第9章 螺杆压缩机

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螺杆压缩机的基本组成及工作原理9.1.1 基本组成螺杆压缩机有单螺杆、双螺杆之分,常用的是双螺杆压缩机，现在以无油双螺杆压缩机为例,介绍其基本组成,如图9-1所示。 图9-1 无

2、油螺杆压缩机1-径向轴承；2-止推轴承；3-同步齿轮；4-同步齿轮；5-止推轴承；6-出口壳体盖;7-轴密封；8-冷却水套；9-中间壳体；10-阴转子；11-轴密封；12-径向轴承；13-入口壳体盖；14-轴密封；15-阳转子在“”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）。中间壳体的两端用端盖封住，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中间壳体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

3、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,其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（或统称为吸气过程）在图9-2中，所分析的一对齿用箭头标出,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。 (a) (b) (c)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）所示是吸气过程即将开始时的转子位置。在这一

4、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9-2（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.压缩过程图9-3所示是螺杆压缩机的压缩过程。这是从上面看相互啮合的

5、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。 (a) (b) (c)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、排气过程即将开始图9-3(a)所示是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

6、，如图9-3(c)所示。3.排气过程图9-4所示是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，如图9-4（a）所示。这个过程一直持续到齿末端的型线完全啮合，如图9-4（b）所示。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。(a) (b)图9-4 螺杆压缩机的排气过程(a)排气过程中 (b)排气过程结束9.1.3 螺杆压缩机的优、缺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48万小时。(2)操作维护方便。操作人员

7、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。(4)适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，在宽广的范围内能保护较高的效率。(5)多相混输。螺杆压缩机的转子齿面间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可压送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等。螺杆压缩机的主要缺点：(1)造价高。螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具，在价格昂贵的专用设备上进行加工。(2)不能用于高压场合。由于受到转子刚度等方面限制，螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不能超过4.5MPa。(3)不能制成微型机。螺杆压缩机依靠间隙密封气体，目

8、前一般只有容积流量大于0.2m3/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能。9.2 螺杆压缩机的分类螺杆压缩机有多种分类方法：按运行方式的不同，分为无油压缩机和喷油压缩机两类；按被压缩气体种类和用途的不同，分为空气压缩机、制冷压缩机和工艺压缩机三种；按结构形式的不同，分为移动式和固定式、开启式和封闭式等。常见的螺杆压缩机分类见下面：在无油螺杆压缩机中，气体在压缩时不与润滑油接触。无油螺杆压缩机的结构见本章图9-1所示，它的转子不接触，相互间存在间隙，阳转子通过同步齿轮带动阴转子高速旋转。在喷油螺杆压缩机中，润滑油被喷入所压缩的介质中，起着润滑、冷却的作用。图9-5为喷油螺杆压缩机结构图，它不设同步

9、齿轮，由阳转子直接带动阴转子旋转。喷油螺杆压缩机和喷水（或其它非油冷却介质）螺杆压缩机又统称湿式螺杆压缩机。干式螺杆压缩机与湿式螺杆压缩机的区别在于：干式机在工作腔中只有受压缩气体，机壳一般设有冷却水套，两螺杆由同步齿轮传动；湿式机在工作腔内喷入润滑油或纯净水进行内冷却,有些是喷入被压缩介质液体进行内冷却。当喷入的为润滑油时，两螺杆可以依靠自身的啮合副传动，当喷入不具备润滑性能的液体时，仍需应用同步齿轮。 图9-5 喷油螺杆压缩机1阴转子；2径向轴承；3平衡活塞；4阳转子；5中间壳体；6径向轴承；7轴密封；8壳体盖；9止推轴承；10排出口；11卸载器；12卸载器推杆；13吸入口；14卸载器阀9

10、.3螺杆压缩机的技术参数9.3.1转子型线种类转子型线种类对螺杆压缩机的性能具有重要的影响，型线种类的区别在于采用不同的组成齿曲线。第一代和第二代转子型线通常是“线”密封的型线，即其组成齿曲线中含有“点”，这些点沿转子的长度方向便形成了一条密封线。第三代和以后的各种新的不对称型线，一般都是“带”密封的型线，即其组成齿曲线中不再含有“点”，而都是“曲线段”，这些曲线段沿转子长度方向便形成了有一定宽度的密封带。“带”密封型线的性能明显优于“线”密封型线，特别是在高压比工况或转子直径较小的中小型螺杆压缩机中，这种“带”密封型线的优势更为明显。9.3.2转子齿数在通常的使用条件下，螺杆压缩机阳/阴转子

11、的齿数一般在3/310/11之间，最常用的是3/4、4/5、4/6、5/6、5/7、6/8等。图9-6示出3/4、4/6、和6/8的三种齿数组合。对于图9-6（a）所示的3/4组合形式，其转子直径较小，因此具有泄漏线长度与容积量之比较小的优点，可使压缩机具用较高的效率，但其抗弯刚度却较差。由于3/4组合形式的阴转子直径很小，当压差太大时，它将会产生较大的弯曲变形，甚至与机体相接触。所以，这种形式多用于压差较小的应用场合，如物料输送、多级压缩机的低压级等。与3/4的形式正好相反，对于图9-6（b）所示的6/8组合方案，转子直径较大，因此泄漏线长度也较长，导致压缩机的效率较低。但由于其阴转子直径较

