單螺桿空壓機(jī)技術(shù)介紹

1、word一、技術(shù)歷史用可靠性高的螺桿式壓縮機(jī)取代易損件 多、可靠性差的活塞式壓縮機(jī)，已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。日本 螺桿壓縮機(jī)1976年僅占27% 1985年如此上升到 85%目 前西方興旺國(guó)家螺桿壓縮機(jī)市場(chǎng)占有率為80%并保持上升勢(shì)頭。螺桿壓縮機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、沒(méi)有易損件、 可靠、壽命長(zhǎng)、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。螺桿壓縮機(jī)有雙螺桿與 單螺桿兩種。單螺桿壓縮機(jī)的發(fā)明比雙螺桿壓縮機(jī)晚十幾 年，設(shè)計(jì)上更趨合理、先進(jìn)。單螺桿壓縮機(jī)克制了雙螺桿 壓縮機(jī)不平衡、軸承易損的缺點(diǎn)；具有壽命長(zhǎng)，噪音低， 更加節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。八十年代技術(shù)成熟后，其應(yīng)用X圍在日漸擴(kuò)大。單螺桿壓縮機(jī)又稱蝸桿壓縮機(jī)，單螺桿壓縮機(jī)的嚙合副由一個(gè)6頭

2、螺桿和2個(gè)11齒的星輪構(gòu)成。蝸桿同時(shí) 與兩個(gè)星輪嚙合即使蝸桿受力平衡，又使排量增加一倍，壓縮機(jī)的體積小，每分鐘只有9立方米9m3/min蝸桿壓縮機(jī)的重量?jī)H為活塞式的 1/6。蝸桿受力平衡使蝸桿壓縮機(jī) 具有一系列優(yōu)點(diǎn)：1運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲比雙螺桿低10測(cè)上；2蝸桿沒(méi)有彎曲變形，可以在高壓下，例如: 美國(guó)德萊賽蘭德生產(chǎn)的蝸桿工藝壓縮機(jī)即使在一級(jí)壓縮 的條件也能達(dá)到6.61Mpa; 3嚙合幅可以在很小的間隙下 以減少泄漏，因而容積效率高、能耗低，比雙螺桿節(jié)能。近年來(lái)雙螺桿由于加工技術(shù)的提高和在研究齒形、挖掘各 種參數(shù)包括材料強(qiáng)度的潛力方面已接近極限，使雙螺桿比過(guò)去節(jié)能約20%而噴油蝸桿壓縮機(jī)減少

3、因粘性而引起 的剪切損失而不能采用小間隙，目前單、雙螺桿壓縮機(jī)在 噴油機(jī)方面的能耗指數(shù)相當(dāng)。但是在無(wú)油壓縮機(jī)中，因粘 性剪切損失大幅度降低， 蝸桿壓縮機(jī)的節(jié)能優(yōu)勢(shì)仍然明顯； 90年代的大型無(wú)油冷凍空調(diào)機(jī)的各項(xiàng)性能已全面達(dá)到 或超過(guò)最節(jié)能的透平面式；美國(guó)格里邁爾施密特聲稱， 他們的無(wú)油蝸桿壓縮機(jī)即使在一級(jí)壓縮機(jī)的條件下也比兩 級(jí)壓縮的雙螺桿節(jié)能 20%此外，蝸桿壓縮機(jī)由于軸承受力 小，且星輪軸與蝸桿軸垂直交織，軸承尺寸不像雙螺桿那 樣受限制，采用標(biāo)準(zhǔn)軸承時(shí)，軸承壽命為5萬(wàn)小時(shí)球軸承至10萬(wàn)小時(shí)圓錐滾子軸承。整機(jī)的"免維修"時(shí)間 相應(yīng)地在5-10萬(wàn)小時(shí)之間，壓縮機(jī)的可靠性高、壽

