螺杆式压缩机的结构和工作原理.docx
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螺杆式压缩机的结构和工作原理
螺杆式压缩机的结构及工作原理
一、螺杆式压缩机结构
一对相互啮合的螺旋形转子平行地安置在“∞”型的气缸中，通常把凸形齿的转子，称为阳转子或阳螺杆；把凹形齿的转子，称为阴转子或阴螺杆。
一般情况下齿数比为4:
6，也有其他齿数比的螺杆机如：
5:
7、3:
4等但较为少见。
因为从刚度和面积利用系数方面考虑，4:
6较为适中。
需要特别指出的是阳转子的齿数一定要少于阴转子的齿数，而且阳转子为主动转子。
另外，螺杆压缩机的转子也可以看作是罗茨风机转子扭转了一个螺旋角且变为多齿后形成的。
螺杆压缩机机体为了冷却，通常把机壳做成夹套式通入冷却水，小型转子做成整体式、中大型做成中空型、一般通入冷却油。
二、螺杆压缩机通常分为干式和湿式两大类
干式主要用于工艺气体压缩；湿式主要用于空气、制冷气体。
由于两转子的齿数比不为1，所以两转子的反向旋转是异步的，阳螺杆的某一齿形和阴螺杆的多个齿形向啮合，如4:
6的齿数比就有如下啮合关系：
1-1、2-2、3-3、4-4、1-5、2-6、3-1、4-2、1-3、2-4、3-5、4-6
湿式（喷油）一般靠阳螺杆直接带动阴螺杆,不设同步齿轮.
干式,是靠同步齿轮来完成,阳螺杆、阴螺杆有间隙,间隙是靠调整同步齿轮来完成.正常同步齿轮,阳转子是整体，阴转子由三片组成，分别为：
轮凸、轮缘、侧齿轮。
组成如图:
三、螺杆压缩机工作原理
1.吸气过程：
初时气体经吸气孔口分别进入阴阳螺杆的齿间容积，随着转子的回转，这两个齿间容积各自不断扩大。
当这两个容积达到最大值时，齿间容积和吸气孔口断开，吸气过程结束，需要指出的是，此时，阴阳螺杆的齿间容积彼此来连通。
2.压缩过程：
转子继续回转，在阴阳螺杆齿间容积连通之前阳螺杆齿间容积中气体受阴螺杆齿的侵入气进行压缩。
经某一转角后，阴阳螺杆齿间容积连通。
（今后将此连通的阴阳螺杆齿间容积称作齿间容积对）。
呈‘V’字型齿间容积时，因齿的互相挤入，其容积值逐渐减少，实现气体压缩过程，直到该齿间容积对和排气孔口相连通时为止。
3.排气过程：
在齿间容积对和排气孔口连通后，排气过程即行开始，由于转子回转时容积的不断缩小，将压缩后具有一定压力的气体送至排气接管，此过程一直延续到该容积对达最小值为止。
四、螺杆式压缩机的分类：
固定式压缩机
空气压缩机
移动式压缩机
喷油压缩机工艺压缩机
开启式压缩机
制冷压缩机半封闭式压缩机
螺杆压缩机
全封闭式压缩机
干式空气压缩机
无油压缩机
喷水压缩机
螺杆制冷压缩机机组
概述：
制冷循环的突出特点是从低于环境介质温度的物体中取出热量，并转移到环境介质中去，完成这一转移过程，通常采用各种制冷装置，螺杆压缩机组就是这种装置中最重要的组成部分。
第一节螺杆制冷压缩机机组的组成
螺杆制冷装置由螺杆式制冷机组、冷凝器、节流阀及蒸发器这四大基本部分组成，并通过管路将其连接在一起，构成一个密封的制冷系统。
这里介绍单级螺杆机制冷压缩机机组的构成，它包括单级螺杆机制冷压缩机、油路系统（包括油分离器油冷却器油泵油精过滤器油粗过滤器油压调节阀及管路），气路系统（包括吸气过滤器吸气截止阀吸气止回阀排气止回阀及排气止回阀）和机旁操作台。
第二节螺杆制冷压缩机工作原理
螺杆制冷压缩机是回转容积式压缩机，它和活塞制冷压缩机相似，也是靠进入机器后气体体积的缩小使单位体积的气体分子密度急剧增加而使气体状态制冷剂的压力升高。
在螺杆制冷压缩机机体内有8字型的内腔，其中装有两个相互啮合的转子（阳转子和阴转子），当两转子转动时，因二转子的齿部插入到对方的齿槽内随着转子的旋转插入长度越来越大时，使气体槽的容积越来越小，从而达到压缩气体制冷剂的目的。
第三节螺杆制冷压缩机油路系统
本螺杆制冷压缩机所配用压缩机是喷油螺杆制冷压缩机，向压缩机喷入润滑油量约为压缩机理论排气量的0.5%-1%，此润滑油在机器内起润滑冷却、密封及消音作用。
螺杆制冷压缩机油路系统由油分离器油冷却器油泵油粗过滤器油精过滤器油压调节阀组成，它们之间通过管路连接在一起。
第四节螺杆制冷压缩机机组主要技术数据
JZKA125C
JZKA16
JZKA20C
LG20CAB650
转子公称直径（mm）
125
160
200
200
