螺桿壓縮機(jī)知識(shí)

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1、螺桿壓縮機(jī)知識(shí) 一 螺桿壓縮機(jī)發(fā)展歷程v20世紀(jì)30年代，瑞典皇家工學(xué)院教授Alf Lysholm在對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行研究時(shí)，希望找到一種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)，要求其轉(zhuǎn)速比活塞壓縮機(jī)高得多，以便可由燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并且不會(huì)發(fā)生喘振。為了達(dá)到上述目標(biāo)，1934年他發(fā)明了螺桿壓縮機(jī)，其初衷是用于柴油機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的增壓。由于設(shè)計(jì)與制造水平所限，20世絕60年代以前，螺桿壓縮機(jī)的發(fā)展異常緩慢，只在軍事裝備中有高速、無油的螺桿壓縮機(jī)得以應(yīng)用。60年代初，噴油技術(shù)被引入螺桿壓縮機(jī)，降低了轉(zhuǎn)子型線加主精度的要求，同時(shí)對(duì)機(jī)組的噪聲、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速等產(chǎn)生了有利影響。這種高效、可靠的新機(jī)型迅逮走向民用市場。 v目前，噴油

2、螺桿壓縮機(jī)已成為空氣動(dòng)力、制冷空調(diào)這兩個(gè)領(lǐng)域大量推廣的主要機(jī)型。在中等容積流量的空氣動(dòng)力裝置及中等制冷量的制冷裝置中，螺桿壓縮機(jī)占據(jù)了市場的優(yōu)勢份額。無油螺桿壓縮機(jī)在石油、化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè)作為工藝壓縮機(jī)，市場前景十分廣闊。 二 螺桿壓縮機(jī)發(fā)展方向v螺桿壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于礦山、化工、動(dòng)力、冶金、建筑、機(jī)械、制冷等工業(yè)部門，在寬廣的容量和工況范圍內(nèi)，逐步替代了其它種類的壓縮機(jī)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，螺桿壓縮機(jī)的銷售量已占所有容積式壓縮機(jī)銷售量的80以上，在所有正在運(yùn)行的容積式壓縮機(jī)中，有50是螺桿壓縮機(jī)。今后螺桿壓縮機(jī)的市場份額仍將不斷擴(kuò)大，特別是無油螺桿空氣壓縮機(jī)和各類螺桿工藝壓縮機(jī)，會(huì)獲得更快的發(fā)

3、展 三 基本結(jié)構(gòu) 通常所稱的螺桿壓縮機(jī)即指雙螺桿壓縮機(jī)。 v雙螺桿壓縮機(jī)一般由陰、陽轉(zhuǎn)子、機(jī)體 軸承、軸封等零部件組成。 v在壓縮機(jī)的機(jī)體中，平行地配置著一對(duì)相互嚙合的螺旋形轉(zhuǎn)子。通常把節(jié)圓外具有凸齒的轉(zhuǎn)子，稱為陽轉(zhuǎn)子或陽螺桿；把節(jié)圓內(nèi)具有凹齒的轉(zhuǎn)子，稱為陰轉(zhuǎn)子或陰螺桿。一般陽轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)連接，由陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，陽轉(zhuǎn)子又稱為主動(dòng)轉(zhuǎn)子，陰轉(zhuǎn)子又稱為從動(dòng)轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子上的球軸承使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)軸向定位，并承受壓縮機(jī)中的軸向力。同樣，轉(zhuǎn)子兩端的圖柱滾子軸承使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)徑向定位，并承受壓縮機(jī)中的徑向力。在壓縮機(jī)機(jī)體的兩端，分別開設(shè)一定形狀和大小的孔口。一個(gè)供吸氣用，稱作吸氣孔口；另一個(gè)供排氣用，稱為排

4、氣孔口。 四、 螺桿壓縮機(jī)工作原理 v螺桿壓縮機(jī)的工作循環(huán)可分為吸氣、壓縮和排氣三個(gè)過程。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，每對(duì)相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環(huán)，為簡單起見，這里只研究其中的一對(duì)齒。 v圖1-2示出螺桿壓縮機(jī)的吸氣過程，所研究的一對(duì)齒用箭頭標(biāo)出。在圖1-2中，陽轉(zhuǎn)子按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，圖中的轉(zhuǎn)子端面是吸氣端面。機(jī)殼上有特定形狀的吸氣孔口。v圖1-2a示出吸氣過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。在這一時(shí)刻，這一對(duì)齒前端的型線完全嚙合，且即將與吸氣孔口連通。v隨著轉(zhuǎn)子開始運(yùn)動(dòng)，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個(gè)齒間容積的擴(kuò)大，在其內(nèi)部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口

