單螺桿壓縮機(jī)

1、第8章單螺桿壓縮機(jī)§ 8.1工作原理及特點(diǎn)8.1.1基本工作原理螺桿和星輪可分為 C型（Cylinde門和P型（Plane）最典型的結(jié)構(gòu)為CP型螺桿單螺桿壓縮機(jī)的主要零部件：星輪 機(jī)殼基元容積的組成：軸承螺桿星輪 機(jī)殼 軸承單螺桿壓縮機(jī)的主要零部件:單螺桿壓縮機(jī)原理8.1.2單螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)1) 具有理想的力平衡性“宀亠螺桿槽內(nèi)螺桿： 力端面星輪：軸向力很小徑向力4-5葷燼桿壓牌機(jī)的柞用力2) 單級(jí)容量大，無(wú)余隙容積一般，6個(gè)螺槽，2個(gè)星輪，相當(dāng)于6缸雙作用壓縮機(jī)3) 高速輕載，易形成流體動(dòng)力潤(rùn)滑星輪基本不受載荷，只有軸承的摩擦阻力4) 幾何形狀復(fù)雜，嚙合副型線的加工精度要求高。單

2、螺桿壓縮機(jī)與螺桿壓縮機(jī)的比較：1) 力平衡方面單螺桿壓縮機(jī)：螺桿承受的徑向和軸向氣體力可以自動(dòng)平衡, 星輪齒承受氣體力，要求星輪齒具有足夠的強(qiáng)度和剛度。雙螺桿壓縮機(jī)：螺桿轉(zhuǎn)子承受較大的徑向和軸向氣體力，要 求螺桿具有足夠的強(qiáng)度和剛度。2) 驅(qū)動(dòng)方式單螺桿壓縮機(jī)：與電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)或加帶輪。螺桿壓縮機(jī)：與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)或加帶輪，轉(zhuǎn)速較高時(shí)須加增速 齒輪3) 可靠性方面單螺桿壓縮機(jī)：?jiǎn)温輻U壓縮機(jī)的星輪是易損部件，除對(duì)星輪 材料有較高要求外，星輪還需定期更換。雙螺桿壓縮機(jī)：雙螺桿壓縮機(jī)中沒(méi)有易損件，無(wú)故障運(yùn)行時(shí) 間可達(dá)4 8萬(wàn)小時(shí)。4) 效率方面單螺桿壓縮機(jī)：中速(15003500r/mi n)時(shí)效率高，直

3、聯(lián)，比功率5.96.4KW/( m/min)雙螺桿壓縮機(jī)：高速(30007000r/mi n)時(shí)效率高，加增速齒輪，比功率 6.06.6KW/(m/ min) 。隨著運(yùn)行時(shí)間增加，單螺桿壓縮機(jī)的星輪磨損將導(dǎo)致 氣量減少和效率降低。5) 噪音和振動(dòng)方面單螺桿壓縮機(jī)：力平衡性好、振動(dòng)小、噪聲低，一般為6068dB。雙螺桿壓縮機(jī)： 力平衡性差、 金屬螺桿嚙合時(shí)有高頻噪聲， 6 4 78 dB。6) 加工設(shè)備方面 單螺桿壓縮機(jī)：沒(méi)有成熟的專用加工設(shè)備，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品的 性能不是很穩(wěn)定。雙螺桿壓縮機(jī)：已有成熟的螺桿專用銑床和磨床，可確保產(chǎn) 品性能穩(wěn)定。7) 維修性單螺桿壓縮機(jī)： 主機(jī)機(jī)殼采用整體結(jié)構(gòu)后，

4、星輪側(cè)有大窗口， 維修方便 。雙螺桿壓縮機(jī)：轉(zhuǎn)子軸承壽命較短，更換時(shí)須打開機(jī)殼，工 作量大 。8) 適用性方面單螺桿壓縮機(jī)：由于螺桿受力完全平衡，單螺桿壓縮機(jī)能在高壓下工作，適合用于高排氣壓力的場(chǎng)合，如高壓空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)和天然氣壓縮機(jī)等。美國(guó)海軍認(rèn)為對(duì)于高壓無(wú)油壓縮機(jī)而言，單螺桿壓縮機(jī)是唯一的選擇。目前美國(guó)是 世界唯一擁有高壓無(wú)油單螺桿壓縮機(jī)的國(guó)家。 雙螺桿壓縮機(jī)：由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承負(fù)荷等方面的限制， 雙螺桿壓縮機(jī)只能適用于中、低壓范圍，如動(dòng)力用空氣壓縮 機(jī)、制冷壓縮機(jī)和低壓天然氣壓縮機(jī)等，排氣壓力一般不能 超過(guò) 4.5MPa。8.1.3 單螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀1955 年