12、大，故抗弯能力较强。所以，这种形式可以适用于压力差很大的场合，例如高压差的螺杆工艺压缩机和微小型的螺杆制冷压缩机等。图9-6（c）所示的4/6组合形式转子刚度适中，并且阴阳转子的刚度相近，压缩机的效率也较高。因此获得了较为广泛的应用。 （a） （b） （c）图9-6 不同的转子齿数组合（a）3/4组合 （b） 6/8组合 （c）4/6组合9.3.3转子啮合间隙、端面间隙和齿顶间隙在螺杆压缩机中，阴阳转子间沿接触线的啮合间隙，对压缩机的性能具有重要的影响。这是因为接触线两侧的压力差较大，通过此泄漏通道的泄漏，占了整个泄漏损失的绝大部分。图9-7示出不同阳转子齿顶速度Vm时，压缩机的容积效率v和绝

13、热效率ad随转子啮合间隙的变化情况。从中可以看出，随着啮合间隙的增大，两种效率都呈线性下降。特别是在齿顶速度低的情况下，效率下降更快。一般情况下，啮合间隙每增大0.01mm，容积效率就要下降1%3%。啮合间隙的具体数值主要取决于转子的尺寸和材料，一般可按0.03%0.08%D选取（D为转子外径）。螺杆压缩机中吸气端面基本不存在压力差，因此吸气端的间隙显得无关紧要。但在排气端面却有从排气压力到吸气压力的压力差，这意味着排气端间隙非常重要。所以在螺杆压缩机装配中，所有为防止热膨胀而预留的间隙都放在吸气端，以便把这种膨胀对排气端间隙的影响减到最小。起轴向定位作用的推力轴承一般总是放在排气端，因此影响

14、排气端面间隙的只是排气端面与推力轴承间一段轴的膨胀。转子排气端面间隙的一般取值范围为0.010.10mm。阴阳转子的齿顶与其气缸孔之间也要留有一定的间隙，以补偿转子变形和加工误差，其数值通常在0.010.10mm之间。 (a) (b)图9-7 容积效率和绝热效率与啮合间隙的关系(a) 容积效率与啮合间隙的关系； (b) 绝热效率与啮合间隙的关系直线表示v40m/s; 点划线表示v30m/s; 虚线表示v20m/s9.3.4压力比和压力差压力比和压力差是影响螺杆压缩机尺寸、重量和性能的主要参数，当压力比和压力差太大时，就需采用多级压缩的配置形式。排气温度是限制压缩机压力比的主要因素。在无油螺杆压

15、缩机中，假设从常温、常压下吸入双原子气体，如果压力比为4，则压缩机的排气温度将高达200以上。此时转子的热变形会很大，可能导致转子接触损伤，造成严重事故。所以，无油机器单级的压力比一般应小于4。压力差也是限制压力比提高的又一重要因素，螺杆压缩机所能承受的压力差，主要取决于转子长径比和阴阳转子的齿数组合。对于常用的阴阳转子齿数分别为6和4压缩机，当长径比2.2时，只能承受1.0MPa的压差。当长径比减小为1.1时，就能承受3.5 MPa的压差。当阴阳转子的齿数分别增大到8和6时，转子长径比为1.1的螺杆压缩机所能承受的压差就可达到5.0 MPa。9.3.5排气压力和吸气压力螺杆压缩机可以达到的排

16、气压力主要取决于其机体结构、转子长径比及所用材料等因素。对于阴阳转子齿数分别为6和4的压缩机，当转子长径比为1.65，机体材料为普通灰铸铁时，可以达到2.5MPa的排气压力。若将转子长径比减小1.1，机体材料变为球墨铸铁或铸钢时，就可以达到4.5MPa的排气压力。近年来在开发高压喷油螺杆压缩机方面已取得了较大的进展，已有机器能达到9.0MPa排气压力。螺杆压缩机通常都具有固定的内容积比，当吸气压力升高时，其内压缩终了压力可能会远远大于实际的排气压力，从而导致各种故障的产生。所以螺杆压缩机的最大吸气压力应根据其所能承受的排气压力、内容积比以及被压缩介质进行确定。在一般情况下，螺杆压缩机的吸气压力

17、应小于3.0 MPa。9.4螺杆压缩机的结构特点9.4.1机体机体是螺杆压缩机的主要部件。它由气缸及端盖组成。转子直径较小时，常将排气端盖或吸气端盖与气缸铸成一体，转子顺轴向装入气缸。在较大的机器中，气缸与端盖是分开的。有的大型螺杆压缩机气缸设水平剖分面，这种结构便于机器的拆装和间隙的调整。端盖有整体式结构的，也有中分式结构的，端盖内置有轴封、轴承，同时还兼作同步齿轮的箱体。螺杆压缩机的机体多采用如图9-8所示的单层结构，必须以加强肋的形式对机体外部进行加强，以避免发生变形或开裂。机体有时也采用如图9-9所示的双层壁结构，不需要特别的加强肋措施。双层壁结构还有一个优点，就是第二层壁同时又是一个

