第五章 单螺杆压缩机-8学时.ppt

1、第五章单螺杆压缩机、吴伟峰西安交替压缩机研究所2013，主要内容、发展历史和现状工作原理及主要特点主要几何参数结晶线和网状附加孔体积流量和气体调节结构及系统，1，发展历史和现状，1，发展历史及现状，1949年单螺杆压缩机的原型由英国JwGoodyear提出的“压力转换”原型经过了1000h的寿命测试。70年代初期，法国标致汽车公司正式投入生产市场，70年代末，生产了荷兰、英国、日本等生产开放、半封闭制冷、空调用单螺杆压缩机。20世纪80年代末，压缩石油化学、矿山等各种气体的单螺杆压缩机英国、法国、美国、日、荷兰等国家的制造商可以生产各种规格的单螺杆，我国单螺杆压缩机的发展历史是19751988

2、年1975年，北桶首先开始开发单螺杆空压机，76年试制了9立方型单螺杆空压机。经过实践发现加工和制造是当时的核心技术。使用普通车床滚齿机等简单的改造组合工具加工精度低，开始设计，使用专用机械加工。从1989年开始，牙齿进行了许多茄子改进(例如静压比热设计、喷雾雾、变径设计、密封、主机结构、气体分离、各系统等)。设计和制造完成了第三代加工蠕虫，星轮平面飞机。改进星轮材料；90年代后期，市场机会，主要生产企业，日本三菱SEIKI诉讼制片厂(KOMATSU)贷款工业公司(DAIKIN INDUSTRIES)三菱电气公司(MITSUBISHI ELECTRIC)与7.5千瓦、11千瓦、22千瓦、37千

3、瓦的水润滑单螺杆压缩机日本戈马茨制片厂(KOMATSU) 0.7MPa，位移分别为5.0和7.5m3/min日本岩田涂布机工业公司(I Wata Air Compressor MGT)芝加哥动力生产固定式和移动式单螺杆空气压缩机，主要用于气动工具。美国海军使用的水润滑高压单螺杆压缩机也是由牙齿公司开发的。荷兰GRasso单螺杆制冷压缩机，87年停产。DRESSER-RAND单螺杆工艺压缩机，最大6MPa，停产。主要生产企业，上海比瓦工业有限公司，固定式压缩机移动压缩机防爆压缩机，主要生产企业，顺德市静力精密机械有限公司，移动空压机固定空压机，2，单螺杆压缩机的工作原理和特点，单螺杆压缩机啮合类

4、型a)PC型b)PP型c)CP型D)，基本结构，主要部件：基本体积组件：螺纹槽壳内壁星形齿轮齿顶为6缸双作用活塞压缩机，CP型单螺杆压缩机1螺杆2星形轮3机壳排气口4主轴5缸6星形轮窗7排气室8吸气室，工作原理和特性，(1)(2)压缩过程吸入过程结束后，螺丝继续旋转，星轮齿沿海螺推进，封闭工作体积逐渐减少，形成气体压缩过程。工作容积与排气口连接时，压缩过程结束。(3)排气过程的工作容积与排气口连接后，螺丝继续旋转，压缩气体从排气口输送到排气管，直到星轮齿从螺丝上排出。工作原理和特性，b)压缩，a)吸气，c)排气，工作过程，图93单螺杆压缩基元卷v，压力p与星轮角度a2的关系，主要特征，合理结构

5、，理想力平衡，径向或轴向无气力螺杆高速轻载荷易于制作流体力学润滑网状副线，设计要合理，容易形成油文档。泄漏三角形小，效率高的理论效率比双螺杆高约35%，主机尺寸小，但辅助系统与双螺杆接近，主要特征，噪音；网状对和外壳的几何形状和相互位置精度比较高，应使用专用设备加工。压缩机启动和停机期间转速太低，设置流体动力润滑的条件受损，螺杆和星轮磨损了一定程度，压缩机性能延长，需要定期维修。密封线长度不适合高压范围。单螺杆和双螺杆压缩机的比较，单螺杆压缩机在力平衡方面：螺杆能承受的径向和轴向气体力能自动平衡，星形齿轮齿能承受气体力，星形齿轮齿必须有足够的强度和刚度。双螺杆压缩机：螺杆转子可以承受很大的径向

6、和轴向气体力，需要足够的强度和刚度用于螺杆。单螺杆与双螺杆压缩机比较，效率方面单螺杆压缩机：中速(15003500r/min)高效率，直接连接，功率5.96.4KW/(m3/min)双螺杆压缩机：高速(随着运行时间的增加，单螺杆，单螺杆和双螺杆压缩机的比较，可靠性方面，单螺杆压缩机：轴承寿命单螺杆压缩机的星轮是容易损坏的部件，除了对星轮材料的高要求外，还必须定期更换星轮。双螺杆压缩机：轴承负载寿命短。双螺杆压缩机没有损坏的部件，运行时间长，没有故障。单螺杆和双螺杆压缩机的比较，噪音和振动侧单螺杆压缩机：力平衡，减振，降噪，一般为6068dB。双螺杆压缩机：力平衡差，金属螺杆啮合时高频噪声，64

