提起螺桿壓縮機,很多人都只是一知半解:
有人說(shuō)單螺桿好,噪聲低;
有人說(shuō)雙螺桿好,氣源穩定;
有人說(shuō)螺桿壓縮機更節能高效。
到底螺桿壓縮機是什么結構,
它是怎么工作的,
單、雙螺桿該怎么選呢?
先來(lái)看德國GEA螺桿壓縮機工作原理高清動(dòng)畫(huà),太酷了!先來(lái)幾張動(dòng)圖感受一下:
螺桿壓縮機的歷史
■1934年瑞典皇家工學(xué)院教授Lysholm(里斯曼)發(fā)明第一臺雙螺桿式氣體壓縮機。
■從60年代開(kāi)始,噴油雙螺桿機組應用于制冷機組。瑞典SRM公司(雙螺桿)首先發(fā)明雙邊不對稱(chēng)型線(xiàn)螺桿,使螺桿機效率大大提高。
■1960年法國人Zimmern(辛麥恩)(單螺桿)發(fā)明單螺桿的新結構。1962年試制出第一臺樣機。
■70年代初,荷蘭GRASSO(格拉索)制成第一臺單螺桿制冷壓縮機。
■1972年,日本開(kāi)始生產(chǎn)單螺桿空氣壓縮機。
■1982年,開(kāi)始生產(chǎn)單螺桿制冷壓縮機。
螺桿式壓縮機原理介紹
螺桿式壓縮機汽缸內裝有一對互相嚙合的螺旋形陰陽(yáng)轉子,兩轉子都有幾個(gè)凹形齒,兩者互相反向旋轉。轉子之間和機殼與轉子之間的間隙僅為5~10絲,主轉子(又稱(chēng)陽(yáng)轉子或凸轉子),通過(guò)由發(fā)動(dòng)機或電動(dòng)機驅動(dòng)(多數為電動(dòng)機驅動(dòng)),另一轉子(又稱(chēng)陰轉子或凹轉子)是由主轉子通過(guò)噴油形成的油膜進(jìn)行驅動(dòng),或由主轉子端和凹轉子端的同步齒輪驅動(dòng)。所以驅動(dòng)中沒(méi)有金屬接觸(理論上)。轉子的長(cháng)度和直徑?jīng)Q定壓縮機排氣量(流量)和排氣壓力,轉子越長(cháng),壓力越高;轉子直徑越大,流量越大。
螺旋轉子凹槽經(jīng)過(guò)吸氣口時(shí)充滿(mǎn)氣體。當轉子旋轉時(shí),轉子凹槽被機殼壁封閉,形成壓縮腔室,當轉子凹槽封閉后,潤滑油被噴入壓縮腔室,起密封。冷卻和潤滑作用。當轉子旋轉壓縮潤滑劑 氣體(簡(jiǎn)稱(chēng)油氣混合物)時(shí),壓縮腔室容積減小,向排氣口壓縮油氣混合物。當壓縮腔室經(jīng)過(guò)排氣口時(shí),油氣混合物從壓縮機排出,完成一個(gè)吸氣——壓縮——排氣過(guò)程。
螺桿機的每個(gè)轉子由減摩軸承所支承,軸承由靠近轉軸端部的端蓋固定。進(jìn)氣端由滾柱軸承支承,排氣端由一以對靠的賀錐滾柱支承通常是排氣端的軸承使轉子定位,也就是止推軸承,抵抗軸向推力,承受徑向載荷,并提供必須的軸向運行最小間隙。
工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過(guò)程。隨著(zhù)轉子旋轉,每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)。
螺桿壓縮機的優(yōu)點(diǎn)
1)可靠性高。螺桿壓縮機零部件少,沒(méi)有易損件,因而它運轉可靠,壽命長(cháng),大修間隔期可達4-8萬(wàn)h.
