摩耗などが原因で、オイルスクレーパー部品の機能が低下し、エンジン内部のオイルプールにある潤滑油がピストンロッドとオイルスクレーパーリングの隙間から外部に漏れ出てしまうのです。ノンシリンダーホルダー構造の圧縮機では、潤滑油がパッキングシールリングやスロットルリングを通じて直接シリンダー内に入り、潤滑油の損失が生じます。オイル受けやシリンダー内に入る潤滑油の量が多すぎる場合、必ずスクレーパーに問題があると考えられます。これは以下の方法で解決できます:a. スクレーパーの部品を分解して点検し、スクレーパーリングの向きが逆になっていないかを確認し、最適なスクレーピング機能が失われていないかをチェックします。正しい取り付け方向とは、単方向オイルスクレーパーリングの刃先が機体側を向くことです。b.オイルスクレーパーリングの摩耗状況を確認し、締め付けばねが依然としてリングをしっかり固定できているかをチェックしてください。オイルスクレーパリングが著しく摩耗している場合は、新しいオイルスクレーパリングに交換する必要があります。また、バネの伸びが生じている場合も新しいバネに交換する必要があります。炭素鋼または鋳鉄製の棒を旋盤で旋削し、研削盤でピストンロッドの直径と同じサイズに仕上げた後、その摩擦棒にオイルスクレーパーリングを取り付けます(スプリングを締めてオイルスクレーパーリングを固定します)。摩擦棒には少量の潤滑油を塗ることができ、これによりオイルスクレーパーリングが棒に沿って往復運動を行う。これは、オイルスクレーパーリングの表面のバリをなくし、その刃先がピストンロッドに密着しやすくすることで、オイルスクレーパーリングのオイル除去機能を向上させるためである。 c. オイルスクレーパーリングとオイルスクレーパーボックスの間の隙間を確認する。隙間が過小であったり、全くない場合、オイルスクレーパーリングがオイルスクレーパーボックス内で動けなくなり、その刃先がピストンロッドに密着できなくなるため、オイルスクレーパーリングの効果的なオイル除去機能が失われる。逆に、隙間が大きすぎると、ピストンロッドの往復運動により、オイルスクレーパリングリングがピストンロッドの動きに合わせて左右に絶えずオイルスクレーパーボックスに衝突するため、同様にオイルを除去する機能を十分に果たすことができない。正しいオイルスクレーパーリングとオイルスクレーパーボックスの取り付け隙間は、0.05~0.1mmの間でなければならない。 d. オイルスクレーパー部品の構造設計 オイルスクレーパー部品は、機体内部の潤滑油が漏れ出るのを防ぐためのものであり、その構造設計が適切であることが非常に重要です。クランクシャフトが回転する際、エンジン本体のオイルタンク内の潤滑油を叩き、潤滑油が飛び散る。また、クロスヘッドがエンジン本体のクロスヘッドスライド上で往復運動する際も、潤滑油に衝突して潤滑油が飛び散る。オイルスクレーパー部品のオイルストッパーが飛散する潤滑油の大部分を遮断できなければ、どんなに高性能なオイルスクレーパーリングでも大量の潤滑油を完全には除去できない。したがって、オイルスクレーパー部品の構造設計は非常に重要であり、その構造が飛散する潤滑油の大部分を遮断し、オイルスクレーパー部品の内部に入らないようにすることで、オイルスクレーパーリングの作業負荷を軽減しなければならない。同時に、オイルスクレーパーボックスのオイルリターンポートの設計も、オイルスクレーパーリングによってかき集められた潤滑油がすべて機体のオイルタンク内に戻るようにしなければならない。 パッキンの漏れも潤滑油の消耗の要因です。多くの人は、潤滑油の消耗とパッキンの漏れは無関係な問題だと考えがちですが、実際はそうではありません。筆者は長年の実務経験および現場での調査から、充填剤の漏れが空気圧縮機の潤滑油損耗における最も重要かつ直接的な原因であると結論づけている。 全国統一規格で設計された5L-40%型および4L-20%型のエアコンプレッサーを例に挙げます。これら2種類のコンプレッサーは、エアコンプレッサーステーションで最もよく使用される機種です。これらのコンプレッサーのパッキング部品の構造は、底部(機体側に近い部分)がオイルスクレーパーリングで、上部(シリンダー側)がパッキングシールリングとなっている二重構造になっています。