5、英國(guó)的 J.W.Goodyear 的“壓能變換裝置”專利。1960年 法國(guó)的 B.Zimmern 首先提出單螺桿壓縮機(jī)的設(shè)想， 并取得發(fā)明專利。1963年B.Zimmern 試制出第一臺(tái)單螺桿空氣壓縮機(jī)樣機(jī)并批量生產(chǎn)。此后，日本三井精機(jī)等引進(jìn)專利，進(jìn) 行系列化生產(chǎn)。70年代中期 荷蘭的 Grasso 公司和英國(guó)的 APV Hall 公司將單 螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用于制冷空調(diào)領(lǐng)域。 并開始由噴油 機(jī)型發(fā)展為噴水、噴制冷劑的新機(jī)型。主要的生產(chǎn)廠家：荷蘭的 Grasso 公司、英國(guó)的 APV Hall 公司、美國(guó)的 Dresser rand 、 Grimmer schmidt 、日本的三井精機(jī)、三菱、大金公

6、司等。目 前，只有美、日、法、英、荷蘭能夠生產(chǎn)單螺桿壓縮機(jī)。國(guó)內(nèi)： 上海施奈德、飛和、樂(lè)清、順德正力精工等。§8.2 嚙合副型線8.2.1 型線的基本要求加工：壁面尖點(diǎn)、直線 段小、曲率半徑盡量大雙螺桿： 泄漏三角形性能：容積效率 嚙合線封閉，接觸線盡 量短封閉容積盡量小加工單螺桿： 潤(rùn)滑性能好密封好(容積效率)1) 潤(rùn)滑性能好 要求：相對(duì)速度大，接觸線法向方向的相對(duì)曲率半徑大 二次包絡(luò)型線，形成兩條接觸線，中間的洼斗構(gòu)成油腔，油膜 強(qiáng)度高。2) 密封S4-S單揮持壓嬪拭的泄靈章泄漏途徑：L1 星輪齒頂與螺槽底交線L2、L4星輪齒側(cè)與螺槽交線L3、L5星輪齒根前后側(cè)泄漏小孔L6 星輪

7、頂面和氣缸間的泄漏線L7、L8螺槽前后側(cè)表面螺旋線與氣缸間的間隙泄漏L9 螺桿密封圓柱段與氣缸間間隙的泄漏3）加工以星輪的一個(gè)齒形作為刀具，加工螺桿。加工星輪成形刀具（分度誤差）滾刀加工（二次包絡(luò)線）8.2.2基本型線類型辛麥恩第一類型線（直線包絡(luò)）：加工簡(jiǎn)單、泄漏少、磨損快 辛麥恩第二類型線（圓柱包絡(luò)） ：加工螺桿簡(jiǎn)單、 效率高（可以用回轉(zhuǎn)刀具加工） ；接觸線不斷 變化，磨損?。恍孤┛纵^大，容積效率下降。辛麥恩第二類型線（圓臺(tái)包絡(luò)） ：泄漏孔面積減小二次包絡(luò)型線： 以螺桿作刀具包絡(luò)出的共軛曲面作為星輪齒側(cè)工作面。 二次包 絡(luò)型線嚙合時(shí)， 在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)存在兩條瞬時(shí)接觸線。 潤(rùn)滑好。

8、7; 8.3 單螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)概述8.3.1 機(jī)殼 螺桿、星輪靠即可保證相互的位置精度。 機(jī)殼的結(jié)構(gòu)可分為剖分式與整體式兩種。剖分式：? 加工、裝配方便。 需要采取特殊的密封措施。 不易保證嚙合副與氣缸間的間隙。整體式：? 機(jī)殼承壓強(qiáng)度高。? 密封性能好。? 只要保證加工精度，則好裝配。 加工較困難。8.3.2 螺桿、星輪嚙合副螺桿：通常在進(jìn)氣端有一倒錐， 增加進(jìn)氣流通面積； 排氣端有一段 密封圓柱段，以密封高壓氣體。整體式星輪： 浮動(dòng)式 彈性星輪星輪屬于高速輕載，易發(fā)生沖擊和振動(dòng)。采用浮動(dòng)星輪后，只有 星輪片發(fā)生沖擊， 能夠減輕沖擊質(zhì)量， 從而有效的減少星輪的摩擦磨 損，提高運(yùn)行可靠性。固定塊 彈性星輪：每個(gè)星輪齒做成單獨(dú)的彈性鑲嵌件 活動(dòng)塊彈簧 彈性鑲嵌件的作用相當(dāng)于活塞環(huán)， 靠離心力、 彈簧力及氣體壓力 使螺桿和星輪齒間密封。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