转速（r/min）
2960
理论排量（m3/h）
263
552
1068
1154
压缩机旋转方向（自驱动端看）
顺时针
配用电机功率（KW）标准工况/空闲工况
55/65
100/125
200/250
220/280
制冷调节范围（%）
10-100
吸气管直径（mm）
100
100
150
150
排气管直径（mm）
65
80
125
125
油冷却器进入温度（水）°C
≤32
油冷却器水耗量
5-12
10-15
15-25
20-30
油泵
排量
80
120
120
187
电机功率
2.2
3
3
3
首次加油量
150
200
250
300
噪音
≤86
≤89
≤92
≤92
机组重量
2100
2734
4350
5930
第五节螺杆制冷压缩机正常装配间隙
JZKA12.5C
JZKF12.5C
JZKA16
JZKF216
JZKA20C
JZKF220C
LG20CAB650
LG20F2B620
阳转子外圆和机体孔间的间隙
0.055
0.079
0.08
0.10
0.09
0.125
0.07
0.108
阴转子外圆和机体孔间的间隙
0.0775
0.10
0.08
0.10
0.09
0.125
0.07
0.108
转子排气端和排气端座的间隙
0.04
0.06
0.08
0.10
0.09
0.11
0.08
0.10
转子吸气端和吸气端座的间隙
0.276
0.388
0.30
0.40
0.38
0.406
0.40
0.50
主轴径和主轴承孔间的间隙
0.025
0.0415
0.03
0.046
0.04
0.0525
0.0325
0.0475
主轴承外圆和吸气、排气端座间隙
0.03
0.05
0.016
0.016
0.032
0.032
0.032
0.032
平衡活塞和平衡套间隙
0.03
0.05
0.036
0.065
0.03
0.086
0.036
0.06
滑阀和滑阀座孔的间隙
0.04
0.08
0.018
0.031
0.04
0.084
0.0215
0.043
油活塞和油缸间的间隙
0.06
0.09
0.06
0.13
0.048
0.084
0.05
0.10
阴阳转子的啮合间隙
0.04
0.08
0.08
0.10
0.09
0.11
0.08
0.10
滚动轴承
第一节滚动轴承装置设计
确定一个滚动轴承结构时首先要考虑的是轴承有长的工作寿命、高可靠性和经济性。
为了达到这个目标，设计工程师应详细地列出影响轴承的因素和必须满足的要求。
设计时不仅应正确地选定轴承类型、轴承结构和轴承配置，而且必须考虑轴承周围的组成部件即轴承座、紧固件、密封，特别是润滑，所有这些因素都应列入必须考虑的影响因素。
设计轴承装置时，一般都按照以下步骤：
首先要对所有影响因素进行尽可能准确的分析。
然后选择轴承类型、配置和尺寸，并且考虑其它方案的可能性，之后设计图上就有了一个完整的轴承配置方案，即选定了轴承的技术数据（主要尺寸、公差、轴承间隙、保持架、轴承代号）、相关组件（配合、固定、密封）和润滑，还应考虑轴承的安装和维护。
作为一般的配合轴承公差等级可选择：
轴
孔
球轴承
J5-k5
H7-J7
滚子轴承
k5-m5
H7-M7
第二节轴承游隙
轴承游隙是一个轴承套圈对于另一个套在径向（径向游隙）或轴向（轴向游隙）由一个极限位置到另一个极限位置之间可以移动的距离，在有些类型的轴承中，轴向游隙和径向游隙之间有一定的关联，轴承在安装前的游隙和安装后在一定工作温度下的游隙（工作游隙）是有所不同的，为使轴向定位准确，应使工作游隙尽可能小。
如果轴承套圈和轴或孔间是过盈配合，那么安装后径向游隙和安装前相比有所减少，因此安装前的游隙必须大于工作游隙，此外多数情况下，工作时轴承内圈温度高于外圈这会引起径向游隙的进一步减小。
特殊的安装和工作条件，如内外圈均为过盈配合或轴承内外圈之间温差＞10K，需要有更多的径向游隙组，应借助配合条件选取合适的轴承间隙组。
C2径向游隙小于普通游隙（CN）
C3径向游隙大于普通游隙（CN）
C4径向游隙大于C3组
深沟球径向游隙
公称内径（mm）
游隙组（）
40-50
80-100
180-200
C2
1-11
1-15
2-30
CN
6-23
12-36
25-71
C3
18-36
30-58
63-117
C4
30-51
