单螺杆压缩机.docx

1、单螺杆压缩机第8章 单螺杆压缩机8.1 工作原理及特点 8.1.1 基本工作原理螺杆和星轮可分为C型（Cylinder）和P型（Plane）最典型的结构为CP型。单螺杆压缩机的主要零部件：基元容积的组成：单螺杆压缩机的主要零部件：单螺杆压缩机原理8.1.2 单螺杆压缩机的特点1） 具有理想的力平衡性螺杆： 星轮：轴向力很小2） 单级容量大，无余隙容积一般，6个螺槽，2个星轮，相当于6缸双作用压缩机3） 高速轻载，易形成流体动力润滑星轮基本不受载荷，只有轴承的摩擦阻力4） 几何形状复杂，啮合副型线的加工精度要求高。单螺杆压缩机与螺杆压缩机的比较：1） 力平衡方面单螺杆压缩机：螺杆承受的径向和轴向

2、气体力可以自动平衡，星轮齿承受气体力，要求星轮齿具有足够的强度和刚度。双螺杆压缩机：螺杆转子承受较大的径向和轴向气体力，要求螺杆具有足够的强度和刚度。2） 驱动方式单螺杆压缩机：与电动机直接联或加带轮。螺杆压缩机：与电动机直联或加带轮，转速较高时须加增速齿轮3） 可靠性方面单螺杆压缩机：单螺杆压缩机的星轮是易损部件，除对星轮材料有较高要求外，星轮还需定期更换。双螺杆压缩机：双螺杆压缩机中没有易损件，无故障运行时间可达48万小时。4） 效率方面单螺杆压缩机：中速（15003500r/min）时效率高，直联，比功率5.96.4KW/（m/min）双螺杆压缩机：高速（30007000r/min）时效

3、率高，加增速齿轮，比功率6.06.6KW/(m/min)。随着运行时间增加，单螺杆压缩机的星轮磨损将导致气量减少和效率降低。5） 噪音和振动方面单螺杆压缩机：力平衡性好、振动小、噪声低，一般为6068dB。双螺杆压缩机：力平衡性差、金属螺杆啮合时有高频噪声，6478 dB。6） 加工设备方面单螺杆压缩机：没有成熟的专用加工设备，进而导致产品的性能不是很稳定。双螺杆压缩机：已有成熟的螺杆专用铣床和磨床，可确保产品性能稳定。7） 维修性单螺杆压缩机：主机机壳采用整体结构后，星轮侧有大窗口，维修方便。双螺杆压缩机：转子轴承寿命较短，更换时须打开机壳，工作量大。8） 适用性方面单螺杆压缩机：由于螺杆受

4、力完全平衡，单螺杆压缩机能在高压下工作，适合用于高排气压力的场合，如高压空气压缩机、制冷压缩机和天然气压缩机等。美国海军认为对于高压无油压缩机而言，单螺杆压缩机是唯一的选择。目前美国是世界唯一拥有高压无油单螺杆压缩机的国家。双螺杆压缩机：由于受到转子刚度和轴承负荷等方面的限制，双螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，如动力用空气压缩机、制冷压缩机和低压天然气压缩机等，排气压力一般不能超过4.5MPa。8.1.3 单螺杆压缩机的发展历史及现状1955年 英国的J.W.Goodyear的“压能变换装置”专利。1960年 法国的B.Zimmern首先提出单螺杆压缩机的设想，并取得发明专利。1963年 B

5、.Zimmern 试制出第一台单螺杆空气压缩机样机并批量生产。此后，日本三井精机等引进专利，进行系列化生产。70年代中期 荷兰的Grasso公司和英国的APV Hall公司将单螺杆压缩机应用于制冷空调领域。并开始由喷油机型发展为喷水、喷制冷剂的新机型。主要的生产厂家：荷兰的Grasso公司、英国的APV Hall公司、美国的Dresserrand、Grimmer schmidt、日本的三井精机、三菱、大金公司等。目前，只有美、日、法、英、荷兰能够生产单螺杆压缩机。国内： 上海施奈德、飞和、乐清、顺德正力精工等。8.2 啮合副型线8.2.1 型线的基本要求双螺杆：单螺杆：1） 润滑性能好要求：相

6、对速度大，接触线法向方向的相对曲率半径大二次包络型线，形成两条接触线，中间的洼斗构成油腔，油膜强度高。2） 密封泄漏途径：L1星轮齿顶与螺槽底交线L2、L4星轮齿侧与螺槽交线L3、L5星轮齿根前后侧泄漏小孔L6星轮顶面和气缸间的泄漏线L7、L8螺槽前后侧表面螺旋线与气缸间的间隙泄漏L9螺杆密封圆柱段与气缸间间隙的泄漏3） 加工以星轮的一个齿形作为刀具，加工螺杆。加工星轮8.2.2 基本型线类型辛麦恩第一类型线（直线包络）：加工简单、泄漏少、磨损快辛麦恩第二类型线（圆柱包络）：加工螺杆简单、效率高（可以用回转刀具加工）；接触线不断变化，磨损小；泄漏孔较大，容积效率下降。辛麦恩第二类型线（圆台包络

7、）：泄漏孔面积减小二次包络型线：以螺杆作刀具包络出的共轭曲面作为星轮齿侧工作面。二次包络型线啮合时，在一定转角范围内存在两条瞬时接触线。润滑好。8.3 单螺杆压缩机的结构概述8.3.1 机壳螺杆、星轮靠即可保证相互的位置精度。机壳的结构可分为剖分式与整体式两种。剖分式： 加工、装配方便。 需要采取特殊的密封措施。 不易保证啮合副与气缸间的间隙。整体式： 机壳承压强度高。 密封性能好。 只要保证加工精度，则好装配。 加工较困难。8.3.2 螺杆、星轮啮合副螺杆：通常在进气端有一倒锥，增加进气流通面积；排气端有一段密封圆柱段，以密封高压气体。星轮：星轮属于高速轻载，易发生冲击和振动。采用浮动星轮后，只有星轮片发生冲击，能够减轻冲击质量，从而有效的减少星轮的摩擦磨损，提高运行可靠性。弹性星轮：每个星轮齿做成单独的弹性镶嵌件弹性镶嵌件的作用相当于活塞环，靠离心力、弹簧力及气体压力使螺杆和星轮齿间密封。缺点：结构复杂、制造困难。材料选择：（主要考虑啮合副间的摩擦系数）螺杆：球墨铸铁、铸铝合金、青铜等。星轮：球墨铸铁（整体式）、复合塑料或铸钢外面模塑尼龙或酚醛树脂（浮动星轮）。弹性星轮的镶嵌齿采用耐高温的热塑性工程塑料。8.3.3 轴承因作用力小，可选用普通轴承。