5、連通，因此氣體便在壓差作用下流人其中，如圖1-2b中陰影部分所示。在隨后的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，陽轉(zhuǎn)子齒不斷從陰轉(zhuǎn)子的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴(kuò)大，并與吸氣孔口保持連通。從某種意義上講，也可以把這個(gè)過程看成是活塞（陽轉(zhuǎn)子齒）在氣缸（陰轉(zhuǎn)子齒槽）中滑動(dòng)。v吸氣過程結(jié)束時(shí)的轉(zhuǎn)子位置如圖1-2c所示，其最顯著的特征是齒間容積達(dá)到最大值，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，所研究的齒間容積不會(huì)再增加。齒間容積在此位置與吸氣孔口 斷開，吸氣過程結(jié)束。 4.2 壓縮過程 v圖1-3示出螺桿壓縮機(jī)的壓縮過程。這是從上面看相互嚙合的轉(zhuǎn)子。圖中的轉(zhuǎn)子端面是排氣端面，機(jī)殼上的排氣孔口如圖中粗實(shí)線所示。在這里，陽轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，陰

6、轉(zhuǎn)子沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。v圖1-3a示出壓縮過程即將開始時(shí)的轉(zhuǎn)子位置。此時(shí)，氣體被轉(zhuǎn)子齒和機(jī)殼包圍在一個(gè)封閉的空間中，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合就要開始減小。v隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小。被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減小，導(dǎo)致壓力升高，從而實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程。如圖1-3b所示。壓縮過程可一直持續(xù)到齒間容積即將與排氣孔口連通之前，如圖1-3c所示。 4.3 排氣過程 v圖1-4示出螺桿壓縮機(jī)的排氣過程。齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出（圖1-4a)。這個(gè)過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合（

7、圖1-4b)。此時(shí)，齒間容積內(nèi)的氣體通過排氣孔口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變?yōu)榱恪?v從上述工作原理可以看出，螺桿壓縮機(jī)是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積式氣體壓縮機(jī)械。氣體的壓縮依靠容積的變化來實(shí)現(xiàn)，而容積的變化又是借助壓縮機(jī)的一對(duì)轉(zhuǎn)子在機(jī)殼內(nèi)作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來達(dá)到。與活塞壓縮機(jī)的區(qū)別，是它的工作容積在周期性擴(kuò)大和縮小的同時(shí)，其空間位置也在變更。只要在機(jī)殼上合理地配置吸、排氣孔口，就能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)的基本工作過程吸氣、壓縮及排氣過程。 五 螺桿壓縮機(jī)特點(diǎn) v就氣體壓力提高的原理而言，螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同，都屬于容積式壓縮機(jī)。就主要部件的運(yùn)動(dòng)形式而言，又與透平壓縮機(jī)相似。所以，螺桿壓縮機(jī)同時(shí)兼

8、有上述兩類壓縮機(jī)的特點(diǎn) v螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：v1)可靠性高。螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長，大修間隔期可達(dá)48萬h。v2)操作維護(hù)方便。操作人員不必經(jīng)過長時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)，可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn)。v3)動(dòng)力平衡性好。螺桿壓縮機(jī)沒有不平衡慣性力，機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作，可實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別適合用作移動(dòng)式壓縮機(jī)，體積小、重量輕、占地面積少。v4)適應(yīng)性強(qiáng)。螺桿壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，排氣量幾乎不受排氣壓力的影響，在寬廣的范圍內(nèi)能保護(hù)較高的效率。v5)多相混輸。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面間實(shí)際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓送含液氣體、含粉塵氣體、易聚合氣體等。 v螺桿壓縮機(jī)的主要缺

9、點(diǎn)：v1)造價(jià)高。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是一空間曲面，需利用特制的刀具，在價(jià)格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外，對(duì)螺桿壓縮機(jī)氣缸的加工精度也有較高的要求。所以，螺桿壓縮機(jī)的造價(jià)較高。v2)不能用于高壓場合。由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制，螺桿壓縮機(jī)只能適用于中、低壓范圍，排氣壓力一般不能超過4.5MPa。v3)不能制成微型。螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于0.2m3/min時(shí)，螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。 六 螺桿壓縮機(jī)的分類v螺桿壓縮機(jī)有多種分類方法：v按運(yùn)行方式的不同，分為無油壓縮機(jī)和噴油壓縮機(jī)兩類；v按被壓縮氣體種類和用途的不同，分為空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)和工藝壓