18、隔音板，它能使传播到机器外的噪声有所降低。双层壁结构的压缩机多用于高压力的场合。图9-8 单层壁结构机体 图9-9 双层壁结构机体特别是在如图9-10所示的封闭式螺杆压缩机中，通常将润滑油的油箱内置于双层壁的机体之内，更能使机器的噪声大幅度下降。无论何种结构的机体，都应具有良好的刚度。 图9-10 封闭式压缩机的双层壁结构机体机体的材料主要取决于所要达到的排气压力和被压缩气体的性质。当排气压力小于2.5MPa时，可采普通灰铸铁；当排气压力大于2.5MPa时，就应采用铸钢或球墨铸铁。对于腐蚀性气体、酸性气体和含水气体，就要采用高合金钢或不锈钢。9.4.2转子转子是螺杆压缩机的主要零件，其结构有整

19、体式与组合式两类。当转子直径较小时，通常采用整体式结构，如图9-11（a）所示。而当转子直径大于350mm时，为节省材料和减轻重量，常采用组合式结构，如图9-11（b）示。当排气温度较高时，为了减少转子的变形，干式螺杆压缩机的转子有时采用内部冷却的结构。图9-12所示为一种无油压缩机转子内部冷却系统图。(a) (b)图9-11 转子结构 图9-12 转子冷却系统在螺杆压缩机中，有时在阴、阳转子的齿顶设有密封齿，并在阳转子齿根圆的相应部分开密封槽，如图9-13所示。密封齿数及其位置，有多种形式。以阴转子为例，图9-14中示出、共三种方案。另外，有时还在转子的端面，特别是排气端面，加工成许多密封肋

20、，其形状如图9-13中A-A、B-B剖视图所示。这种密封齿可与转子作为一体，也可以镶嵌在铣制的窄槽内。大多数的干式螺杆压缩机转子齿顶设有密封齿，其目的是使压缩机间隙尽可能小。这些密封齿的横截面积很小，能在开始运行后的一段时间内“磨合”到最佳的尺寸，能对加工误差、转子变形和热膨胀进行补偿，从而使压缩机能保持非常小的均匀间隙，使泄漏量减少。如当转子振动、轴承损坏，致使转子与气缸接触时，密封齿可防止引起大面积的咬伤，避免出现严重事故。齿顶和端面密封齿的设置，给加工带来了困难，加大了制造费用。因此，在喷油螺杆压缩机中，由于排气温度较低，转子热胀较小，一般认为以不设置密封齿为宜。图9-13 转子密封齿

21、图9-14 密封齿形式螺杆压缩机转子的毛坏常为锻件，一般多采用中碳钢，如45钢等。有特殊要求时，也有用40Cr等合金钢或铝合金的。目前，不少转子采用球墨铸铁，既便于加工，又降低了成本。常用的球墨铸铁牌号为QT600-3等。转子精加工后，应进行动平衡校验。校验时，允许在吸入端面较厚的部分取重。允许的不平衡力矩，因机器的尺寸和转数不同，通常是（0.051.0）N·m，可近似地取作（0.10.2）G×10-3 N·m（G为转子重量，单位：N）。尺寸小、转速高的机器应取偏低值。9.4.3轴承螺杆压缩机常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承两种。由于气体力引起的轴承负荷很大，因此，

22、气体轴承和磁悬浮轴承等并不适用于螺杆压缩机。在螺杆压缩机中，无论采用何种形式的轴承，都应确保转子的一端固定，另一端能够伸缩。一般情况下，转子在排出侧轴向定位，在吸入侧留有较大的轴向间隙，让其自然膨胀，以便保持排出端有不变的最小间隙值，使气体泄漏为最小，并避免端面磨损。在无油螺杆空气压缩机中，通常采用高精度的滚动轴承，以便得到高的安装精度，使压缩机获得良好的性能。由于无油螺杆压缩机的转速很高，在选择滚动轴承时，应保证其有足够长的寿命。通常，用分别安装在转子两端的圆柱滚子轴承承受转子的径向载荷，用安装在排气端的一个角接触球轴承承受轴向载荷，并向转子进行双向定位。在大载荷的螺杆制冷和工艺压缩机中，由

23、于使用滚动轴承寿命太短，往往采用滑动轴承，螺杆压缩机中的全部径向力必须由轴承来承受，部分或全部轴向力却是可以消除的。通常用一个平衡活塞或类似装置，在它两边施加一定的压差来达到这一目的，一般用高压油提供所需压力。由于轴向力不一样，两转子所用的平衡活塞直径也不一样，或者只在阳转子上设平衡活塞。图9-15所示为一个油压平衡活塞的结构。在中小型制冷和工艺压缩机中，采用轴向滑动轴承时，由于游隙较大，会导致排气端面间隙过分增大，进而影响压缩机的经济性。当压缩机运行在高载荷时，这个问题显得更为突出。通常采用平衡活塞的结构，从而使止推轴承仍可采用滚动轴承，而径向力则还是由巴氏合金制做的滑动轴承来承担，图9-1