4、命長(zhǎng)。潛水艇對(duì)壓縮機(jī)的各項(xiàng)性能均有嚴(yán)格的要求，然而美國(guó)海 軍為了淘汰活塞式壓縮機(jī)，對(duì)現(xiàn)有的各種壓縮機(jī)進(jìn)展了大 量的試驗(yàn)與論證認(rèn)為；蝸桿壓縮機(jī)是潛水艇采用的最優(yōu)壓 縮機(jī)，對(duì)于高壓無(wú)油壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)是唯一的選擇。美國(guó)海軍 從80年代開(kāi)始積極研究并設(shè)法建立國(guó)內(nèi)的技術(shù)來(lái)源。蝸桿式比雙螺桿式問(wèn)世晚，但因性能優(yōu)異而上升勢(shì)頭強(qiáng)勁，目 前國(guó)際市場(chǎng)上單、雙螺桿大體上平分秋色。主要用作空氣 壓縮機(jī)、冷凍空調(diào)機(jī)、熱泵和在化工生產(chǎn)的工藝流程 中壓縮各種氣體或輸送天然氣、煤氣等。目前只有美、日 等五國(guó)在引進(jìn)技術(shù)的根底上生產(chǎn)，以日本水平最高。從1975年開(kāi)始國(guó)內(nèi)先后有幾個(gè)單位研制蝸桿壓縮機(jī)；1986年國(guó)家科委曾將蝸桿壓縮機(jī)的

5、研制列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。這些研制 均因未能解決一系列的關(guān)鍵技術(shù)而未獲成功，主要表現(xiàn)為壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中排氣量迅速下降。如某某某單位1994年研制的樣機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 200小時(shí)后排氣量從每分鐘 2.9立方米2.9m3/min下降到每分鐘 2.2立方米2.2m3/min。某 某浪潮機(jī)器有限研制的OG-30A蝸桿壓縮機(jī)1995年通過(guò)中國(guó)通用機(jī)械研究所鑒定，在一系列的關(guān)鍵技術(shù)上填補(bǔ)了國(guó) 內(nèi)空白，在國(guó)內(nèi)大幅度領(lǐng)先，局部參數(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。二.技術(shù)概況0G蝸桿壓縮機(jī)是某某浪潮機(jī)器有限的專業(yè)產(chǎn)品，起點(diǎn)高，專業(yè)性強(qiáng)。我通過(guò)引進(jìn)日本三井先進(jìn)技術(shù)與 多年的實(shí)踐，開(kāi)發(fā)了多種系列產(chǎn)品，具有結(jié)構(gòu)緊湊、振動(dòng) 小、運(yùn)行平穩(wěn)、易損件

6、少、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單、維修 保養(yǎng)方便、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，在空壓機(jī)行中，以其優(yōu)越而可 靠的性能處于領(lǐng)先地位，是國(guó)內(nèi)用戶代替進(jìn)口雙螺桿壓縮 機(jī)的理想產(chǎn)品。以下大致介紹一下蝸桿式壓縮機(jī)的技術(shù)概 況：1.結(jié)構(gòu)形式雙螺桿壓縮機(jī)是一種雙軸容積式回轉(zhuǎn)型壓 縮機(jī)，其主要是主陽(yáng)副陰兩根轉(zhuǎn)子配合，組成嚙 合副，主副轉(zhuǎn)子齒形外部同機(jī)殼內(nèi)壁構(gòu)成封閉的基元容積; 而蝸桿壓縮機(jī)是一種單軸容積式回轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)，其嚙合副 是由一根蝸桿和兩個(gè)對(duì)稱平面布置的星輪所組成，由其蝸 桿螺槽和星輪齒面與機(jī)殼內(nèi)壁形成封閉的基元容積。螺桿壓縮機(jī)的機(jī)體均分為兩種，一種為皮帶傳動(dòng)式，另一種為 直接傳動(dòng)式。其中皮帶傳動(dòng)式較適用于 22KW左右功率的

7、壓 縮機(jī)，是由2個(gè)按速度比例制造的皮帶輪將動(dòng)力經(jīng)由皮帶 傳動(dòng)；直接傳動(dòng)式是 1個(gè)連軸器將電動(dòng)源與主機(jī)結(jié)合在一 起，蝸桿式壓縮機(jī)可以直接帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)，而雙螺桿壓縮 機(jī)如此須再增加一級(jí)增速齒輪以提高主轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。2.過(guò)程雙螺桿壓縮機(jī)的過(guò)程：電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器、增速齒輪或皮 帶帶動(dòng)主轉(zhuǎn)子，由于兩轉(zhuǎn)子互相嚙合，主轉(zhuǎn)子即直接帶動(dòng) 副轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，在相對(duì)負(fù)壓作用下，空氣吸入，在齒峰 與齒溝吻合作用下，氣體被輸送壓縮，當(dāng)轉(zhuǎn)子嚙合面轉(zhuǎn)到 與機(jī)殼排氣口相通時(shí)，被壓縮氣體開(kāi)始排出。蝸桿壓縮機(jī)7 / 23word的過(guò)程：電動(dòng)機(jī)以聯(lián)軸器或皮帶將動(dòng)力傳到蝸桿軸上，由 蝸桿帶動(dòng)星輪齒在蝸桿槽內(nèi)相對(duì)移動(dòng)，封閉基元容積發(fā)生 變動(dòng)

