螺杆空气压缩机毕业设计.docx

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螺杆空气压缩机毕业设计

毕业设计说明书

螺杆空气压缩机

班级：

学号：

姓名：

软件学院

学院：

软件工程

专业：

郑军郭平英

指导教师：

2014年6月

螺杆空气压缩机

摘要

随着煤矿现代化的发展、矿山设备不断更新、不断进步，可靠性、易操作性、可监视性、易维护性等已是最基本的要求，因此，应在了解螺杆式空气机机理与构造的基础上，合理的对空气压缩机进行调节，并寻求更加安全，靠的检测和控制新技术、新方法，不断提升煤矿的安全化水平。

空气压缩机是煤矿井下掘进和锚喷直呼等作业的动力气源，螺杆空压机的主要工作方式为启动、停止、加载、卸载，其进气设置加载阀，通过加载电磁阀来控制入口阀门的开关。

空压机运行时，若排气压力低于设定目标压力的下限，则空压机控制器使加载电磁阀得电，将入口阀门打开，空压机处于满负荷加载状态；若排气压力高于设定目标压力的上限，则空压机控制器命令加载电磁阀失电，从而将入口阀门关闭，空压机处于无负荷卸载状态，此时空压机实际为空转运行。

本论文根据查找资料掌握空气压缩机的相关基本知识，详述矿用螺杆式空气压缩机的特点，分析其加工工艺，对其性能进行测试分析，完成矿用螺杆式空气压缩机的相关及边缘常识，最后得出结论：

螺杆空气压缩机具有优越而且可靠的性能，经济效益好，发展前景好，值得推广应用。

关键字：

螺杆空压机，安全化水平，电磁阀，满负荷，无负荷

Screwaircompressor

Abstract

Withthedevelopmentofmodernizationofcoalmine,themineequipmentconstantlyupdated,constantlyprogress,reliability,operability,canmonitor,easymaintenanceandsoonisthemostbasicrequirements,therefore,shouldbeknowthemechanismandstructureofscrewtypeairmachine,onthebasisofthereasonableadjustmentofaircompressor,andseekmoresecure,bynewtechnology,newmethodsofdetectionandcontrol,continuouslyraisingthelevelofsafetyincoalmine.Aircompressoristhecoalmineexcavationandtheshotcretingcalloperationssuchaspowersource,themainworksofthescrewaircompressorstart,stop,loading,unloading,itsinletsettingloadvalve,byloadingtheelectromagneticvalvetocontroltheinletvalveoftheswitch.Aircompressorduring,iftheexhaustpressureislowerthanthelowerlimitofgoalsettingpressureandaircompressorcontrollermakeloadelectricalsolenoidvalve,opentheinletvalve,aircompressorinfullloadcondition;Iftheexhaustpressureishigherthanthesetgoalsofceiling,theaircompressorloadcontrollercommandelectromagneticvalve,losingelectricitytoinletvalveclosed,aircompressorintheno-loaddischargestate,thepressoftimeandspaceforidlingactualoperation.

Thispaperaccordingtothemasteraircompressoroftherelevantbasicknowledge,findingoutinformationaboutthecharacteristicsoftheminescrewaircompressor,analyzesitsprocesstechnology,testingitsperformanceanalysis,relevantcompletedminescrewaircompressorandedgeofcommonsense,andfinallydrawtheconclusion:

screwaircompressorareexcellentandreliableperformance,goodeconomicbenefitandgooddevelopmentprospects,isworthyofpopularizationandapplication.

Keywords:

screwaircompressor,thelevelofsafety,electromagneticvalve,fullloadconditionandno-load

1绪论

1.1引言

目前，我国矿山常用的空气压缩机多为往复式活塞型空压机，而回转式螺杆型空压机的使用则较少。

究其原因，主要有以下几点：

①活塞式空压机生产成本低、价格便宜。

②长期使用积累了一定的经验，培养了一支熟练的使用、维修队伍。

③螺杆式空气压缩机制造难度大，价格高，用户一次性投资大。

④对螺杆式空压机的性能、特点不太了解。

然而，长期使用的惯性，使我们忽略了活塞式空压机的诸多缺点：

如体积大、占地面积大、机组重量大、噪音大、维修工作量大、操作复杂、运行费用高等问题。

随着科学技术的发展，性能优越的螺杆式空压机一能在国内批量生产，其生产成本的降低使得它的应用前景越来越广阔，并逐渐应用于工厂、矿山。

螺杆式空压机具有活塞式空压机不可比拟的优点：

如重量轻、体积小、占地面积小、噪音低、自动化程度高、维护量小、运行费用低等。

在矿山推广使用，有着极其重要的现实意义。

1.2螺杆式空气压缩机的发展历史

螺杆式空气压缩机是由瑞典阿尔夫·里斯霍尔姆在1934年首先提出的，第一台样机由瑞典SRM公司制造出来[1]。

1960年法国辛麦恩（B.Zimmern）提出了单螺杆压缩机的构想[1]，并获得专利，1961年制出第一台样机，同年又研制成功喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机，70年代初期由法国标致汽车公司正式生产投放市场。