24、6示出这种形式。图9-15 油压平衡活塞结构 图9-16 滑动轴承和滚动轴承的组合结构9.4.4轴封1.无油螺杆压缩机轴封 无油螺杆压缩机的轴封主要有石墨环式、迷宫式和机械式三种。图9-17示出最常用的石墨环式油封，这种轴封包括一组密封盒，密封盒的数量随密封压力的不同而不同，一般为45个，且排气侧的密封盒数多于吸气侧的密封盒数。石墨环4在轴向靠波纹弹簧2压紧在密封盒5和保护圈1的侧面上，以防止气体经石墨环的两侧面泄漏。图9-17 石墨环式轴封1-保护圈; 2-波纹弹簧; 3-引气环; 4-整圈石墨环; 5-密封盒图9-18所示为无油螺杆压缩机中采用的迷宫式轴封，密封齿和密封面之间有很小的间隙，

25、密封齿加工在与轴固定的一个轴套上，当密封齿损坏时便于更换。当无油螺杆压缩机的转速较低时，还可以采用如图9-19所示的有油润滑的机械密封，这种轴封工作可靠、密封性好。然而，这种轴封需要少量的润滑油流过密封表面，这些润滑油可能会混入所压缩的气体中。如果所压缩气体不允许有这种少量的污染，则需在轴封和压缩机腔之间开一个排油槽。 图9-18 迷宫式轴封 图9-19 无油螺杆压缩机的机械式轴封2.喷油螺杆压缩机的轴封 由于压缩介质和运行工况的不同，喷油螺杆空气压缩机的轴封与喷油螺杆制冷和工艺压缩机的轴封有很大的不同。 （1）喷油螺杆空气压缩机轴封 如图9-20所示，只要在与轴颈相应的机体处开设特定的油槽，

26、通入具有一定压力的密封油，即可达到有效的轴向密封。在小型空压机中，通常采用简单的唇形密封。在大中型空压机中，往往采用如图9-21所示的有油润滑机械密封。 图9-20 转子排气端轴封示意图 图9-21 螺杆空气压缩机转子外伸轴处的轴封（2）喷油螺杆制冷机和工艺压缩机的轴封 在喷油螺杆制冷和工艺压缩机的转子外伸轴处，通常都采用复杂的面接触式机械密封，主要有弹簧式和波纹管式两种，如图9-22和图9-23所示，并且需向此轴封处供以高于压缩机内部压力的润滑油，以保证在密封面上形成稳定的油膜。轴封中有关零部件的材料要能耐压缩气体的腐蚀。图9-22 弹簧式机械密封 图9-23 波纹管式机械密封1-锁紧螺母；

27、 2-密封垫片3-螺钉；4-传动套 ；5-波纹管; 6-动环;7-静环密封圈 ；8-静环 ;9-防转销1.2-传动销；3-传动套 ；4-弹簧座 ；5-弹簧 ；6-动环密封圈 ； 7-动环 ；8-卡环 ；9-静环 ； 10-静环密封圈 ； 11-防转销 ； 9.4.5同步齿轮在无油螺杆压缩机中，转子间的间隙和驱动靠同步齿轮来实现。同步齿轮有可调式及不可调式两种结构，通常都采用图9-24所示的可调式结构。小齿圈1及大齿圈2都套在轮毂3上，调整小齿圈1，使之与大齿圈2错开一个微小角度，就可减少与主动齿轮之间的啮合间隙，如图所示。间隙调整适当以后，将小齿圈1、大齿圈2与轮毂3用圆锥销4定位，再用螺栓5

28、将大小齿圈及轮毂固定。为防止螺母松动，螺母5之间用防松垫片6连接。螺杆压缩机同步齿轮的齿圈材料可用40CrMo钢，轮毂材料通常为40中碳钢。图9-24 可调式同步齿轮1-小齿圈 ； 2-大齿圈 ； 3-轮毂 ； 4-圆锥销 ； 5-螺母 ； 6-防松垫片9.4.6容量调节滑阀容量调节滑阀是螺杆压缩机中用来调节容积流量的一种结构元件，虽然螺杆压缩机的容积流量调节方法有多种，但采用滑阀的调节方法获得广泛的应用，特别是在喷油螺杆制冷和工艺压缩机中。如图9-25所示，这种调节方法是在螺杆压缩机的机体上装一个调节滑阀，成为压缩机的机体的一部分。它位于机体高压侧两内圆的交点处，且能在与气缸轴线平行的方向上

29、来回移动。容量调节滑阀调节螺杆压缩机容积流量的原理：如图9-26(a)所示，随着转子的旋转，被压缩气体的压力沿转子的轴线方向逐渐升高，在空间位置上，是从压缩机的吸气端逐渐移向排气端：如图9-26(b)所示，在机体的高压侧开口后，当两转子开始啮合并试图提高气体压力时，其中有些气体便会通过开口处旁通掉。从以上分析可以看出，压缩机对从开口处旁通气体所做的功，仅是用来将其排出，因此压缩机的耗功主要是压缩最终排出的气体所做的功和机械摩擦功之和。所以，当用容量调节滑阀调节螺杆压缩机容积流量时，可使压缩机在调节工况下保持较高的效率。 (a) (b)图9-25 容量调节滑阀示意图 图9-26 容量调节滑阀原理

