单螺杆空压机技术介绍

1、word一、技术历史用可靠性高的螺杆式压缩机取代易损件 多、可靠性差的活塞式压缩机，已经成为必然趋势。日本 螺杆压缩机1976年仅占27% 1985年如此上升到 85%目 前西方兴旺国家螺杆压缩机市场占有率为80%并保持上升势头。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、 可靠、寿命长、维修简单等优点。螺杆压缩机有双螺杆与 单螺杆两种。单螺杆压缩机的发明比双螺杆压缩机晚十几 年，设计上更趋合理、先进。单螺杆压缩机克制了双螺杆 压缩机不平衡、轴承易损的缺点；具有寿命长，噪音低， 更加节能等优点。八十年代技术成熟后，其应用X围在日渐扩大。单螺杆压缩机又称蜗杆压缩机，单螺杆压缩机的啮合副由一个6头

2、螺杆和2个11齿的星轮构成。蜗杆同时 与两个星轮啮合即使蜗杆受力平衡，又使排量增加一倍，压缩机的体积小，每分钟只有9立方米9m3/min蜗杆压缩机的重量仅为活塞式的 1/6。蜗杆受力平衡使蜗杆压缩机 具有一系列优点：1运转平稳、振动小、噪声比双螺杆低10测上；2蜗杆没有弯曲变形，可以在高压下，例如: 美国德莱赛兰德生产的蜗杆工艺压缩机即使在一级压缩 的条件也能达到6.61Mpa; 3啮合幅可以在很小的间隙下 以减少泄漏，因而容积效率高、能耗低，比双螺杆节能。近年来双螺杆由于加工技术的提高和在研究齿形、挖掘各 种参数包括材料强度的潜力方面已接近极限，使双螺杆比过去节能约20%而喷油蜗杆压缩机减少

3、因粘性而引起 的剪切损失而不能采用小间隙，目前单、双螺杆压缩机在 喷油机方面的能耗指数相当。但是在无油压缩机中，因粘 性剪切损失大幅度降低， 蜗杆压缩机的节能优势仍然明显； 90年代的大型无油冷冻空调机的各项性能已全面达到 或超过最节能的透平面式；美国格里迈尔施密特声称， 他们的无油蜗杆压缩机即使在一级压缩机的条件下也比两 级压缩的双螺杆节能 20%此外，蜗杆压缩机由于轴承受力 小，且星轮轴与蜗杆轴垂直交织，轴承尺寸不像双螺杆那 样受限制，采用标准轴承时，轴承寿命为5万小时球轴承至10万小时圆锥滚子轴承。整机的"免维修"时间 相应地在5-10万小时之间，压缩机的可靠性高、寿

4、命长。潜水艇对压缩机的各项性能均有严格的要求，然而美国海 军为了淘汰活塞式压缩机，对现有的各种压缩机进展了大 量的试验与论证认为；蜗杆压缩机是潜水艇采用的最优压 缩机，对于高压无油压缩机来说是唯一的选择。美国海军 从80年代开始积极研究并设法建立国内的技术来源。蜗杆式比双螺杆式问世晚，但因性能优异而上升势头强劲，目 前国际市场上单、双螺杆大体上平分秋色。主要用作空气 压缩机、冷冻空调机、热泵和在化工生产的工艺流程 中压缩各种气体或输送天然气、煤气等。目前只有美、日 等五国在引进技术的根底上生产，以日本水平最高。从1975年开始国内先后有几个单位研制蜗杆压缩机；1986年国家科委曾将蜗杆压缩机的

5、研制列为重点攻关项目。这些研制 均因未能解决一系列的关键技术而未获成功，主要表现为压缩机在运转过程中排气量迅速下降。如某某某单位1994年研制的样机运转 200小时后排气量从每分钟 2.9立方米2.9m3/min下降到每分钟 2.2立方米2.2m3/min。某 某浪潮机器有限研制的OG-30A蜗杆压缩机1995年通过中国通用机械研究所鉴定，在一系列的关键技术上填补了国 内空白，在国内大幅度领先，局部参数达到国际先进水平。二.技术概况0G蜗杆压缩机是某某浪潮机器有限的专业产品，起点高，专业性强。我通过引进日本三井先进技术与 多年的实践，开发了多种系列产品，具有结构紧凑、振动 小、运行平稳、易损件

6、少、使用寿命长、操作简单、维修 保养方便、重量轻等优点，在空压机行中，以其优越而可 靠的性能处于领先地位，是国内用户代替进口双螺杆压缩 机的理想产品。以下大致介绍一下蜗杆式压缩机的技术概 况：1.结构形式双螺杆压缩机是一种双轴容积式回转型压 缩机，其主要是主阳副阴两根转子配合，组成啮 合副，主副转子齿形外部同机壳内壁构成封闭的基元容积; 而蜗杆压缩机是一种单轴容积式回转型压缩机，其啮合副 是由一根蜗杆和两个对称平面布置的星轮所组成，由其蜗 杆螺槽和星轮齿面与机壳内壁形成封闭的基元容积。螺杆压缩机的机体均分为两种，一种为皮带传动式，另一种为 直接传动式。其中皮带传动式较适用于 22KW左右功率的