10、縮機(jī)三種；v按結(jié)構(gòu)形式的不同，分為移動(dòng)式和固定式、開啟式和封閉式等。 v上述每種螺桿壓縮機(jī)的工作原理完全相同，但在某個(gè)主要特征上又有顯著的區(qū)別。每一種螺桿壓縮機(jī)都有其固有的特點(diǎn)，滿足一定的功能，并適用于一定的范圍。 v在無油螺桿壓縮機(jī)中，氣體在壓縮時(shí)不與潤滑油接觸。圖1-5為無油螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，無油機(jī)器的轉(zhuǎn)子并不直接接觸，相互間存在一定的間隙。陽轉(zhuǎn)子通過同步齒輪帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，同步齒輪在傳輸動(dòng)力的同時(shí)，還確保了轉(zhuǎn)子間的間隙。 v值得指出的是：所謂“無油”，指的是氣體在被壓縮過程中，完全不與油接觸，即壓縮機(jī)的壓縮腔或轉(zhuǎn)子之間沒有油潤滑。但壓縮機(jī)中的軸承、齒輪等零部件，仍是用普通潤滑方

11、式進(jìn)行潤滑的，只是在這些潤滑部位和壓縮腔之間，采取了有效的隔離軸封。v在噴油螺桿壓縮機(jī)中，大量的潤滑油被噴人所壓縮的氣體介質(zhì)中，起著潤滑、密封、冷卻和降低噪聲的作用。噴油機(jī)器中不設(shè)同步齒輪，一對(duì)轉(zhuǎn)子就象一對(duì)齒輪一樣，由陽轉(zhuǎn)子直接帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所以，噴油機(jī)器的結(jié)構(gòu)更為簡單 七 螺桿壓縮機(jī)的適用范圍v6.1.噴油螺桿空氣壓縮機(jī)v噴油螺桿空氣壓縮機(jī)分為固定式和移動(dòng)式兩類。固定式的使用場所不變，用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有較好的消聲措施，主要為各種氣動(dòng)工具及氣控儀表提供壓縮空氣。移動(dòng)式適合于在野外流動(dòng)作業(yè)場所，采用內(nèi)燃機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。v噴油螺桿空氣壓縮機(jī)目前的容積流量范圍為0.2 l00m3/min，排氣壓力

12、可達(dá)到2.6MPa。由于油氣分離和氣體凈化技術(shù)的發(fā)展，噴油螺桿空氣壓縮機(jī)越來越多地被用到對(duì)空氣品質(zhì)要求非常高的應(yīng)用場合，如食品、醫(yī)藥及棉紡企業(yè)，占據(jù)了許多原屬無油壓縮機(jī)的市場。 v6.2噴油螺桿制冷壓縮機(jī)v螺桿制冷壓縮機(jī)都采用噴油潤滑的方式運(yùn)行。按與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接方式的不同，分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。目前，半封閉和全封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于民用住宅和商用樓房的中央空調(diào)系統(tǒng)，產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過開啟式。此外，螺桿制冷壓縮機(jī)還用于工業(yè)制冷、食品冷凍、冷藏，以及各種交通運(yùn)輸工具的制冷裝置中。v6.3.噴油螺桿工藝壓縮機(jī)v噴油螺桿工藝壓縮機(jī)用來壓縮各種工藝流程中的氣體，通常是由噴油螺桿制冷壓縮機(jī)改

13、制而成，運(yùn)行于其設(shè)計(jì)工況之內(nèi)。v噴油螺桿工藝壓縮機(jī)的工作壓力由工藝流程確定，單級(jí)壓比可達(dá)10，排氣壓力通常小于4.5MPa，但最高可達(dá)9.0MPa，容積流量范圍為1200m3/min。 v6.4干式螺桿壓縮機(jī)v干式螺桿壓縮機(jī)可用來作為空氣壓縮機(jī)或工藝壓縮機(jī)，壓縮過程中沒有液體內(nèi)冷卻和潤滑。干式螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速往往很高，對(duì)軸承和軸封要求較高，而且排氣溫度也較高，單級(jí)壓比小。目前一般干式螺桿壓縮機(jī)的單級(jí)壓比為1.53.5，雙級(jí)壓比可達(dá)810，排氣壓力通常小于2.5MPa，容積流量為3一500 m3/min。.v6.5.噴水螺桿壓縮機(jī)v為了降低干式螺桿壓縮機(jī)的排氣溫度，提高單級(jí)排氣壓力，發(fā)展了向壓縮腔