70年代末期，荷兰、英国和日本等国家先后开发生产制冷、空调用单螺杆压缩机，其形式有开启式和半封闭式两种。

80年代末又推进技术，发展制造出石油、化工、矿山等行业用的压缩各种气体（包括空气、易燃易爆及有毒气体）的单螺杆压缩机。

目前世界上已有英、法、美、日、荷兰等国家的厂商可以生产出不同规格单螺杆压缩机。

进入21世纪的这14年，螺杆式空压机的各种新技术不断出现，加工精度不断提高，而且辅助设备也日趋完善。

当然我国的螺杆式空气压缩机近年来也已获得了很大的发展，如无锡压缩股份有限公司已能批量生产不同规格、多品种的螺杆式空气压缩机，顺德市正力精密机械有限公司已能生产出长寿节能单螺杆式空气压缩机。

1.3螺杆式空气压缩机的工作原理

活塞式空气压缩机的工作室由一个有一活塞在其内做往复运动的气缸岁组成，对于螺杆式压缩机，其工作室则由一对斜齿的转子副的齿槽所组成。

转子副在与它精密配合的壳体内转动，此时转子副齿面的互相接触所组成的接触线沿轴向方向运动。

如果利用壳体在两端及海外周的表面把槽空间封闭，当转子转动时，在齿槽间输送的气体容积变小，理论上可将气体压缩至任意高的压力[2]。

1.4空气压缩机的特点、原理和结构

1.特点

随着社会的进步和发展，对压缩空气的需求的地方也越来越多。

尤其是螺杆式空气压缩机，以其独特的优点在使用中使用所占比例也越来越大。

就气体压力提高的原理而言，螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。

就主要部件的活动形式而言，友与透平压缩机相似。

所以螺杆压缩机同时兼有上述两种压缩机的特点。

（1）螺杆压缩机的优点：

它是容积式压缩机的一种，其理论排气量与各工作部件的运动速度，尤其是与转子的转速成正比关系，压缩机主要参数---压力和排气量的变化互不影响。

1）故障少、维修简单、使用寿命长。

2）由于呈连续单向旋转，没有往复运动，惯性力小，因此转速高、运转可靠、无振动。

3）对一组阴阳转子的齿形空间而言，随着啮合点沿轴向往前移动，其一侧进行压缩或排出而容积减小，另一侧空间容积就增大，进行下一个吸入过程。

再加上回转数高，齿数较多，因此压缩作用是完全连续的，吸气和排气没有往复式的压缩机脉动现象，也没有离心空压机的喘振现象。

4）由于螺杆式压缩机属于容积式压缩机，因此压力上升不受转速的影响。

只要转子旋转一周，就能达到预定的压缩比。

另外它和离心式空压机亦不相同，它的加压过程和气体的比重无关。

5）螺杆式压缩机加压是依靠两个转子不接触的旋转，因此它能适应压缩湿气体以及含液滴的气体。

6）螺杆压缩机可以用滑阀在100%----10%的范围内连续比例的控制能量。

滑阀安装在两个转子之间的机壳上，可以前后移动，通过滑阀可以控制进气量在100%---10%范围内变化，不影响压缩比，不影响转速，能在较大的范围内比较理想的控制载荷。

7）由于阴阳转子之间、转子与外壳之间不存在固体接触引起的摩擦。

因此，螺杆式压缩机除适用于无油润滑外，还适用于输送不被润滑油污染的场合。

8）螺杆式压缩机尺寸小，质量轻，容易安装，设备基础小而简单，因此一次基础建设投资省。

同时，一般采用螺敢式压缩机的装置都不需要备机。

（2）螺杆式空压机的缺点：

1）造价高。

螺杆压缩机的转子齿面是一个空间曲面，需利用特制的刀具，在价格昂贵的专用设备上进行加工。

另外，对螺杆压缩机汽缸的加工精度也有较高的要求，所以螺杆压缩机的造价较高。

2）不能用于高压场合。

螺杆式压缩机制造工艺要求高，不适用于高压压缩机用。

同时，在使用螺杆压缩机时，应特别注意按规定方向旋转，不可使之反转[3]。

由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制，螺杆压缩机只能适用与中、低压范围，排气压力一般不超过4.5MPa。

3）不能制成微型。

螺杆压缩机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于0.2m³/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能。

4）由于运动部件必不可少的间隙，泄漏大，效率较低。

同时，在螺杆式无油润滑压缩机上，为了保证转子间的间隙，必须用同步齿轮，为了减小内部温度的上升，必须用增速齿轮来提高其转速，因此机械损失大、噪音较大，同时还要装设管道消音器。

2.螺杆压缩机的原理

螺杆压缩机的主要部件是一对阴阳转子，两个转子是具有不同齿数的螺旋齿相互啮合的，啮合点（密封线）随着转子的回转而移动。

旋转时，使处于转子齿槽之间的气体不断产生周期性的容积变化，且沿着转子轴线由吸入侧输送至压出侧，实现吸入、压缩和排气的全部过程，不需要往复式压缩机那样的余隙容积。

螺杆间存在一定的间