第四章5螺杆压缩机-4.7吸排气孔口设计(2学时)

1、4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计 吸、排气孔口设计思路1.基元容积变化过程Vf图2.基元容积内部压力变化过程3.确定吸、排气孔口的转角范围4.孔口的参数、结构设计 原则1.减少吸、排气封闭容积2.齿间容积获得最大程度吸气3.流动损失小 这也是回转式压缩机吸、排气孔口设计的一般步骤第第4章章 螺杆压缩机螺杆压缩机AWA02A01OO21.11n 转角基准位置转角基准位置n 规定阴转子即将侵入阳转子齿间容积时（压缩规定阴转子即将侵入阳转子齿间容积时（压缩开始点），阳转子的转角为零，开始点），阳转子的转角为零，j j1 1=0=0n 与齿形、齿数比有关 4.7.1齿间容积的变化过程及扭角系数齿间

2、容积的变化过程及扭角系数 4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计AWA02A01OO21.11齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间面积的侵占过程齿间面积的侵占过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计当阳

3、转子转动当阳转子转动j j1k= +2p p/z1时，时，端面上端面上的一对齿间面积经历开始被侵占到完全的一对齿间面积经历开始被侵占到完全被侵占的过程被侵占的过程 齿间面积的变化过程齿间面积的变化过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计112zkpjAWA02A01OO21.11 齿间面积的变化过程齿间面积的变化过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计112zkpj进气端进气端 齿齿间面积侵占间面积侵占接触线向排接触线向排气端推移气端推移排气端排气端 齿齿间面积侵占间面积侵占1）齿间容积的变化过程）齿间容积的变化过程n第一阶段第一阶段0，j j1k，接触线的形成阶段，接触线的形成阶段 T1阳转

4、子的螺距阳转子的螺距n第二阶段第二阶段j j1k ，t t1z，接触线向排气端推，接触线向排气端推移阶段移阶段n第三阶段第三阶段t t1z ，t t1zj j1k排气端面齿间面排气端面齿间面积侵占（接触线解脱）积侵占（接触线解脱）krrrASTVVV11001212jjp jjjtpjdAASTVVVVrkzrrrr10110013212 jjpjdATVrr101124.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计n因转子互相侵入，齿间容积的因转子互相侵入，齿间容积的减小值减小值1）齿间容积的减少过程）齿间容积的减少过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计1110()()2rrrVVTAdjjjjpn位

5、于接触线一侧的齿间容积从最大值减少到位于接触线一侧的齿间容积从最大值减少到零；另一侧则从零扩大到最大值。零；另一侧则从零扩大到最大值。1）齿间容积的变化过程）齿间容积的变化过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计本图是否有不本图是否有不合理之处？合理之处？(8-42)(8-42)AWA02A01OO21.11t1z-j1k-2p+2VV0=A0L00t1z+j1kn位于接触线一侧的齿间容积从最大值减少到位于接触线一侧的齿间容积从最大值减少到零；另一侧则从零扩大到最大值。零；另一侧则从零扩大到最大值。1）齿间容积的变化过程）齿间容积的变化过程4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计三个阶段的容积随转

6、角变化率不同；大部分转角范围j1kt1z，呈线性关系，使工作过程平稳以阳转子为准：2p+2-2p+-(w1/w2)(2p/z2+q/2-02)n知道基元容积的变化规律后，即，在什么转知道基元容积的变化规律后，即，在什么转角（位置），基元容积（齿间容积）达到最大角（位置），基元容积（齿间容积）达到最大值，在什么转角（位置），基元容积（齿间容值，在什么转角（位置），基元容积（齿间容积）开始扩大。积）开始扩大。n还需要知道基元容积的最大值是多少还需要知道基元容积的最大值是多少? ?n扭角系数就是表征基元容积所能达到的最大扭角系数就是表征基元容积所能达到的最大值。值。2）扭角系数）扭角系数4.7 吸排

7、气孔口设计吸排气孔口设计n从基准位置开始，进气端面开始啮合，齿间从基准位置开始，进气端面开始啮合，齿间容积开始变小，至齿间容积变为零时，阳转子容积开始变小，至齿间容积变为零时，阳转子转动转动j j1k+t t1z的角度；阳转子转动的角度；阳转子转动j j1k+t t1z+ 后，后，与阴转子与阴转子完全解啮完全解啮。n阳转子转动阳转子转动2p p角度后，当前齿的齿间容积又角度后，当前齿的齿间容积又开始被侵占；开始被侵占；n如果，如果， j j1k+t t1z+ = 2p?p?n如果，如果， j j1k+t t1z+ 2p?p?n若若j j1k+t t1z + 2p?p?2）扭角系数）扭角系数4.