14、噴水的無油螺桿壓縮機(jī)。由于水不具有潤滑性，故這類壓縮機(jī)中也設(shè)有同步齒輪，結(jié)構(gòu)基本與干式無油螺桿壓縮機(jī)相同。在壓縮腔與軸承、齒輪間，也需有可靠的軸封，以使噴入的水與潤滑油相隔離。 八 螺桿壓縮機(jī)主要零部件 v8.1 機(jī)體v機(jī)體是螺桿壓縮機(jī)的主要部件，由中間部分的氣缸及兩端的端蓋組成。為了制造方便，轉(zhuǎn)子直徑較小時(shí)，常將排氣側(cè)端蓋或吸氣側(cè)端蓋與氣缸鑄成一體，制成帶端蓋的整體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子順軸向裝人氣缸。在較大的機(jī)器中，氣缸與吸氣和排氣端蓋常常是分開的。有的大型螺桿壓縮機(jī)的機(jī)體還在轉(zhuǎn)子軸線平面設(shè)水平剖分面，這種結(jié)構(gòu)便于機(jī)器的拆裝和間隙的調(diào)整。v具有吸氣通道或排氣通道的端蓋，有整體式結(jié)構(gòu)的，也有中分式結(jié)構(gòu)的

15、。通常端蓋內(nèi)置有軸封、軸承，有的端蓋同時(shí)還兼作增速齒輪或同步齒輪的箱體。 v機(jī)體的材料主要取決于所要達(dá)到的排氣壓力和被壓縮氣體的性質(zhì)：當(dāng)排氣壓力小于2.5MPa時(shí)，可采用普通灰鑄鐵；當(dāng)排氣壓力大于2.5MPa時(shí)，就應(yīng)采用鑄鋼或球墨鑄鐵。另外，普通灰鑄鐵可用于空氣等惰性氣體，鑄鋼或球墨鑄鐵可用于碳?xì)浠衔锖鸵恍┹p微腐蝕性氣體。對(duì)于腐蝕性氣體、酸性氣體和含水氣體，就要采用高合金鋼或不銹鋼。v對(duì)于腐蝕性氣體介質(zhì)，也可采用在普通鑄鐵材料上噴涂或刷鍍一層防腐材料的方法，達(dá)到防腐的目的。 8.2 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是螺桿壓縮機(jī)的主要零件，其結(jié)構(gòu)有整體式與組合式兩類。當(dāng)轉(zhuǎn)子直徑較小時(shí)，通常采用整體式結(jié)構(gòu)（圖9-5a)

16、。而當(dāng)轉(zhuǎn)子直徑大于350mm時(shí)，為節(jié)省材料和減輕重量，轉(zhuǎn)子常采用組合式結(jié)構(gòu)（圖9-5b, c, d)。 v當(dāng)排氣溫度較高時(shí)，為了減少轉(zhuǎn)子的變形，干式螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子有時(shí)采用內(nèi)部冷卻的結(jié)構(gòu)。圖9-6所示為一種無油壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部冷卻系統(tǒng)圖。 陰、陽轉(zhuǎn)子的齒數(shù)組合多用6、 5齒，7、5齒，6、4齒，也有少數(shù)機(jī)器采用8、6齒和5、4齒，且陰轉(zhuǎn)子的齒數(shù)總是多于陽轉(zhuǎn)子 。 無油螺桿壓縮機(jī)采用同步齒輪傳動(dòng)，噴油螺桿壓縮機(jī)大多數(shù)采用陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，即“陽拖陰”方式，在中小型噴油螺桿壓縮機(jī)中，為了省去增速機(jī)構(gòu)，還可采用“陰拖陽”的特殊驅(qū)動(dòng)方式。 v在螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中，有時(shí)在陰、陽轉(zhuǎn)子的齒頂設(shè)有密封齒，并在陽轉(zhuǎn)子齒根

