1、螺杆式制冷压缩机的工作原理及结构 螺杆式制冷压缩机的工作原理及结构 ?第一节 螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同,螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。 与活塞压缩机相比,螺杆式制冷压缩机有以下优点: a.体积小重量轻,结构简单,零部件少,只相当于活塞压缩机的 1/3 1/2; b.转速高,单机制冷量大; c.易损件少,使用维护方便; d.运转平稳,振动小; e.单级压比大,可以在较低蒸发温度下使用; f.排气温度低,可以在高压比下工作; g.对湿行程不敏感; h.制冷量可以在 10% 100%之间无级调节; i.操作方便,便于实现自动控制; j
2、.体积小,便于实现机组化。 缺点: 转子、机体等部件加工精度要求高,装配要求比较严格; 油路系统及辅助设备比较复杂;因为转速高,所以噪声比较大。 2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆(压缩机)是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子,阴转子为 凹型,阳转子为凸型。随着转子按照一定的传动比旋转,转子基元容积由 于阴阳转子相继侵入而发生改变。侵入段(啮合线)向排气端推移,于是 封闭在沟槽内的气体容积逐渐缩小,压力逐渐升高,压力升高到一定值 (或者说转子旋转到一定位置)时,齿槽(密闭容积)与排气孔相通,高压气体排出压缩机,进入油分离器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系
3、 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机,吸、排气孔的打开和关闭 完全为几何结构决定的,即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的,即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气 腔的压力决定的。 内容积比: Vi=VS/Vd VS 吸气终了时的容积, Vd 压缩终了时的容积 内压力比: Za = Pd / P0 Pd 压缩终了压力, P0 吸入压力 可见,内压比是由内容积比决定的。所以,压缩终了压力 Pd 是由吸气 压力和内容积比决定的。 外压力比: Zy = Py / P0 Py 排气背压力,或者说冷凝压力 外压比是由蒸发温度和冷凝温度决定的,即由运行工况所决定的。 当
4、压缩机内压比小于外压比时(内容积比小),压缩终了压力小于冷凝压 力,气体进入排气口后不能排出压缩机,会受到下一个齿槽排出的气体继 续压缩(等容压缩),直到压力达到冷凝压力时,才会排出排气口,进入 排气管路;当压缩机内压比大于外压比时(内容积比大), 压缩终了压力大于冷凝压力,气体进入排气口后压力迅速降低至冷凝压力 (等容膨胀)。不论是等容压缩还是等容膨胀,都会使压缩机功耗增加。 因为一台压缩机的内压比一般都是固定的,而工况的变化会导致内、外压 比不一致。所以在选用压缩机时,应选用内压比与使用工况对应的外压比 相同或接近的,才能获得节能。 常用的调节内压比的办法有: 更换具有不同开口位置的滑阀(
5、滑阀上开有径向排气口),通过改变排气 口位置来改变内压比; 采用具有可以调节内容积比的压缩机(可调内容积比螺杆压缩机)。 第二节 螺杆式压缩机的结构 螺杆制冷压缩机一般可分为机体部件、转子部件、滑阀部件、轴封部件和 联轴器部件。 1)机体部件 机体部件主要是由机体、吸气端座、吸气端盖 排气端座、排气端盖及轴封压盖等零件组成。 机体:机体内设有 字形空腔,容纳转子,是压缩机的工作汽缸。机体内 腔上部设有径向吸气口。机体下部有一部分缸壁被镗掉用于放置滑阀。要 使压缩机压缩气体的效率高,就要求机体孔与转子之间的间隙必须严格保 证。滑阀端部与机体的配合要严密,组装时需经钳工研合。 吸气端座:吸气端座上
6、部设有轴向吸气孔口,气体进入压缩机的通道。吸 气端座有三个呈三 角形排列的孔,上部两个是安装主轴承的,下面一个是滑阀油活塞的 工作油缸。安装主动转子主轴承孔口外侧安装平衡活塞套。 排气端座:排气端座下部的孔口是气体压缩终了的轴向排气口。排气 端座上主轴承孔的外侧安装止推轴承,用轴承压盖将止推轴承外圈压在排 气端座上。 吸气端座、机体、排气端座的相对位置是三体找正后靠它们之间的定位销 来确定。 即使是同一型号机器的各部件也不能随意搭配。 机体部件中的 各零件的端面相互是严密贴合的,通过橡胶圈或厌氧胶密封。吸、排气端 座主轴承孔及机体孔之间同心是保证转子能正常工作的重要条件。 2)转子部件 转子部
7、件由主动转子(一般为阳转子)、从动转子(一般为阴转子)、主 轴承 、止推轴承、轴承压盖、平衡活塞以及平衡活塞套等零件组成。 阴、阳转子是螺杆压缩机中最核心的零件。转子的加工精度、形位公差要 求都很高,精加工后还必须做动平衡试验方可使用。主动转子通过联轴器 与电机直联,并带动从动转子旋转。 主轴承一般采用滑动轴承,又叫主轴瓦,是支撑转子、承担径向力。主轴 承内表面衬有一层耐磨合金,磨损较大或拉毛、拉伤时应更换。主轴承在 工作中靠润滑油润滑,各油路必须通畅。更换新轴承时要采取“刮花 ” 处理。 止推轴承:每个转子上一般装有一对止推轴承,而且是经过游隙测定后相 反方向安装。止推轴承是克服转子工作时产生的轴向力(排气端压向吸气 端),并保持转子端面与吸、排气端座保持一定的间隙。转子排气端面与 排气端座的间隙是靠调整垫的厚度来调整的。如果测量排气端间隙大,则磨薄调整垫;如果测量排气端间隙小,则更换调整垫或增加一个调整垫。 止推轴承的内圈是通过圆螺母及防松垫片(俗称王八垫)固定在转子上, 外圈是通过轴承压 盖压紧在排气端座上。装配轴承压盖时要注意用力均匀,并随时盘动转子 检查是否盘车过紧。把紧轴承压盖后,要测量转子的轴向和径向的串动量。此时,转子的轴向串动量应为0 ,径向串动量应小于 0.005mm。
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