このような充填部品は、オイルをかき出して機体内部の潤滑油がシリンダー内に入るのを防ぐとともに、シリンダー内のガスが漏れ出るのを防ぎ、ガスを密封する役割も果たします。オイルスクレーパーの動作状態が悪く、ピストンロッドに付着した潤滑油をすべて剥がし切れない場合、潤滑油はピストンロッドとオイルスクレーパリングの間の隙間からシリンダー内に入り込み、潤滑油の損失を引き起こします。充填材のシールリングがうまく機能しない場合、ピストン部品がシリンダーヘッド側に移動するとき(つまりヘッド側へのストローク時)、第一シリンダー内に負圧が生じます。この点は、ピストン式圧縮機の設計時に行われる熱力学的計算によって明確に示されます。エンジン内部の大量の油気がシリンダー内に吸い込まれ、特にオイルスクレーパーリングの機能が不十分な場合、油霧や液体状の潤滑油がシリンダー内に入ってしまいます。考えてみてください。圧縮機のピストンが1分間に数百回も往復運動すると、どれだけの油分を含んだガス(深刻な場合には液体の潤滑油)がシリンダー内に吸い込まれることでしょうか?その潤滑油の流出速度は非常に驚異的であり、これが圧縮機の本体に欠陥がなくても油漏れが起こり、潤滑油が大量に失われる重要な理由です。 潤滑油がオイルスクレーパリングリングやパッキンのシール不良によって大量に漏れ出しているかどうかを判断する、最も簡単で直感的な方法は、中間冷却器の排液バルブを開け、そのバルブから出てくる液体の色を見て、潤滑油の漏れが発生しているかどうかを確認することです。排出される液体が乳白色の場合(潤滑油と水の混合物は石鹸水のような乳白色の溶液になる)、大量の潤滑油がシリンダー内に入ったことを意味します。この時点でパッキン部品を点検し、新しいパッキンシールリング、スロットルリング、オイルスクレーパーリングに交換する必要があります。 ここで付け加えておきますが、圧縮機を操作する作業員の方々は、圧縮機の中間冷却器に溜まった油と水の混合物を定期的に排出するようにしてください。そうすることで、圧縮機内で液体が急激に膨張する事故を防ぎ、圧縮機装置の損傷を避けることができます。特に夏の曇りや雨の日は、空気の湿度が高いため凝縮量が多くなり、より頻繁に各シフトで排水弁を開けて液体を排出する必要があります。排出物が清水の場合、圧縮機のパッキン部品(オイルスクレーパーリングおよびシールリング)が正常に動作していることを示します。シリンダーに油を注入するオイル潤滑式圧縮機のスラッジバルブから排出される油と水の混合物が、非常に淡い乳白色であっても、これも正常な範囲です。排気バルブから出る液体が乳白色の場合、潤滑油がかなり多くシリンダー内に入っていることを意味し、この時はすぐにオイルスクレーパーリングおよびシールリングを交換する必要があります。さもなければ、貴重な潤滑油が大量に無駄になるだけでなく、潤滑油の漏れによって深刻な結果を招くことにもなります。 呼吸器が潤滑油の消耗に与える影響 ピストン式圧縮機の機体部品にはクランクシャフト、連結棒、クロスヘッドといった駆動部品が取り付けられており、これらが圧縮機の心臓部となっている。機体の下部には潤滑油や、駆動部品から漏れ出た潤滑油が貯蔵され、タンクの役割を果たし、まさに密閉された容器のようなものである。機体内部の換気を行い、潤滑油が気化して高濃度の可燃性ガスが発生し、火災や爆発の危険が生じるのを防ぐため、厳格な管理が求められる圧縮機では通常、窒素による置換法が用いられる。ほとんどの圧縮機は、この目的を達成するために機体に1つまたは複数の呼吸器を取り付ける方法を採っている。呼吸器のもう一つの重要な機能は、充填部品からの漏れによって生じる負圧による吸気を緩和し、潤滑油の消耗を防ぐバランスを保つことです。 したがって、呼吸器の部品が正常に動作する状態を保つことは、潤滑油の消耗を防ぐ上で重要な役割を果たすため、十分な注意が払われるべきである。呼吸器の部品が詰まっていないか定期的に確認する必要があります。もし呼吸器の金属製のメッシュが油汚れで詰まっている場合は、呼吸器を取り外して洗剤(例えば四塩化炭素)を使ってきれいに洗い、乾燥させた後に元の場所に戻します。