7、压 缩机，是由2个按速度比例制造的皮带轮将动力经由皮带 传动；直接传动式是 1个连轴器将电动源与主机结合在一 起，蜗杆式压缩机可以直接带动蜗杆旋转，而双螺杆压缩 机如此须再增加一级增速齿轮以提高主转子的转速。2.过程双螺杆压缩机的过程：电动机经联轴器、增速齿轮或皮 带带动主转子，由于两转子互相啮合，主转子即直接带动 副转子一同旋转，在相对负压作用下，空气吸入，在齿峰 与齿沟吻合作用下，气体被输送压缩，当转子啮合面转到 与机壳排气口相通时，被压缩气体开始排出。蜗杆压缩机7 / 23word的过程：电动机以联轴器或皮带将动力传到蜗杆轴上，由 蜗杆带动星轮齿在蜗杆槽内相对移动，封闭基元容积发生 变动

8、，气体、输送压缩，当达到设计压力值，由主机壳体 上左右两侧对称的三角形排气口排至油气别离器内。螺杆 压缩机的主机壳体上均开有喷油孔，凭藉自身的压力差， 在压缩过程中将油喷到压缩腔，以冷却气体，密封各部件 间隙，并起到吸振、消声与润滑的作用。三.技术比照现 将蜗杆压缩机与活塞式压缩机、双螺杆压缩机的技术原理比照如下：1.蜗杆压缩机与活塞式压缩机的比拟：活塞式的传动机构是曲轴连杆往复运动结构，与蜗杆式的旋转运动结构相比拟，在技术上存在如下缺点：1零部件的数8 / 23word量多，零部件的损坏的机率大，产品的可靠性低。这样必 然增加用户的维修费用。2、曲轴连杆往复运动结构，由于 其往复运动的特性，

9、限制了其转速的提高，致使机器笨重， 同时，该运动结构所产生的惯性力能以平衡，剩余的惯性 力，会使机器产生振动、噪声以与零部件的不正常的损坏。 所以活塞式振动大，机械性噪音大、可靠性低。3、气流噪音是空压机的主要噪声源。从气流噪声的角度，可以简要 分析如下：在空机上气流噪声主要是由气流脉动状况形成 的，气流脉动与空压机在单位时间内排气次数直接相关。假定活塞式转速为每分钟 740转740r/min，一个二级缸， 双作用，如此每分钟排气次数为 1440次。蜗杆式转速为每 分钟2970转2970r/min12个气缸，如此每分钟排气次 数为35640次。单位时间内排气次数越少，气流脉动越严 重，气流噪声

10、也就越大。反之亦然，两者相比悬殊。二 蜗杆压缩机与双螺杆压缩机的比拟：由技术概况可知，蜗 杆压缩机除具备双螺杆回转式压缩机结构简单、紧凑、单 位容积利用率高和无气阀组件等特点外，因其星轮对称地 配置于蜗杆的两侧，还具有如下双螺杆压缩机所无法比拟 的独特优点。1、单机容量大，无余隙容积从蜗杆主机彩色 上看，单螺杆上开有 6个螺槽，由两个星轮将各螺槽分隔 成上下两个空间，各自实现吸气、压缩、排气过程，而且 是同步进展的，这是双螺杆压缩机无法做到的，也是在气流脉动，气流噪声方面无法比拟的地方。由于两种型式的空压机转速可以完全一样，放在一样的转速下进展分析比照。由于蜗杆压缩机运行时，蜗杆每 转一周，每

11、一个蜗杆槽均两次双作用，使蜗杆空间得到 充分利用，因此与双螺杆压缩机相比，两者结构尺寸一样 时，蜗杆压缩机排气量较大；而当两者排气量一样时，如 此蜗杆压缩机结构尺寸较小。如以每分钟2970转2970R/MIN的蜗杆压缩机为例， 每分钟压缩次数为 2970*12=35640次；而双螺杆的 2根螺 杆的齿数比选其大的数值，取为5,相当于5个气缸，其转速也取为2970R/MIN,其每分钟次数为 2970*5=14850次， 显然与蜗杆压缩机的 35640次相差很多。因此，双螺杆压 缩机与蜗杆压缩机相比，在一样转速下单位内排气次数少，气流脉动大，气流噪声大。此外，蜗杆的蜗杆槽深度随压力的增高而减少，在

12、排 气完毕，星轮齿脱离单槽时，深度为零，故不存在余隙容 积。因而，蜗杆压缩机较双螺杆压缩机的容积效率要高。2、结构合理，具有理想的力平衡性双螺杆压缩机主机的主要件就是两个螺杆俗称双螺杆,蜗杆压缩机的主要件是蜗杆俗称单螺杆。下面分析双螺杆，蜗杆的受力状况：双螺杆压缩机在压缩气体的过程中，必然受到气体的反作用力，该力在两个螺杆上形成很大的径向力与轴向力见宣传资料上的受力分析图，并自然传递到轴承上，所 以双螺杆压缩机即使是选用最好的进口轴承，其寿命一般 也只在一万五千个小时左右。蜗杆压缩机在压缩气体的过程中，也同样必然受到气 体的反作用力，该力也在蜗杆上形成很大的径向力和轴向 力。蜗杆压缩机在蜗杆两

