《螺杆压缩机教材》word版

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1、第9章螺杆压缩机螺杆压缩机是瑞典人于1934年发明的，其最初目的是用于柴油机和燃气轮机的增压。20世纪60年代以前，螺杆压缩机的发展非常缓慢，只在军事装备中有高速、无油的螺杆压缩机得以应用。之后，喷油技术应用到螺杆压缩机中，降低了对螺杆转子加工精度的要求，对压缩机的噪声、结构、转速等都产生了有利作用。目前，喷油螺杆压缩机广泛应用于空气动力、制冷空调等领域，无油螺杆压缩机广泛应用于石油、化工、食品、医药等领域。9.1基本组成及工作原理9.1.1基本组成螺杆压缩机通常指的是双螺杆压缩机，基本组成如图9－1所示。在“∞”57字形的气缸内平行地安装着两个相互啮合的螺旋形转子。通

2、常把节圆外具有凸齿的转子称为阳转子（或称主动转子），把节圆内具有凹齿的转子称为阴转子（或称从动转子）。气缸的两端用端盖封住，支承转子的轴承安装在端盖的轴承孔内。转子上每一个螺旋槽与气缸内表面所构成的封闭容积即是螺杆缩机的工作容积。在压缩机体的两端，分别开设有一定形状和大小的吸排气孔口，呈对角线布置。此外，还有轴封，同步齿轮、平衡活塞等部件。9.1.2工作原理螺杆压缩机属于容积式压缩机。螺杆压缩机的工作循环可分为吸入、输气、压缩和排气四个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，为简单起见，这里只分析其中的一对齿的工作原理。1.吸入过程和输气过程（或统称

3、为吸气过程）图9－2示出螺杆压缩机的吸气过程，所分析的一对齿用箭头标出。在图9－2中，阳转子按逆时针方向旋转，阴转子按顺时针方向旋转，图中的转子端面是吸气端面。机壳上有特定形状的吸气孔口，如图中粗实线所示。图9－2螺杆压缩机的吸气过程(a)吸气过程即将开始(b)吸气过程中(c)吸气过程结束图9－2（a）示出吸气过程即将开始时的转子位置。在这一时刻，这一对齿前端的型线完全啮合，且即将与吸气孔口连通。随着转子开始运动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大，在其内部形成了一定的真空，而此齿间容积又仅与吸气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中，如图9－

4、2（b）中阴影部分所示。在随后的转子旋转过程中，阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大，并与吸气孔口保持连通。吸气过程结束时的转子位置如图9－2（c）所示，其最显著的特征是齿间容积达到最大值，随着转子的旋转，所分析的齿间容积不会再增加。齿间容积在此位置与吸气孔口断开，吸气过程结束。2.压缩过程57图9－3示出螺杆压缩机的压缩过程。这是从上面看相互啮合的转子。图中的转子端面是排气端面，机壳上的排气孔口如图中粗实线所示。在这里，阳转子沿顺时针方向旋转，阴转子沿逆时针方向旋转。图9－3螺杆压缩机的压缩过程(a)压缩过程即将开始(b)压缩过程中(c)压缩过程结束

5、、排气过程即将开始图9－3(a)示出压缩过程即将开始时的转子位置。此时，气体被转子齿和机壳包围在一个封团的空间中，齿间容积由于转子齿的啮合就要开始减小。随着转子的旋转，齿间容积由于转子齿的啮合而不断减小。被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减小，导致压力升高，从而实现气体的压缩过程。如图9－3(b)所示。压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气孔口连通之前，如图9－3(c)所示。3.排气过程图9－4示出螺杆压缩机的排气过程。齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出[图9－4（a）]。这个过程一直持续到

6、齿末端的型线完全啮合[图9－4（b）]。此时，齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出，封闭的齿间容积的体积将变为零。图9－4螺杆压缩机的排气过程57(a)排气过程中(b)排气过程结束从上述工作原理可以看出，螺杆压缩机是一种工作容积作回转运动的容积式气体压缩机械。气体的压缩依靠容积的变化来实现，而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到目的。与活塞式压缩机的区别，是它的工作容积在周期性扩大和缩小的同时，其空间位置也在变更。只要在机壳上合理地配置吸、排气孔口，就能实现压缩机的基本工作过程——吸入、输气、压缩及排气过程。9.1.3螺杆压缩机的优、缺点就气体压

7、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。就主要部件的运动形式而言，又与透平压缩机相似。所以，螺杆压缩机同时兼有上述两类压缩机的特点。螺杆压缩机的主要优点：(1)可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，大修间隔期可达4～8万小时。(2)操作维护方便。操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。(3)动力平衡性好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平衡地高速工作，可实现无基础运转，特别适合用作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积小。(4)适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，排