17、圓的相應(yīng)部位開密封槽。密封齒數(shù)及其位置，有多種方案可供選擇。以陰轉(zhuǎn)子為例，圖9一8中示出、共三種方案。 v螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的毛坯常為鍛件，一般多采用中碳鋼，如45鋼等。有特殊要求時(shí)，也有用40Cr等合金鋼或鋁合金的。目前，不少轉(zhuǎn)子采用球墨鑄鐵，既便于加工，又降低了成本。常用的球墨鑄鐵牌號(hào)為QT600-3等。v轉(zhuǎn)子精加工后，應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡校驗(yàn)。校驗(yàn)時(shí)，允許在吸人端面較厚的部分取重。允許的不平衡力矩，因機(jī)器的尺寸和轉(zhuǎn)數(shù)不同，通常是（(0.05一1.0)N.m，可近似地取作（(0.1一0.2)Gx 10-3N .m（G為轉(zhuǎn)子重量，N)。尺寸小、轉(zhuǎn)速高的機(jī)器應(yīng)取偏低值。 8.3 軸承v在螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子上

18、，作用有軸向力和徑向力。v徑向力是由于轉(zhuǎn)子兩側(cè)所受壓力不同而產(chǎn)生的，其大小與轉(zhuǎn)子直徑、長徑比、內(nèi)壓比及運(yùn)行工況有關(guān)。v由于轉(zhuǎn)子一端是吸氣壓力，另一端是排氣壓力，再加上內(nèi)壓縮過程的影響，以及一個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)另一轉(zhuǎn)子等因素，便產(chǎn)生了軸向力。軸向力的大小是轉(zhuǎn)子直徑、內(nèi)壓比及運(yùn)行工況的函數(shù)。 v螺桿壓縮機(jī)常用的軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。由于氣體力引起的軸承負(fù)荷很大，因此，氣體軸承和磁懸浮軸承等并不適用于螺桿壓縮機(jī)。 v向心軸承分為球軸承和滾子軸承，包括深溝球軸承、角接觸球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承和圓錐滾子軸承。滾動(dòng)軸承游隙小，摩擦損耗小，維護(hù)也比較簡單，有利于提高壓縮機(jī)的效率。但這些軸承都有一個(gè)工

19、作壽命，它是根據(jù)軸承的負(fù)荷、速度、結(jié)構(gòu)材料、溫度和潤滑狀況而計(jì)算出來的數(shù)值。 v滑動(dòng)軸承又稱為流體動(dòng)力軸承，是指軸被油膜支撐起來。軸承內(nèi)油膜的形成取決于軸承的結(jié)構(gòu)形狀。滑動(dòng)軸承不存在機(jī)械磨損部件，只要軸承被充以適當(dāng)粘度和品質(zhì)的潤滑油，工作在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?，并且油被很好的過濾，滑動(dòng)軸承將永遠(yuǎn)工作下去。另外很重要的一點(diǎn)是，這類軸承不易受速度變化的影響。但滑動(dòng)軸承的加工和裝配都不及滾動(dòng)軸承方便，較大的游隙也要求壓縮機(jī)的各處間隙增大，導(dǎo)致泄漏量增多，壓縮機(jī)效率降低。 v在螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)中，無論采用何種形式的軸承，都應(yīng)確保轉(zhuǎn)子的一端固定，另一端能夠伸縮。一般情況下，轉(zhuǎn)子在排出側(cè)軸向定位，在吸入側(cè)留有

20、較大的軸向間隙，讓其自由膨脹，以便保持排出端有不變的最小間隙值，使氣體泄漏為最小，并避免端面磨損。 v在無油螺桿空氣壓縮機(jī)中，通常采用高精度的滾動(dòng)軸承，以便得到高的安裝精度，使壓縮機(jī)獲得良好的性能。由于無油螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，在選擇滾動(dòng)軸承時(shí)，應(yīng)保證其有足夠長的壽命。無油螺桿壓縮機(jī)工作在中壓或高壓工況時(shí)，滾動(dòng)軸承的計(jì)算壽命往往較低，因此無油螺桿壓縮機(jī)的軸向或徑向軸承有時(shí)也采用滑動(dòng)軸承。 v在噴油螺桿空氣壓縮機(jī)中，由于軸向力及徑向力都不大，故都采用滾動(dòng)軸承。承受軸向力的軸承總是放在排氣端，以獲得最小的排氣端面間隙。通常，用分別安裝在轉(zhuǎn)子兩端的圓柱滾子軸承承受轉(zhuǎn)子的徑向載荷，用安裝在排氣端的一個(gè)