13、端间开有引气通道，流至高压侧的气体将通过引气通道回流至低压侧，从而使蜗杆两端而 上的气体力相互平衡。 由于星轮在蜗杆轴线两侧对称布置， 作用于蜗杆上的气体径向力平衡，作用于蜗杆槽内的气体 轴向力也相互抵消，达到自身平衡见受力分析图。因此， 蜗杆不受任何径向或轴向气体力的作用，且星轮片上所受的力也只是双螺杆压缩机的 1/30左右，故蜗杆压缩机的主 机能平衡，无振动地在高转速下运转，而无需特别的根底， 仅需安放在水平地面上。蜗杆压缩机即使利用国产的普通 轴承，其寿命也可以达到 15万小时，而且可以在用户处就 地维修。15 / 23word3、主机寿命长由于蜗杆压缩机的高速轻载，啮合副型线的优化设计

14、，间隙适当，容易在螺杆与星轮之间的间隙中建立流动体动 力润滑油膜，从而有效地减少了星轮的磨损，降低了气体 的泄漏，提高了机器的寿命与效率，保障了运行安全可靠。4、维护简便，易损件少世界上没有永不磨损的机器，无论双螺杆压缩机还是蜗杆压缩机，在假如干年后，均需对主机进展维修保养。单就更换轴承而言，双螺杆压缩机的进、排气端4只15 / 23word重载轴承和2只四点轴承均需国外购进，本钱昂贵；如假 如主、副转子出现磨损或者轴承走外圈，主副转子与机壳 内壁发生磨擦，均无法在现场维修，须将主机运回生产厂， 并花费巨额费用约占整机售价的1/41/3。而蜗杆压缩 机如此无此顾虑，在生产厂家技术人员的指导下，

15、现场即 能进展解决，其费用极低。同时，由于双螺杆压缩机受力不好，轴承受力大，其 机械噪声也要比单螺杆压缩机要大。注：上述资料有局部摘自相关技术书刊四设计与制作标准的比拟OG系列蜗杆空压机除了在结构紧凑，设计先进，运行 可靠，效率高等技术上有着与活塞式空压机、双螺杆空压 机所无法比拟的特点外，还有其独自的特点：1. 主机和电动机壳体采用了凸凹法兰简相连接，实现 了理想对中，其主机机轴和马达轴又采用了弹性梅花形缓 冲联轴器，从而使其安装容易，延长了整机使用寿命。2. 箱体内附有吸音材料，更配有消音整流罩，通过这 些全面有效的降噪措施，使其噪声与同类型空压机相比更为降低，特别是使用 200-300小

16、时后，更为明显。3. 独有的油气别离器结构，并配以国外进口高品质的 滤材，以ISO8573要求制作的JH型高效折叠滤芯，别离芯 外表积比一般别离器的要高几倍，能更有效地别离油雾， 含油量小于5PPM相比于竞争者的别离器设计更为优化。4. 机油过滤器采用了带压差开关旋转式，便于检查更 换的优点外，10微米级全流量能保证所有部件的更长的寿 命。5. 巩固的带有起重槽口的钢结构底座，有力地支承着整体，不需再另外加固地基或象双螺杆空压机那样有避震 设施，就能保证平稳无震动运行。当机器在满负荷运行时， 即使一枚硬币直立在机身上也不会倒下。6. 冷却系统依据各地平均温度湿度的数值，专为高温 高湿度的地区设

17、计的 B940系列板翅式铝合金结构冷却器， 不仅热交换能力提高 20浓上，并加强了材料结构与抗酸碱 性处理，使其抗压、抗化学能力提高，较其它空压机的冷 却系统，更能适应夏季40C -48 C高温高湿地区，而机内的 温控系统更兼有低温自动调节功能，同时适用于冬夏温差 过大地区。7 .全程调整卸载阀，系列卸载阀使用铸铝 ，本结构零 部件经长效耐磨处理，动作稳定准确，较一般空压机所用 膜片式、阀板式等相比，故障率极低；更因其严密的进气 设计，减少了启动负荷，提高了空载自动切断回油的能力， 再配气路控制，有效的实现了气量调节，减少整机电流消 耗。&调节系统A. 蜗杆式空压机设有专门的调节系统，利用压力控制 器控制该系统的相关部件和气动元件，使压缩机始终在最 优效率中运行，并准确地满足需要，调节X围0.55/0.7MPa0.85/1.0MPa 并可按要求另行商议设定。B. 负载/卸载控制：当用气量发生变化小于 98%寸，压缩机自动进入卸载状况，在此状态下超过设定6分钟，控制系统指令停机，以免不必要的电能消耗，当用气量增大时，如此自动启动转入负载状态。C. 当用气量在机组容量的10%-100%间变化时，压缩机自动调节吸气量，实现无级调节气量，使用气量与吸气 量始终达到一个相对平衡的状态，在 0.65MPa时，电流消 耗要降低20-30A。9.安全运行装置A. 带锁定的紧急停车