8、7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计齿间容积的最大值齿间容积的最大值Vmax=A01L+A02L2）扭角系数）扭角系数4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计max0VVCjjV0Vmax=A01L+A02LV0-2p123. .j j1k+t t1z+ 2p pn通常阳转子的扭转角通常阳转子的扭转角t t1z1z范围为：范围为：250250300300度，度，扭角系数扭角系数C Cj j为为0.970.971.01.0扭角系数扭角系数4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计表8-8 常见型线的扭角系数阳 转 子扭转角双 边 对称 圆 弧型线单边不对称摆线销齿圆弧型线SRM-A型线G HH 型线SRM-D

9、型线日立型线2401.00.99890.99921.00.99951.02700.9960.99050.99070.99760.99160.99873000.97690.9710.97110.98410.97260.987n双螺杆压缩机的进排气压力如何确定？双螺杆压缩机的进排气压力如何确定？n内压比与外压比的关系内压比与外压比的关系n内容积比与内压比的关系内容积比与内压比的关系4.7.2 内容积比及内压力比内容积比及内压力比4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计n内容积比的定义及其影响因素内容积比的定义及其影响因素n当压缩过程终止与第当压缩过程终止与第IIII阶段时阶段时4.7.2 内容积比及内

10、压力比内容积比及内压力比4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计riVVVVVmax00ptj2/1100TACVz10011()2851 55rckTVSAjjp0011110ASCVVkczzijjttjn第一阶段的转角第一阶段的转角j j1kq齿数齿数z z增加，增加， j j1k急剧下降。内容积比提高。急剧下降。内容积比提高。因此，高内容积比的机器采用多齿。因此，高内容积比的机器采用多齿。l内压缩转角内压缩转角j j1cq增加增加j j1c ，可，可提高提高内容积比，但给排气孔口内容积比，但给排气孔口设计带来困难设计带来困难l扭转角扭转角q扭转角减小，将使得容积的变化更加剧烈，扭转角减小，

11、将使得容积的变化更加剧烈，也会使排气孔口偏小。也会使排气孔口偏小。内容积比的影响因素内容积比的影响因素4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计0011110ASCVVkczzijjttjn内压缩终了压力与吸气压力之比内压缩终了压力与吸气压力之比l对固定的压缩机，有固定的内容积比；但随对固定的压缩机，有固定的内容积比；但随工质不同，内压比不同。工质不同，内压比不同。l常用内压比区分螺杆空气压缩机常用内压比区分螺杆空气压缩机l螺杆制冷压缩机和工艺压缩机中，常用内容螺杆制冷压缩机和工艺压缩机中，常用内容积比的概念。积比的概念。内压比内压比4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计kkisiiVVppt0mmi

12、siiVVppt0n实现预定的内压缩实现预定的内压缩l吸气孔口实现吸气孔口实现最大程度的充气最大程度的充气；排气孔口应使；排气孔口应使气体尽可能全部排出气体尽可能全部排出l孔口面积尽可能大，气流通道呈流线型孔口面积尽可能大，气流通道呈流线型l阴阳螺杆一对齿间容积同时与吸排气孔口通断阴阳螺杆一对齿间容积同时与吸排气孔口通断l避免吸排气孔口间产生泄漏通道。避免吸排气孔口间产生泄漏通道。吸排气孔口吸排气孔口不应处于啮合线范围内不应处于啮合线范围内l吸排气孔口设计应尽量避免产生封闭容积。吸排气孔口设计应尽量避免产生封闭容积。吸排气孔口的设计原则吸排气孔口的设计原则4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计轴

13、向吸气孔口轴向吸气孔口吸气开始角吸气开始角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计n阳螺杆轴向吸气角阳螺杆轴向吸气角（以两转子中心连线（以两转子中心连线O1O2为基准，为基准，基元容积最大处吸气）基元容积最大处吸气）n齿间容积的齿间容积的后方齿后方齿的齿顶径线来表征，顺螺的齿顶径线来表征，顺螺杆旋向。杆旋向。轴向吸气孔口轴向吸气孔口吸气结束角吸气结束角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计11122121szzpppAWA02A01OO21.11nj j1k+t t1z+ 2p p时的时的阳螺杆轴向吸气角阳螺杆轴向吸气角（以两转（以两转子中心连线子中心连线O1O2为基准，基元容积最大处吸气）为基准，

14、基元容积最大处吸气）轴向吸气孔口轴向吸气孔口吸气结束角吸气结束角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计11121szpjAWA02A01OO21.11jV0Vmax=A01L+A02LV0-2p123j1122zktjpjnj j1k+t t1z+ 2p p时的时的阳螺杆轴向吸气角阳螺杆轴向吸气角（以两转子以两转子中心连线中心连线O1O2为基准，基元容积最大处吸气）为基准，基元容积最大处吸气）n此时，阳转子齿间容积早已达到最大值，为此时，阳转子齿间容积早已达到最大值，为减减少进气加热少进气加热，取，取 j j为为 j j1k+t t1z+ 2p p0 0轴向吸气孔口轴向吸气孔口吸气结束角吸气结束