61-97
107-163
四点接触球轴承轴向游隙
公称内径
游隙组
40-60
100-140
220-260
C2
40-90
70-140
120-200
CN
80-130
120-180
180-240
C3
120-170
160-220
220-300
C4
单列和双列圆柱滚子轴承的径向游隙
公称内径
游隙组
40-50mm
80-100mm
180-200mm
C2
5-35μm
15-50μm
35-90μm
CN
30-60μm
50-85μm
90-145μm
C3
50-80μm
75-110μm
140-195μm
C4
70-100μm
105-140μm
195-250μm
第二节轴承类型及后缀说明
深沟球轴承62202ZR
后缀
M机加工黄铜保持架钢球引导
2RS2RSR双面带密封圈
W203R不锈钢轴承
2Z2ZR双面带防尘盖
单列角接触球轴承轴承代号7220BTVP
后缀
B修改过的内部结构
MP机加工窗式黄铜保持架
TVP玻璃纤维增强尼龙保持架
UA成对安装轴承的通用结构设计O型或X型布置的小轴向游隙轴承组
UO成对安装轴承的通用结构设计O型或X型布置的零游隙轴承组
双列角接触球轴承轴承代号3220M
后缀
B修改的内部结构
DA双半内圈
M机加工黄铜实体保持架、钢球引导
MA机加工黄铜实体保持架，外圈引导
2RSR双面带密封圈
TVH衔扭接头式模制玻璃纤维增强聚酰胺保持架，钢球引导
TVP窗式实体玻璃纤维增强聚酰胺保持架，钢球引导
2ZR双面带防尘盖
主轴轴承普通结构轴承代号BJ1920CTP4SVL
后缀
C接触角=15
E接触角=25
P4S公差等级为P4S
T酚醛树脂实体窗式保持架
VL成对轴承的通用结构，加轻预载的X或O型布置
四点接触球轴承轴承代号QJ220N2MPA
后缀
MPA窗式黄铜实体保持架外圈引导
N2带两个止动槽
TVP窗式玻璃纤维增强型聚酰胺实体保持架钢球引导
调心球轴承轴承代号1220KMC3
后缀C3径向游隙大于普通游隙
K圆锥孔
M钢球引导的机加工黄铜实体保持架
2RS带两端密封盖
TV钢球引导的玻璃纤维增强型聚酰胺尼龙实体保持架
单列圆柱滚子轴承轴承代号NJ220ETVP2HJ220E
后缀
E加强型
MM1滚子引导的机加工黄铜实体保持架
TVP滚子引导窗式玻璃纤维增强型聚酰胺实体保持架
X依据标准更改的内部结构
满滚子圆柱滚子轴承轴承代号NJ2320VHC3
后缀
B外圈上油孔更新和油孔间距更新双半圈
C加强型结构外圈上油孔更新和油孔间距更新双半内圈
C3径向游隙比普通组大
2LS两个密封盖
V满滚子
H自动定位
圆锥滚子轴承轴承代号33020T2CE100
后缀
A内部结构变更
A_NIICA轴向游隙A外圈之间有隔环的两个X型布置的圆锥滚子轴承
B增大的接触角
X外形尺寸采用国际标准
鼓形滚子轴承轴承代号20220KMBC3
后缀
C3径向游隙大于普通组
K圆锥孔
MB机加工黄铜保持架内圈引导
T窗式玻璃纤维增强型聚酰胺实体保持架
圆锥孔调心滚子轴承轴承代号23120EASM
后缀
A内部结构变更
B内部结构变更
D内圈材料为100CrMn6
E内部结构增强型
K圆锥孔锥度1:
12
K30圆锥孔锥度1:
30
M机加工黄铜保持架滚子引导
MA机加工黄铜保持架外圈引导
MB机加工黄铜保持架内圈引导
S外圈带润滑油槽和进油孔
T41A适合于振动载荷的特殊轴承，直径公差带变窄
TVRB窗式玻璃纤维增强型聚酰胺实体保持架内圈引导
推力球轴承轴承代号51120
后缀
FP机加工窗式钢保持架钢球引导
M机加工黄铜保持架钢球引导
SP公差等级SP
推力角接触球轴承轴承代号7603100TVP
后缀
TVP实体窗式玻璃纤维增强型聚酰胺保持架钢球引导
双向推力角接触球轴承轴承代号234420MSP
后缀
M机加工黄铜保持架钢球引导
SP公差等级SP
推力圆柱滚子轴承轴承代号81120LPB
后缀
LPB机加工窗式金属保持架轴引导
MB机加工黄铜保持架轴引导
MPB机加工窗式黄铜保持架轴引导
TVPB模压窗式玻璃纤维增强型轴引导
TVPBI聚酰胺保持架轴引导
推力调心滚子轴承轴承代号29320E
后缀
E最大承载能力结构
MB机加工黄铜保持架轴圈导向
轴承游隙
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