2)操作維護方便。
3)動(dòng)力平衡好。特別適合用作移動(dòng)式壓縮機,體積小、重量輕、占地面積少。
4)適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點(diǎn),容積流量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬廣的范圍內能保持較高的效率,在壓縮機結構不作任何改變的情況下,適用于多種工質(zhì)。
5)多相混輸。螺桿壓縮機的轉子齒面間實(shí)際上留有間隙,因而能耐液體沖擊,可輸送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。
螺桿壓縮機的主要缺點(diǎn)
1)造價(jià)高。由于螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具在價(jià)格昂貴的專(zhuān)用設備上進(jìn)行加工。另外,對螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。
2)不能用于高壓場(chǎng)合。由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機只能用于中、低壓范圍,排氣壓力一般不超過(guò)3MPa。
3)不能用于微型場(chǎng)合。螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體,一般只有容積流量大于0.2m3/min時(shí),螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。
單螺桿與雙螺桿壓縮機的比較
雙螺桿和單螺桿壓縮機比較表 雙螺桿 單螺桿型線(xiàn)設計已經(jīng)過(guò)4代的發(fā)展,已經(jīng)非常完善和成熟有待進(jìn)一步優(yōu)化受力狀況氣體力有不平衡,但軸向力可通過(guò)結構設計改善其平衡性,沒(méi)有不平衡慣性力,受力平衡性?xún)?yōu)良。受力平衡性極好主要缺陷無(wú)沒(méi)有找到最佳型線(xiàn)沒(méi)有找到最佳星輪材料使用后排氣量下降嚴重(幾個(gè)月內)故障率高、壽命短適用范圍0.2~100m3/min的流量因嚙合副精度要求高,容量難以向兩極發(fā)展,適用范圍小≤40kg/cm2的壓力成本略低略高發(fā)展前景好因市場(chǎng)表現不好,各科研機構和空壓機企業(yè)投入不大,所以短期內難以有根本性提高。結構運動(dòng)部件少,結構簡(jiǎn)單。陽(yáng)轉子剛性高于陰轉子,但陽(yáng)轉子也承受了大部分的負載,陰陽(yáng)轉子的剛性負載比接近,變形均勻。嚙合精度易于保證。容積效率高。 有三個(gè)旋轉軸,運動(dòng)部件較多,結構較復雜。螺桿和星輪的剛性相差較大,變形不均勻,因而嚙合精度難以保證,容積效率略低。材料轉子之間為嚙合運動(dòng),嚙合帶的瞬時(shí)相對運動(dòng)方向為法向(即純滾動(dòng)),沒(méi)有摩擦,對材料沒(méi)有特殊要求,普通的材料和普通的熱處理即可滿(mǎn)足需要。星輪和螺桿的相對運動(dòng)為滑動(dòng),靠摩擦帶動(dòng)星輪,在對材料有特殊要求,而且目前還沒(méi)有找到完全符合要求的星輪材料。目前單螺桿空壓機,在運行一段時(shí)間后,因星輪磨損,造成內泄漏增大,降低排氣量。制造設備投資大,但有專(zhuān)門(mén)的進(jìn)口設備,加工相對容易,加工精度易于保證,加工成本略低。沒(méi)有可供應的進(jìn)口專(zhuān)機,加工難度較大,加工精度不易保證,但設備投資相對小些,投資門(mén)檻低。尺寸和重量小和輕。節約原材料。 大些和重些容積效率高略低。摩擦、變形,吸排氣通道狹窄,高低腔之間泄漏損失大等使效率低于雙螺桿振動(dòng)和噪聲中等 因受力平衡,星輪傳動(dòng)聲低等原因,振動(dòng)和噪聲很低,這是目前單螺桿機唯一的優(yōu)點(diǎn)。排氣量衰退無(wú),轉子在運行中沒(méi)有磨損,排氣量永遠不會(huì )下降。嚴重故障率低,轉子及轉子機殼間沒(méi)有直接摩擦,陰陽(yáng)轉子變形均勻,故障率極低。高,星輪磨損、變形不均勻和加工精度不夠是引起故障的主要原因。壽命長(cháng),僅受制于軸承壽命,一般可達6萬(wàn)小時(shí)以上。短,受制于星輪壽命。