30、 (a)正常工况下压缩过程 (b)调节工况下压缩过程滑阀可以按控制系统的要求朝任一方向移动，其驱动方式有多种，最常见的是采用液压缸的方式，由压缩机本身的油路系统提供所需的油压。在少数机器中，滑阀是由电动机经减速后驱动的。图9-27示出一种简单的滑阀形式，气缸壁上开有与转子螺旋形状相对应的旁通孔，当这些孔没有被盖住时，气体可以从这些孔中排出。所用滑阀为“转动阀”，阀体是螺旋形的，当它旋转时，便可盖住或打开与压缩腔相连的旁通孔。由于此时滑阀只需转动，压缩机总体长度便可减小很多。这种形式有效地提供连续的容量调节。图9-28示出另外一种简单的滑阀结构。在小型半封闭螺杆制冷压缩机中广泛应用。它利用多个独

31、立的旁通孔，调节螺杆压缩机的容积流量。所有滑阀为“塞状阀”，由于阀体可以做成恰好与气缸内壁平齐，因而不会产生“余隙容积”。由于这种调节方式不改变排气孔口的大小，因此卸载一开始，内压比就要下降。另外，由于旁通孔一般为二到三个，故不能实现连续地无级调节压缩机的容积流量，还会导致卸载工况下压缩机排气温度越来越高，严重时能导致半封闭螺杆制冷压缩机的电动机损坏。图9-27 转动滑阀结构 图9-28 塞状滑阀结构9.4.7内容积比调节滑阀螺杆压缩机工作的最佳工况是内压比等于外压比,若二者不等，经济性都会降低。增大或减小排气孔口的尺寸，将改变齿间容积内气体同排气孔口连通的位置，从而改变内压比。如图9-29所

32、示，通过一种滑阀调节，就可以获得变化的排气孔口，从而实现内容积比和内压比的调节。有时要求同时调节容积流量和内容积比，如图9-30所示，在转子下部的孔中，移动的是两个滑阀，即前述容量调节滑阀中的固定块也变成了移动的。两个滑阀之间没有机械联系，分别由各自的液压缸驱动，在满负荷工况下，如图9-30（a）、（b）所示，内容积比调节滑阀可以前后移动，以控制压缩机的内压比，为了保持满负荷，容量调节滑阀必须随内容积比调节滑阀运动，以保证两者之间的密封。 （a） （ b）图9-29内容积比调节滑阀示意图 图9-30同时调节内容积比和容量的调节滑阀示意图 （a）小容积比；（ b）大容积比在同时调节内容积比和容量

33、的调节滑阀装置中，为了获得两滑阀的正确位置，必须有一套如图9-31所示的复杂调节机构，并通常采用计算机控制系统。这是因为在任何一个工况下，调节控制系统都必须判定两滑阀应处在什么位置，以便能对其进行正确的调节。图9-31 内容积比和容量调节滑阀控制系统1-容量指示机构；2-液压缸； 3-容量调节活塞； 4-隔板；5-内容积比调节活塞； 6-内容积比调节滑阀； 7-容量调节滑阀9.5螺杆压缩机安装9.5.1安装前的准备工作1.技术资料的验收和准备安装前应具备下列技术资料才能进行施工。这些资料有些应由制造厂提供，有些则由施工单位提供，安装人员必须依据要求备齐所有图纸和资料。（1）机组出厂的证明材料,

34、具体内容参照“第6章泵”所述。（2）机组的设备图、安装图、易损件图、总装配图、基础图及安装、操作、维护说明书等有关技术文件。（3）机组装箱清单。（4）施工单位编制的安装方案。2.机器的验收及管理（1）机器的开箱验收，应在有关人员参加下，按照装箱清单进行。（2）验收后的机器和零、部件，若暂不安装，应采取适当的防护措施，妥善保管，严防变形、损坏、锈蚀、老化、错乱或丢失等现象。（3）凡与机器配套的电气、仪表等设备及配件，应由各专业人员进行验收，妥善保管。3.基础的验收及处理压缩机的基础要承载整个压缩机的重力，因此，必须认真进行验收及处理：（1）土建单位将基础移交给安装单位时，必须移交基础质量合格证书

35、及沉降测点的观测记录。（2）基础上应明显地画出纵横中心线和标高基准线。（3）对基础必须进行外观检查，不允许有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。（4）安装单位应按有关土建图样和技术文件对基础进行复测检查，其各部位的允许偏差要符合要求，具体内容参照“第6章泵”所述。（5）基础复查合格后，由土建单位和安装单位代表签署中间交工证书（或工序交接证书）。如发现缺陷，则应由土建单位负责进行处理，合格后方可办理交接手续。4.地脚螺栓及垫铁的准备(1)地脚螺栓的准备所用的地脚螺栓，根据基础不同，有长地脚螺栓和短地脚螺栓。地脚螺栓若没有随机附来，则可根据图纸及实际情况自己制造，但其尺寸和材料均应符合图纸要求。(2)垫

36、铁的准备垫铁是供安装找正、找平时使用，并将机器的重力均匀地传给基础。垫铁的尺寸、数量有时是由制造厂提供。一般地脚螺栓两旁放置一组垫铁，为了防止各垫铁间的积累间隙、移动等造成安装误差，每组垫铁不宜超过三块，即最下一块为平垫，上面两块为斜垫。垫铁应保持外表的平整、光滑。重型压缩机机体所用的垫铁表面刨削后还要刮研，使其相互接触的面积要达75%以上。9.5.2 螺杆压缩机的整体安装1基础中心线的标定2.机器的吊装与就位3.机器找标高及初找水平4.地脚螺栓二次灌浆5.机器精找水平以上几点具体内容参照“第6章泵”所述。6.管道连接首先清洗吸排气管道，然后连接吸排气管及其他附属管线，并安装必要的管架。管道不