21、角接觸球軸承承受軸向載荷，并對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行雙向定位。在一些機(jī)器中，也用一對(duì)背靠背安裝的圓錐滾子軸承或角接觸球軸承同時(shí)承受徑向和軸向載荷。v在小載荷的螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)中，特別是半封閉螺桿制冷壓縮機(jī)和普通的螺桿制冷壓縮機(jī)中，都采用滾動(dòng)軸承承受徑向力和軸向力，并對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，從而使各處泄漏間隙減少到最小，使壓縮機(jī)的效率得到提高。v在大載荷的螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)中，由于使用滾動(dòng)軸承壽命太短，往往采用滑動(dòng)軸承， 油壓平衡活塞裝置 v當(dāng)轉(zhuǎn)子的軸向力過大影響到推力軸承的壽命時(shí)，往往采用油壓平衡活塞裝置來解決。v通常用一個(gè)平衡活塞或類似裝置，在它兩邊施加一定的壓差，來達(dá)到這一目的。一般用高壓油提供所需

22、壓力，也可以由高壓氣體來提供。由于軸向力不一樣，兩轉(zhuǎn)子所用的平衡活塞直徑也不一樣，或者有時(shí)只在陽轉(zhuǎn)子上設(shè)平衡活塞。 8.4 軸封v 無油螺桿壓縮機(jī)軸封v在無油螺桿壓縮機(jī)中，壓縮過程是在一個(gè)完全無油的環(huán)境中進(jìn)行的，這就要求在壓縮機(jī)的潤滑區(qū)與氣體區(qū)之間設(shè)置可靠的軸封。軸封不僅需要能在高圓周速度之下有效的工作，并且必須有一定的彈性，以適應(yīng)采用滑動(dòng)推力軸承時(shí)轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生的軸向移動(dòng)。另外，軸封的材料還必須能耐壓縮機(jī)所壓縮氣體的化學(xué)腐蝕。目前，無油螺桿壓縮機(jī)的軸封主要有石墨環(huán)式、迷宮式和機(jī)械式三種。 石墨環(huán)式軸封 v這種軸封包括一組密封盒。密封盒的數(shù)量隨密封壓力的不同而不同，一般為4一5個(gè)，且排氣側(cè)的密封

23、盒數(shù)多于吸氣側(cè)的密封盒數(shù)。石墨環(huán)4在軸向靠波紋彈簧2壓緊在密封盒5和保護(hù)圈1的側(cè)面上，以防止氣體經(jīng)石墨環(huán)的兩側(cè)面泄漏。v石墨環(huán)式軸封的密封環(huán)由摩擦系數(shù)較低的石墨制成，由于石墨具有良好的自潤滑性，即使石墨環(huán)與軸頸接觸也無妨礙。為了保證強(qiáng)度和使環(huán)孔的熱膨脹率與轉(zhuǎn)子軸材料的熱膨脹率相同，在密封環(huán)上往往還裝有鋼制支撐環(huán)。這樣，就可使密封環(huán)和軸之間的間隙很小，以達(dá)到好的密封效果，并且在一個(gè)寬的工作溫度范圍內(nèi)也可正常工作。 迷宮式軸封 v在這種軸封中，密封齒和密封面之間有很小的間隙，并形成曲折的流道，使氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)產(chǎn)生很大的阻力，以阻止氣體的泄漏。密封齒可以做在軸上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以做成具

24、有內(nèi)密封齒的密封環(huán)，固定在機(jī)體上。多數(shù)情況下，密封齒是加工在與軸固定的一個(gè)軸套上，當(dāng)密封齒損壞時(shí)便于更換。 有油潤滑的機(jī)械密封 v這種軸封工作可靠、密封性好。然而，這種軸封需要少量的潤滑油流過密封表面，這些潤滑油可能會(huì)混人所壓縮的氣體中。如果所壓縮氣體不允許有這種少量的污染，則需在軸封和壓縮機(jī)腔之間開一個(gè)排油槽。v應(yīng)當(dāng)注意的是，在無油螺桿壓縮機(jī)的工作轉(zhuǎn)速下，采用有汕潤滑的機(jī)械密封時(shí)，所消耗的功是比較大的。在許多場合，單個(gè)軸封的摩擦功耗就可以達(dá)到數(shù)千瓦。而無油螺桿壓縮機(jī)中，要采用四個(gè)軸封，因而必須考慮軸封的功耗這一因素。 2 噴油螺桿壓縮機(jī)軸封 v噴油螺桿壓縮機(jī)中有兩種不同的軸封：v與壓縮腔緊鄰