8、，氣體、輸送壓縮，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值，由主機(jī)殼體 上左右兩側(cè)對(duì)稱的三角形排氣口排至油氣別離器內(nèi)。螺桿 壓縮機(jī)的主機(jī)殼體上均開(kāi)有噴油孔，憑藉自身的壓力差， 在壓縮過(guò)程中將油噴到壓縮腔，以冷卻氣體，密封各部件 間隙，并起到吸振、消聲與潤(rùn)滑的作用。三.技術(shù)比照現(xiàn) 將蝸桿壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)、雙螺桿壓縮機(jī)的技術(shù)原理比照如下：1.蝸桿壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)的比擬：活塞式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，與蝸桿式的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比擬，在技術(shù)上存在如下缺點(diǎn)：1零部件的數(shù)8 / 23word量多，零部件的損壞的機(jī)率大，產(chǎn)品的可靠性低。這樣必 然增加用戶的維修費(fèi)用。2、曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，由于 其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特性，

9、限制了其轉(zhuǎn)速的提高，致使機(jī)器笨重， 同時(shí)，該運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的慣性力能以平衡，剩余的慣性 力，會(huì)使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲以與零部件的不正常的損壞。 所以活塞式振動(dòng)大，機(jī)械性噪音大、可靠性低。3、氣流噪音是空壓機(jī)的主要噪聲源。從氣流噪聲的角度，可以簡(jiǎn)要 分析如下：在空機(jī)上氣流噪聲主要是由氣流脈動(dòng)狀況形成 的，氣流脈動(dòng)與空壓機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)排氣次數(shù)直接相關(guān)。假定活塞式轉(zhuǎn)速為每分鐘 740轉(zhuǎn)740r/min，一個(gè)二級(jí)缸， 雙作用，如此每分鐘排氣次數(shù)為 1440次。蝸桿式轉(zhuǎn)速為每 分鐘2970轉(zhuǎn)2970r/min12個(gè)氣缸，如此每分鐘排氣次 數(shù)為35640次。單位時(shí)間內(nèi)排氣次數(shù)越少，氣流脈動(dòng)越嚴(yán) 重，氣流噪聲

10、也就越大。反之亦然，兩者相比懸殊。二 蝸桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的比擬：由技術(shù)概況可知，蝸 桿壓縮機(jī)除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、單 位容積利用率高和無(wú)氣閥組件等特點(diǎn)外，因其星輪對(duì)稱地 配置于蝸桿的兩側(cè)，還具有如下雙螺桿壓縮機(jī)所無(wú)法比擬 的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。1、單機(jī)容量大，無(wú)余隙容積從蝸桿主機(jī)彩色 上看，單螺桿上開(kāi)有 6個(gè)螺槽，由兩個(gè)星輪將各螺槽分隔 成上下兩個(gè)空間，各自實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過(guò)程，而且 是同步進(jìn)展的，這是雙螺桿壓縮機(jī)無(wú)法做到的，也是在氣流脈動(dòng)，氣流噪聲方面無(wú)法比擬的地方。由于兩種型式的空壓機(jī)轉(zhuǎn)速可以完全一樣，放在一樣的轉(zhuǎn)速下進(jìn)展分析比照。由于蝸桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，蝸桿每 轉(zhuǎn)一周，每

11、一個(gè)蝸桿槽均兩次雙作用，使蝸桿空間得到 充分利用，因此與雙螺桿壓縮機(jī)相比，兩者結(jié)構(gòu)尺寸一樣 時(shí)，蝸桿壓縮機(jī)排氣量較大；而當(dāng)兩者排氣量一樣時(shí)，如 此蝸桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較小。如以每分鐘2970轉(zhuǎn)2970R/MIN的蝸桿壓縮機(jī)為例， 每分鐘壓縮次數(shù)為 2970*12=35640次；而雙螺桿的 2根螺 桿的齒數(shù)比選其大的數(shù)值，取為5,相當(dāng)于5個(gè)氣缸，其轉(zhuǎn)速也取為2970R/MIN,其每分鐘次數(shù)為 2970*5=14850次， 顯然與蝸桿壓縮機(jī)的 35640次相差很多。因此，雙螺桿壓 縮機(jī)與蝸桿壓縮機(jī)相比，在一樣轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少，氣流脈動(dòng)大，氣流噪聲大。此外，蝸桿的蝸桿槽深度隨壓力的增高而減少，在