15、角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计jV0Vmax=A01L+A02LV0-2p123jl 阴螺杆轴向吸气角阴螺杆轴向吸气角（以两转子中心连线（以两转子中心连线O1O2为基准）为基准）q度量方法：阴螺杆齿的槽底径线来表征，度量方法：阴螺杆齿的槽底径线来表征，顺螺杆旋向（顺螺杆旋向（i=z1/z2）轴向吸气孔口轴向吸气孔口吸气结束角吸气结束角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计2121121222212sssssiiiizzzpppp 1sAWA02A01OO21.112sl 若若阴转子阴转子齿间容积吸气端齿间容积吸气端开始被侵占开始被侵占时，其时，其排气端早已脱离啮合，则排气端早已脱离啮合，

16、则2 2 02 d d d d2att2z2p p，此，此时时阴螺杆轴向吸气角阴螺杆轴向吸气角（以两转子中心连线（以两转子中心连线O1O2为基准）为基准）q阴螺杆阴螺杆最大最大参考吸气角参考吸气角q阴螺杆阴螺杆最小最小参考吸气角参考吸气角q考虑考虑气流滞后气流滞后可比可比 2s2s稍大，但因稍大，但因吸气加热吸气加热，不宜取最大值不宜取最大值 2smax2smax，甚至取比甚至取比 2s2s 小的值。小的值。轴向吸气孔口轴向吸气孔口吸气结束角吸气结束角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计2 min2022szatd02max22dpsq度量方法：阴螺杆齿的槽底径线来表征，度量方法：阴螺杆齿的槽

17、底径线来表征，顺螺杆旋向（顺螺杆旋向（4/64/6齿的情况齿的情况）阴螺杆轴向吸气角阴螺杆轴向吸气角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计21222156 120ssizp 1234sq度量方法：阴螺杆齿的槽底径线来表征，度量方法：阴螺杆齿的槽底径线来表征，顺螺杆旋向（顺螺杆旋向（4/64/6齿的情况齿的情况）转转156156后的齿形后的齿形阴螺杆轴向吸气角阴螺杆轴向吸气角4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计1234s21222156 120ssizp 轴向吸气孔口轴向吸气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计WS2S11234567轴向吸气孔口轴向吸气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计

18、径向吸气孔口径向吸气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计B1B2B3A3A2A1排气端面吸气端面ABb )O2O12s1s吸气孔口吸气孔口 n轴向排气孔口的开设保证气体在齿间容积实轴向排气孔口的开设保证气体在齿间容积实现预定的内压缩现预定的内压缩n阳螺杆轴向排气角阳螺杆轴向排气角：齿间容积的：齿间容积的前方齿前方齿的齿的齿顶径线来表征，逆螺杆旋向。顶径线来表征，逆螺杆旋向。轴向排气孔口轴向排气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计OO12d2d112345678l从进气结束开始压缩，转子转动从进气结束开始压缩，转子转动j j1c1c角度后，角度后，开始排气开始排气l进气结束时，进气结束时

19、，进气端进气端前方齿前方齿的齿顶径线与的齿顶径线与O1O2的角为的角为: :2p p- 1s-2p p/z1；l进气结束时，进气结束时，排气端排气端前方齿前方齿的齿顶径线与的齿顶径线与O1O2的角为的角为: :（2p p- 1s-2p p/z1) +t t1z；阳螺杆轴向排气角阳螺杆轴向排气角开始开始4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计1111122dszczpptjWS2S11234567OO12d2d1123456781111122dszczpptjWS2S11234567n阴螺杆轴向排气角阴螺杆轴向排气角q度量方法：阴螺杆度量方法：阴螺杆前方齿前方齿的的槽底径线槽底径线来来表征，逆螺杆旋

20、向。表征，逆螺杆旋向。轴向排气孔口轴向排气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计2122ziddpOO12d2d112345678轴向排气孔口轴向排气孔口排气结束排气结束4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计OO12d2d112345678n减少、消除排气封闭容积减少、消除排气封闭容积n排气孔口靠近靠近两转子的中心线，排气结束角为零排气孔口靠近靠近两转子的中心线，排气结束角为零轴向排气孔口位置及形状轴向排气孔口位置及形状4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计VV34OO214.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计轴向排气孔口形状轴向排气孔口形状径向排气孔口径向排气孔口4.7 吸排气孔口设计吸排气孔口设计ABOO12Wd1d201A1A2B2B1排气端面内压比高内压比高时无法布时无法布置径向排置径向排气孔口气孔口课本课本图图8-52中，阳螺杆中，阳螺杆为为左旋左旋，本，本图阳螺杆为图阳螺杆为右旋右旋排气孔口排气孔口 4.9 容量及内容积比调节2012.4容量调节 螺杆压缩机调节流量的方式：螺杆压缩机调节流