25、的轉(zhuǎn)子軸段的軸封，特別是在排氣端，這種軸封更為重要；v伸出壓縮機(jī)端蓋外的軸段也必須有軸封，以與大氣隔開。v由于壓縮介質(zhì)和運(yùn)行工況的不同，噴油螺桿空氣壓縮機(jī)的軸封與螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的軸封有很大的不同。 噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的軸封 v當(dāng)噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)采用滾動(dòng)軸承承受徑向力時(shí)，其轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間的軸封，可采用與前述螺桿空氣壓縮機(jī)相同的結(jié)構(gòu)。采用滑動(dòng)軸承承受徑向力時(shí)，滑動(dòng)軸承本身就自動(dòng)起到了軸封的作用。但必須給滑動(dòng)軸承提供壓力高于所密封氣體壓力的潤滑油，以使軸承沿長度方向布滿油，有效地起到密封的作用。 v同螺桿空氣壓縮機(jī)相比，這類壓縮機(jī)與大氣之間的密封就復(fù)雜多了。主要原因是：壓縮

26、機(jī)內(nèi)要密封的不是空氣，而有可能是有毒的或易燃?xì)怏w并且通常都很貴重；它可能不允許被從外面漏人的空氣污染或沖淡；軸封一側(cè)的壓縮機(jī)內(nèi)壓力可能是不同程度的真空，也可能是達(dá)1 MPa的高壓，并且停機(jī)時(shí)需密封的壓力可能會(huì)更高。所以，在噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子外伸軸處，通常都采用復(fù)雜的面接觸式機(jī)械密封，主要有彈簧式和波紋管式兩種，分別如圖所示，并且需向此軸封處供以高于壓縮機(jī)內(nèi)部壓力的潤滑油，以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。值得注意的是，軸封中有關(guān)零部件的材料要能耐壓縮氣體的腐蝕。 5 同步齒輪 v在無油螺桿壓縮機(jī)中，轉(zhuǎn)子間的間隙和驅(qū)動(dòng)靠同步齒輪來實(shí)現(xiàn)。同步齒輪有可調(diào)式及不可調(diào)式兩種結(jié)構(gòu)，通常都采用圖所

27、示的可調(diào)式結(jié)構(gòu)。 v小齒圈1及大齒圈2都套在輪毅3上，調(diào)整小齒圈1，使之與大齒圈2錯(cuò)開一個(gè)微小角度，就可減少與主動(dòng)齒輪之間的嚙合間隙，如圖9-20b所示。間隙調(diào)整適當(dāng)以后，將小齒圈1、大齒圈2與輪毅3用圓錐銷4定位，再用螺栓5將大小齒圈及輪毅固定。為防止螺母松動(dòng)，螺母5之間用防松墊片6連接。v螺桿壓縮機(jī)同步齒輪的齒圈材料可用40CrMo鋼，輪毅材料通常為40中碳鋼。大小齒圈應(yīng)組合在一起加工，齒面須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，硬度為230一270HB為宜。 6 容量調(diào)節(jié)滑閥 v容量調(diào)節(jié)滑閥是螺桿壓縮機(jī)中用來調(diào)節(jié)容積流量的一種結(jié)構(gòu)元件，雖然螺桿壓縮機(jī)的容積流量調(diào)節(jié)方法有多種，但采用滑閥的調(diào)節(jié)方法獲得了廣泛的應(yīng)用，

28、特別是在噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)中，應(yīng)用尤為普遍。如圖所示，這種調(diào)節(jié)方法是在螺桿壓縮機(jī)的機(jī)體上，裝一調(diào)節(jié)滑閥，成為壓縮機(jī)機(jī)體的一部分。它位于機(jī)體高壓側(cè)兩內(nèi)圓的交點(diǎn)處，且能在與氣缸軸線平行的方向上來回移動(dòng)。 7 內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥 v螺桿壓縮機(jī)工作過程的重要特點(diǎn)之一是具有內(nèi)壓縮過程，壓縮機(jī)的最佳工況是內(nèi)壓比等于外壓比。若二者不等，無論是欠壓縮還是過壓縮，經(jīng)濟(jì)性都會(huì)降低。顯然，增大或減小排氣孔口的尺寸，將改變齒間容積內(nèi)氣體同排氣孔口連通的位置，從而改變內(nèi)壓比。如圖所示，通過一種滑閥調(diào)節(jié)方案，就可以獲得變化的排氣孔口，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)容積比和內(nèi)壓比的調(diào)節(jié)。 v在螺桿壓縮機(jī)的實(shí)際使用中，有時(shí)還要求同時(shí)調(diào)節(jié)容積