12、排 氣完畢，星輪齒脫離單槽時(shí)，深度為零，故不存在余隙容 積。因而，蝸桿壓縮機(jī)較雙螺桿壓縮機(jī)的容積效率要高。2、結(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)的主要件就是兩個(gè)螺桿俗稱雙螺桿,蝸桿壓縮機(jī)的主要件是蝸桿俗稱單螺桿。下面分析雙螺桿，蝸桿的受力狀況：雙螺桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中，必然受到氣體的反作用力，該力在兩個(gè)螺桿上形成很大的徑向力與軸向力見(jiàn)宣傳資料上的受力分析圖，并自然傳遞到軸承上，所 以雙螺桿壓縮機(jī)即使是選用最好的進(jìn)口軸承，其壽命一般 也只在一萬(wàn)五千個(gè)小時(shí)左右。蝸桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中，也同樣必然受到氣 體的反作用力，該力也在蝸桿上形成很大的徑向力和軸向 力。蝸桿壓縮機(jī)在蝸桿兩

13、端間開(kāi)有引氣通道，流至高壓側(cè)的氣體將通過(guò)引氣通道回流至低壓側(cè)，從而使蝸桿兩端而 上的氣體力相互平衡。 由于星輪在蝸桿軸線兩側(cè)對(duì)稱布置， 作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡，作用于蝸桿槽內(nèi)的氣體 軸向力也相互抵消，達(dá)到自身平衡見(jiàn)受力分析圖。因此， 蝸桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用，且星輪片上所受的力也只是雙螺桿壓縮機(jī)的 1/30左右，故蝸桿壓縮機(jī)的主 機(jī)能平衡，無(wú)振動(dòng)地在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而無(wú)需特別的根底， 僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機(jī)即使利用國(guó)產(chǎn)的普通 軸承，其壽命也可以達(dá)到 15萬(wàn)小時(shí)，而且可以在用戶處就 地維修。15 / 23word3、主機(jī)壽命長(zhǎng)由于蝸桿壓縮機(jī)的高速輕載，嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計(jì)

14、，間隙適當(dāng)，容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動(dòng)體動(dòng) 力潤(rùn)滑油膜，從而有效地減少了星輪的磨損，降低了氣體 的泄漏，提高了機(jī)器的壽命與效率，保障了運(yùn)行安全可靠。4、維護(hù)簡(jiǎn)便，易損件少世界上沒(méi)有永不磨損的機(jī)器，無(wú)論雙螺桿壓縮機(jī)還是蝸桿壓縮機(jī)，在假如干年后，均需對(duì)主機(jī)進(jìn)展維修保養(yǎng)。單就更換軸承而言，雙螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣端4只15 / 23word重載軸承和2只四點(diǎn)軸承均需國(guó)外購(gòu)進(jìn)，本錢(qián)昂貴；如假 如主、副轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磨損或者軸承走外圈，主副轉(zhuǎn)子與機(jī)殼 內(nèi)壁發(fā)生磨擦，均無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)維修，須將主機(jī)運(yùn)回生產(chǎn)廠， 并花費(fèi)巨額費(fèi)用約占整機(jī)售價(jià)的1/41/3。而蝸桿壓縮 機(jī)如此無(wú)此顧慮，在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，

15、現(xiàn)場(chǎng)即 能進(jìn)展解決，其費(fèi)用極低。同時(shí)，由于雙螺桿壓縮機(jī)受力不好，軸承受力大，其 機(jī)械噪聲也要比單螺桿壓縮機(jī)要大。注：上述資料有局部摘自相關(guān)技術(shù)書(shū)刊四設(shè)計(jì)與制作標(biāo)準(zhǔn)的比擬OG系列蝸桿空壓機(jī)除了在結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)先進(jìn)，運(yùn)行 可靠，效率高等技術(shù)上有著與活塞式空壓機(jī)、雙螺桿空壓 機(jī)所無(wú)法比擬的特點(diǎn)外，還有其獨(dú)自的特點(diǎn)：1. 主機(jī)和電動(dòng)機(jī)殼體采用了凸凹法蘭簡(jiǎn)相連接，實(shí)現(xiàn) 了理想對(duì)中，其主機(jī)機(jī)軸和馬達(dá)軸又采用了彈性梅花形緩 沖聯(lián)軸器，從而使其安裝容易，延長(zhǎng)了整機(jī)使用壽命。2. 箱體內(nèi)附有吸音材料，更配有消音整流罩，通過(guò)這 些全面有效的降噪措施，使其噪聲與同類型空壓機(jī)相比更為降低，特別是使用 200-300小