37、应强制连接，以免机组变形影响驱动机与压缩机的同心度。与机组连接的管道，其固定焊缝一般应远离机器，以免焊接应力的影响。管道与机器连接后应符合以下要求：（1）配对法兰在自由状态下应平行而且同心。（2）管道与机器最终连接时，应在联轴器上用百分表监测其径向位移，不得超过0.05mm，否则应对管道进行重新调整。7.驱动机与压缩机的对中螺杆压缩机在制造厂已对联轴器作了对中调整，但在运输或搬运过去程中，可能发生变形移动，因此安装后必须重新进行轴对中，联轴器轴向偏差应不大于0.05mm，径向偏差应不大于0.10mm。9.6螺杆压缩机的检修9.6.1无油螺杆压缩机的检修1.拆卸与检查 参照无油螺杆压缩机结构图进

38、行拆卸，见第1节图9-1所示。（1）拆卸消音器或隔音房。（2）拆卸联轴器保护罩,复查拆卸前轴对中，记录数据，具体方法参照“第2章钳工工艺知识”所述。（3）拆卸与机组联接的附属管线,盖住所有暴露的管线开口，以防止异物进入。（4）用塞尺测量阴阳转子吸、排气端面与机体吸、排气端座侧间隙，测量转子与机壳内壁径向间隙，记录数据。（5）用塞尺测量解体前阴阳转子啮合间隙，记录数据。（6）将压缩机运输至检修场所解体检查。排气端的解体检查：拆卸排出口端盖以露出同步齿轮和轴承壳体。复查测量同步齿轮的啮合间隙，记录数据。拆卸同步齿轮锁紧螺母的防松销钉，然后拧下螺母。用专用工具拆卸阴转子齿轮。用专用工具拆卸阳转子同步

39、齿轮和阴转子同步齿轮毂，拆下配合键并做好标记。复查止推轴承的轴向间隙。可在轴头装上百分表，推拉转子测量止推轴承的轴向间隙。拆卸铜质止推板，使用顶丝将止推板从止推轴承壳的配合件上顶出来，注意在板后的塑料垫片仍保持到各自的板上。拉出止推环，应小心夹持止推垫片，因为它们容易粘在一起。在拉出沟槽时可使用爪型拉出器。取下其余的止推轴承垫片，加以标记，并拆下温度指示器线头。取下止推轴承隔离套，并做好配合标记。拆卸止推轴承壳体,解体拆卸推力轴承组件，检查推力盘、推力瓦是否有变形、裂纹、剥落、划痕等现象。用一个支架支撑起轴端，使轴的重量不施加在径向轴承上，用顶丝将轴承和支座顶离壳体并取下,检查轴颈部位的磨损情

40、况。 拆卸石墨环密封（机械密封）部件，检查石墨环密封（机械密封动、静环）等零部件的损坏情况。拆卸吸入口和排出口侧迷宫密封件，检查迷宫套磨损情况。吸气端的解体检查及转子拆离：拆卸半联轴器。取下吸入端盖、甩油环和润滑油供应管线。做好标记后拆下温度指示器线头。使用支架将轴端支撑起，使径向轴承不承担转子重量。对阴转子应制作延长轴用来支撑转子重量：使用合适尺寸的螺纹杆，拧入阴转子端部的螺纹孔内，这样就可以支承住转子重量，将轴承和轴承支座顶离壳体并取下。拆卸石墨环密封（机械密封）部件，检查石墨环密封（机械密封动、静环）等零部件的损坏情况。拆卸吸入口和排出口侧迷宫密封件，检查迷宫套磨损情况。在阴阳转子端面做

41、好标记，起重工协助吊出阴阳转子,检查转子轴颈的损坏情况。转子做动平衡，转子动平衡的精度等级不能低于G6.3级。清洗压缩机水冷夹套。2.回装、调整及技术要求螺杆压缩机重新装配前，须保证壳体内表面和油管干净，水夹套应无泥、碎屑等，去除转子、壳体、轴承支座、同步齿轮等上面的毛刺和粗糙点。用干净的油清洗轴承,使用无纤维布擦试机件。回装与调整方法如下：（1）将压缩机壳体排出端向下置于枕木上，将阳转子装回壳体内。（2）小心地将阴转子旋入壳体内。边滑动边转动阴转子以防止与阳转子碰在一起损坏密封线，保证转子上的装配标记对准。（3）将入口壳体安装上入口端。（4）将壳体置于水平位置，然后安装密封组件。清理、检查各