7、78 dB。加工设备方面的单螺杆压缩机：专用加工设备逐步成熟，产品性能提高。双螺杆压缩机：具有已经验证过的螺杆专用铣削和研磨机，可以保证产品的性能稳定。单螺杆与双螺杆压缩机的比较，保守性单螺杆压缩机：主机外壳采用整体结构后，星轮侧有大窗口，维修方便。双螺杆压缩机：转子轴承寿命短，更换时必须打开外壳，工作量大。单螺杆压缩机和双螺杆压缩机的比较，在适用性方面，单螺杆压缩机：单螺杆压缩机可以在高压空气压缩机、制冷压缩机和天然气压缩机等高压下工作，因为螺杆力完全平衡。美国海军认为，对于高压无油压缩机，单螺杆压缩机是唯一的选择。目前美国是世界上唯一拥有高压无油单螺杆压缩机的国家。双螺杆压缩机：仅适用于由

8、于转子刚度和轴承负载等原因的中低压范围，例如动力空气压缩机、制冷压缩机、低压气体压缩机等。排气压力一般不超过4.5MPa。单螺杆压缩机的技术现状，星轮齿寿命1000小时-近6000小时，测量结果显示，一个品牌的压缩机运行6000小时后，排气量减少到19.2。发展趋势、螺丝线设计和加工(心脏)设计性能好的螺丝线、加工工艺改进、相应的制造设备开发、提高单螺杆网孔精度和热工性能模拟、内部工作流程计算机模拟和关键组件的变形计算最优化、机械性能预测和最优化、改善机械结构、减少辅助体积、降低成本、喷涂(空气压缩机)或美国Dresser-Rand开发的TVC单螺杆压缩机已成功应用于天然气气体收集等领域。3，

9、主要几何参数，螺杆头数和星形轮齿数要求：体积利用率相互对称结构的影响标准组合Z1=6，Z2=11，螺杆和星形轮的直径，中心距离，大小根据压缩机的排气量指定的螺杆和星形轮直径，中心距离，齿宽，中心螺杆和车轮的中心采用螺杆直径D1，通常为A到0.8倍。适当增加普通螺丝和星轮的等直径、星轮直径，提高容积利用率。正常直径比11.1、啮合角螺钉的轴向尺寸、闭合螺旋(入口)和排气口、闭合螺旋(入口)、排气口、4、单个螺钉的网格对和加工星形车轮的一颗牙齿作为工具，单螺纹啮合副线的要求，良好的密封性能应尽量减少泄漏线长度和泄漏通道的截面面积。泄漏路径L1星形齿轮齿顶和螺钉槽底相交L2，L4星形齿轮齿侧和螺钉槽

10、相交L3，L5星形齿轮根前和后泄漏小孔L6星形车轮顶和圆柱之间的泄漏线L7，L8螺纹槽前和后表面螺旋和圆柱之间的间隙泄漏L9螺纹密封圆柱段和圆柱之间的间隙泄漏，2020/7/25，39，2020/星轮前由平面8a和9a组成，后由平面8b和9b组成，它们的相交线7a和7b，即啮合时的接触线。牙齿线的主要缺点是接触线7a和7b啮合期间总是在齿侧的相同位置，因此磨损容易，压缩气体泄漏量增加，机器效率降低。、另外，螺杆螺旋面不能用旋转刀具加工成直线轨迹面，因此螺杆槽不能使用磨削方法提高加工精度，提高表面粗糙度。加工一个转子需要20小时以上。2020/7/25，42，直包络星轮齿面形成原理，网格接触条件

11、：直包络网格，2020/7/25，43，星轮齿面，星轮加工，对接双圆柱铣削第二类线包络线(圆柱)2020/7/25，49，圆柱包络多圆柱包络网格，多圆柱包络网格，2020/7/25，53，2圆柱包络线，(a)，(b)，圆柱和多圆柱包络的半径泄漏通道，(相反，加工(搭接)星齿轮齿获得的共轭曲面上同时存在两条瞬时接触线，从而提高了对单位接触线长度的支撑力，使磨损部位进一步分散，两条接触线之间的“凹痕”构成了流纲。在啮合过程中，随着两条接触线徐璐接近，柳钢空间迅速缩小，柳钢中的油未及时排出，油压提高，油膜强度和装载能力，容积流量和风量调节，压缩机气量计算，分割外壳使用螺钉轴心善意水平平面作为剖面面，将外壳分为上