16、時(shí)后，更為明顯。3. 獨(dú)有的油氣別離器結(jié)構(gòu)，并配以國(guó)外進(jìn)口高品質(zhì)的 濾材，以ISO8573要求制作的JH型高效折疊濾芯，別離芯 外表積比一般別離器的要高幾倍，能更有效地別離油霧， 含油量小于5PPM相比于競(jìng)爭(zhēng)者的別離器設(shè)計(jì)更為優(yōu)化。4. 機(jī)油過(guò)濾器采用了帶壓差開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)式，便于檢查更 換的優(yōu)點(diǎn)外，10微米級(jí)全流量能保證所有部件的更長(zhǎng)的壽 命。5. 鞏固的帶有起重槽口的鋼結(jié)構(gòu)底座，有力地支承著整體，不需再另外加固地基或象雙螺桿空壓機(jī)那樣有避震 設(shè)施，就能保證平穩(wěn)無(wú)震動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)機(jī)器在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)， 即使一枚硬幣直立在機(jī)身上也不會(huì)倒下。6. 冷卻系統(tǒng)依據(jù)各地平均溫度濕度的數(shù)值，專為高溫 高濕度的地區(qū)設(shè)

17、計(jì)的 B940系列板翅式鋁合金結(jié)構(gòu)冷卻器， 不僅熱交換能力提高 20濃上，并加強(qiáng)了材料結(jié)構(gòu)與抗酸堿 性處理，使其抗壓、抗化學(xué)能力提高，較其它空壓機(jī)的冷 卻系統(tǒng)，更能適應(yīng)夏季40C -48 C高溫高濕地區(qū)，而機(jī)內(nèi)的 溫控系統(tǒng)更兼有低溫自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，同時(shí)適用于冬夏溫差 過(guò)大地區(qū)。7 .全程調(diào)整卸載閥，系列卸載閥使用鑄鋁 ，本結(jié)構(gòu)零 部件經(jīng)長(zhǎng)效耐磨處理，動(dòng)作穩(wěn)定準(zhǔn)確，較一般空壓機(jī)所用 膜片式、閥板式等相比，故障率極低；更因其嚴(yán)密的進(jìn)氣 設(shè)計(jì)，減少了啟動(dòng)負(fù)荷，提高了空載自動(dòng)切斷回油的能力， 再配氣路控制，有效的實(shí)現(xiàn)了氣量調(diào)節(jié)，減少整機(jī)電流消 耗。&調(diào)節(jié)系統(tǒng)A. 蝸桿式空壓機(jī)設(shè)有專門(mén)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用壓力控制 器控制該系統(tǒng)的相關(guān)部件和氣動(dòng)元件，使壓縮機(jī)始終在最 優(yōu)效率中運(yùn)行，并準(zhǔn)確地滿足需要，調(diào)節(jié)X圍0.55/0.7MPa0.85/1.0MPa 并可按要求另行商議設(shè)定。B. 負(fù)載/卸載控制：當(dāng)用氣量發(fā)生變化小于 98%寸，壓縮機(jī)自動(dòng)進(jìn)入卸載狀況，在此狀態(tài)下超過(guò)設(shè)定6分鐘，控制系統(tǒng)指令停機(jī)，以免不必要的電能消耗，當(dāng)用氣量增大時(shí)，如此自動(dòng)啟動(dòng)轉(zhuǎn)入負(fù)載狀態(tài)。C. 當(dāng)用氣量在機(jī)組容量的10%-100%間變化時(shí)，壓縮機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)吸氣量，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)氣量，使用氣量與吸氣 量始終達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡的狀態(tài)，在 0.65MPa時(shí)，電流消 耗要降低20-30A。9.安全運(yùn)行裝置A. 帶鎖定的緊急停車