42、密封部件并测量各配合尺寸，看是否符合要求，做好记录：安装吸入口和排出口侧迷宫密封件前检查迷宫套磨损情况，各密封齿应无锈蚀、裂纹、折断和毛刺等缺陷，密封套上的疏水孔要畅通。如果使用的是机械密封，要检查机械密封是否有O形圈变形腐蚀、动环在传动座中卡住、动静环不同心、弹簧压缩量调整不正确等缺陷。如果使用的是石墨环密封，应检查石墨环工作面应无裂纹、划痕、缺陷，巴氏合金层无龟裂，石墨环表面粗糙度应小于Ra0.20，石墨环和壳体上配合的端面要光滑平整、接触均匀，石墨环方向须安装正确。以上密封的安装方法参照“第5章密封”所述。（5）在入口、排出口端安装径向轴承，转轴两端应加以支撑以便安装。安装前要检查轴承的

43、磨损情况，滑动轴承的表面不得出现拉毛、气孔、脱壳、砂眼等现象，滚动轴承不允许有脱落、锈蚀或变形等现象，其与壳体的配合应为H7/h6或G7/h6，与轴的配合应为H7/k6或H7/js6。转子轴颈(轴承处)表面粗糙度不大于Ra0.8 ,其径向圆跳动值应小于0.01mm，圆柱度偏差不大于0.01mm。轴承的安装方法参照“第7章离心压缩机”所述。（6）安装到此处时，应按下述要求检查转子平行度：在压缩机排出端两转子轴的端部上方在靠近轴颈处放置一精密的水平仪，在水平仪的下侧使用间隙规(塞尺)将水平仪的气泡调到对中位置，应保证水平仪贴在轴和塞尺上。记录好塞尺的厚度也就是轴的下沉量。下一个测量点是压缩机入口端

44、的轴承外伸轴，为了防止出现误差，在阳转子排出端放置水平仪测量后，再在阳转子的入口端放置水平仪测量，通过塞尺测量轴下沉量。平行度偏差（即塞尺读数差）应不大于0.05mm。校正平行度。按下面方法进行：a.拆卸入口壳体定位销钉，将支撑顶丝放在入口壳的销钉孔下。b.将千分表固定在入口端的轴上，以便观察垂直和水平方向上的所有变化。将水平仪放在吸入端的两轴上。c.松开入口壳体下半部的螺栓螺母。戴上（但不要拧紧）入口壳体上半部的螺栓。d.顶起入口壳体的下部直至使轴在进口、出口处都位于同一水平面，拧紧螺栓，小心不要改变轴的位置，重新检查水平，如需要调整可扩铰销钉孔，使用大直径的销钉定位。（7）安装止推轴承，安

45、装前检查止推盘、止推瓦的磨损情况：止推瓦表面不得有变形、裂纹、剥落、脱层、划痕等现象，止推瓦工作面与止推座接触面积应达75%以上。在更换了所有影响止推轴承间隙的零件（如：转子，止推垫，推动轴承座，止推板，止推隔环）后，应检查和重新调整止推轴承的间隙并符合要求，方法参照“第7章离心压缩机”所述。（8）测量阴阳转子吸、排气端面与机体吸、排气端座侧间隙，测量转子与机壳内壁径向间隙。转子排气端面与机体排气端座间隙标准见表9-1，转子与机体的径向间隙标准见表9-2。表9-1 转子排气端面与机体排气端座间隙标准 机组型号排气端面与排气端座间隙/mm200L40.150.22250L5KSL31MZ-20L

46、MZ一级0.120.15二级0.080.11KS40LAZ-25LA8一级0.030.07二级0.020.04MY.200.VSD0.070.08LYZ30/060.150.20KA160.080.10 表9-2 转子与机体的径向间隙标准 机组型号转子与机体的径向间隙/mm 200L40.550.75 250L50.330.38 LYZ06/300.200.25 KA160.080.10K20-480.240.25 K25-1000.180.23按下列步骤检查调整转子游隙和端面间隙：固定千分表在压缩机壳体的排出端（或吸入端）检查测量转子游隙和端部间隙，尽可能的使转子轴向活动，以得到真实的千分表

47、读数。在未安装上止推轴承时，通过轴向推动将轴从入口端推到排出端，然后返回，使轴的窜动量最大，记下千分表的读数。安装隔离环、止推轴承和止推套，用一个管状隔离套套过转子轴和同步齿轮之间，并用锁紧螺母拧紧，以消除零件之间叠压现象，在排出端转子的密封圈和壳体之间放入间隙规，或通过排出口放进去测量。可通过改变隔离环的厚度来调节排出端的间隙，减少隔离环的厚度就可减小间隙，如果必须增加间隙，应使用一个新的隔离环。安装止推轴承板，使轴再次轴向窜动，测量止推轴承的间隙，增加或取下在止推轴承壳和止推轴承板之间放置的塑料垫来调节轴承间隙。 注：阳、阴转子必须单独检查测量其间隙，按上面给出的步骤进行。（9）加热（热油

48、或保温箱）阳转子同步齿轮和阴转子同步齿轮轮毂，并套在各自的配合轴上，为了保证齿轮和轮毂与轴和止推套很好的贴合，在冷却期间不允许它们活动，应及时把同步齿轮锁紧螺母拧紧。（10）套装上阴转子同步齿轮时，应对准齿轮的装配配合标记。（11）测量调整转子的同步齿轮啮合齿侧间隙。同步齿轮啮合齿侧间隙标准见表9-3。表9-3 同步齿轮啮合齿侧间隙标准 机组型号齿侧间隙/mm更换极限/mm200L40.040.08250L50.060.09KSL31LMZ-20LMZ一级0.020.050.205二级0.020.04KS40LAZ-25LAZ一级0.030.06二级0.020.05LYZ30/060.020.

49、04（12）测量并调整阴阳转子啮合间隙,见图9-32所示，A、B是测量值。阴阳转子啮合间隙标准见表9-4。表9-4 阴阳转子啮合间隙标准 机组型号阴阳转子啮合间隙/mm200L40.150.45200L50.360.46KSL31LMZ-20LMZ一级0.100.25二级0.080.15KS40LAZ-25LAZ一级0.080.20二级0.060.15LYZ30/060.140.16MY200.VSD0.100.12KA160.080.10备注：A/B=0.81.2图9-32 阴阳转子啮合图阴阳转子啮合间隙按照如下方法进行调整：在机体里安装好转子与轴封、轴承等部件，确认轴承径向、轴向间隙、转子

50、与汽缸径向与轴向间隙符合标准后，将调节齿轮大、小齿圈安装到阴转子的齿轮毂上，同时安装阳转子上的主动齿轮。用打表法来测量同步齿轮的啮合间隙，当测量的数值小于标准时，向逆时针稍微转动调节齿轮的小齿圈；当测量的数值大于标准时，向顺时针稍微转动调节齿轮的小齿圈。为了转动调节齿轮小齿圈来调整间隙，要在固定大、小齿圈的螺栓孔里装一根合适的圆棒，然后用手锤轻轻敲击圆棒，获得合适的同步齿轮啮合间隙后上紧调节齿轮大、小齿圈与轮毂的固定螺栓。按阴阳转子啮合图所示测点用塞尺法测量阴、阳转子的间隙，应在出口侧进行测量，盘车时要驱动阳转子。测量的A值和B值之比值，应在0.81.2之间。如果发现A值太大，就要松开调节齿轮

51、的紧固螺栓，向相反的方向拔动小齿圈，使之与大齿圈错开一个微小的角度，就可减少调节齿轮与主动齿轮之间的啮合间隙以获得合适的A值。然后上紧调节齿轮的紧固螺栓，重新测量阴、阳转子的间隙，确认符合标准后，在调节齿轮大、小齿圈与轮毂固定处绞孔装定位销，再次测量阴、阳转子的间隙，确认同步齿轮间隙轴瓦间隙阴、阳螺杆转子间隙，符合标准后，用锁紧板锁定调节齿轮的紧固螺栓；上紧锁紧螺母，将大、小齿圈与轮毂固定为一体。（13）安装端盖。（14）安装附属管线。（15）联轴器对中，按复查联轴器对中的方法进行。螺杆压缩机联轴器对中允许偏差见表9-5。 表9-5 对中允许偏差 联轴器形式径向偏差/mm轴向偏差/mm刚性0.

52、040.03挠性0.100.05弹簧片式0.080.05备注：1. KS、KSL机型找正时，一、二级压缩机应比增速机约高0.100.15mm，并向外偏0.15mm，电机比增速机高0.05mm。2.200L4、250L5机型冷态找正时，透平机比压缩机约低0.100.20mm。9.6.2喷油螺杆压缩机（制冷压缩机）的检修1. 制冷压缩机拆卸与检查（1）拆卸压缩机联轴节罩，拆卸联轴节,复查原始对中偏差，记录数据。（2）拆卸机组附属管线和附件，管线封口，接头挂标记牌。（3）拆卸制冷量指示器盖帽、限位开关及其指示杆等能量指示组件。（4）吊出机组，起重时有专人负责；机组放到枕木前先拆除固定轴承盖板、抽吸盖

53、和转子外套的螺栓。（5）拆卸轴封压盖，拆卸机械密封组件并检查测量密封零件动静环、轴套、O型圈有否损坏。（6）拆卸卸载器，拆卸载器活塞和卸载器气缸并检查测量O型圈、气缸内表面。（7）拆卸平衡活塞及活塞套筒；测量检查套筒尺寸、O型圈质量。（8）拆卸止推轴承，检查止推轴承磨损状况。（9）拆卸抽吸盖和侧轴承并检查卸载器杆、各O型圈。侧轴承应垫上木块或类似东西以防损伤。（10）拆卸转子、壳体和可变滑阀，拆阳转子时，在拔出转子过程中顺时针旋转转子，当转子拔出约2/3时轻抬转子，然后吊出放在V型铁上。检查机体内表面、滑阀表面、转子外表、两端及吸排气端座间是否有磨擦痕迹。解体并检查滑阀组件，滑阀结构如图940所示，用内径千分表及外径千分尺测量油活塞组件的圆度和圆柱度。（11）拆卸轴承座和主轴承并检查轴承间隙，取出弹簧卡后，用木锤打出主轴承。（12）转子着色探伤。（13）转子做动平衡。图9-33 滑阀组件 1-能量显示器盖;2-能量显示器组件;3-卡簧;4-油活塞组件;5-滑阀 2. 制冷压缩机零部件的修复（1）机体内表面有不太严重的磨损及拉毛时，可用砂布或油石磨光，若拉毛严重，可在机床上修复。（2）阴阳转子若有拉毛，可用油