29、流量和內(nèi)容積比。兩個(gè)滑閥之間沒有機(jī)械聯(lián)系，分別由各自的液壓缸驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)液壓缸可以布置在壓縮機(jī)的同一端，通過一個(gè)套管機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)滑閥，也可以分別布置在壓縮機(jī)的兩端。 九 主機(jī)結(jié)構(gòu) 圖示為LGW-40/7型無油螺桿空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)。 v無油螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子之間不能直接接觸，所以陽轉(zhuǎn)子是通過高精度的同步齒輪驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子的。并且陰轉(zhuǎn)子上的同步齒輪是可調(diào)式的，以確保轉(zhuǎn)子間的嚙合間隙處于理想范圍。為了減小轉(zhuǎn)子由于熱膨脹而產(chǎn)生的不均勻變形，向轉(zhuǎn)子的中心通人循環(huán)油冷卻。考慮到一般空氣壓縮機(jī)的負(fù)荷較小，徑向軸承和推力軸承都采用滾動(dòng)軸承，以便對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行精確定位。在吸排氣側(cè)均采用波紋彈簧壓緊的石墨環(huán)式軸封，以隔離壓縮腔

30、和軸承部位。另外，為了防止壓縮空氣吹進(jìn)軸承和影響潤滑，在最后一個(gè)密封單元之間的機(jī)體上開有通氣孔，以導(dǎo)出泄漏的空氣。 十 機(jī)組系統(tǒng)v10.1無油螺桿壓縮機(jī)機(jī)組系統(tǒng) v由下列主要部件組成：電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、增速齒輪、壓縮機(jī)、潤滑油系統(tǒng)、消聲器、旁通調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及冷卻水、自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)等。v無油螺桿壓縮機(jī)的潤滑油系統(tǒng)為壓縮機(jī)的潤滑、密封和控制元件提供具有一定壓力的潤滑油，油箱內(nèi)的壓力一般為大氣壓，向壓縮機(jī)的供油壓力一般為0.150.2MPa，供油油泵通常由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 v10.2噴油螺桿壓縮機(jī)機(jī)組系統(tǒng) v主要由下列部件組成：電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、壓縮機(jī)、氣路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)、容積流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以及冷

31、卻水、自動(dòng)調(diào)節(jié)和保護(hù)系統(tǒng)等v在氣路系統(tǒng)中，被壓縮氣體經(jīng)過進(jìn)氣過濾器濾去塵埃、雜質(zhì)之后，進(jìn)人壓縮機(jī)的吸氣腔，并在壓縮過程中與噴人的潤滑油混合。經(jīng)壓縮后的油氣混合物被排人一次油分離器中，再經(jīng)過二次油分離器進(jìn)一步分離后，潔凈的氣體被送入使用系統(tǒng) v噴油螺桿壓縮機(jī)的油路系統(tǒng)較為復(fù)雜，按油泵的配置特征，可分為無油泵系統(tǒng)、帶油泵系統(tǒng)和聯(lián)合系統(tǒng)三類。v帶油泵的油路系統(tǒng)：油泵從一次油分離器中吸人油，提高壓力后使油通過溫控器、油冷卻器及過濾器后送到壓縮機(jī)。通常油泵使油的壓力升高0.35一0.4MPa，通過油路系統(tǒng)壓力損失一部分，到達(dá)壓縮機(jī)時(shí)，油壓比排氣壓力大約高0.2MPa。v帶油泵的油路系統(tǒng)可避免機(jī)器冷態(tài)起動(dòng)

32、時(shí)，因噴油量不足而產(chǎn)生排氣溫度過高現(xiàn)象。然而，一旦油泵發(fā)生故障，就會(huì)有使整臺(tái)機(jī)器損壞的危險(xiǎn)。 v10.3 驅(qū)動(dòng)方式v由于噴油螺桿壓縮機(jī)和無油螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速、容積流量及消耗功率，均在寬廣的范圍內(nèi)變化，為適應(yīng)這一情況，充分發(fā)揮各自的特點(diǎn)，螺桿壓縮機(jī)的原動(dòng)機(jī)，除常用的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)外，還采用內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)及特種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。v在驅(qū)動(dòng)方式上，有的采用直聯(lián)驅(qū)動(dòng)，有的則采用利用帶或齒輪的增速驅(qū)動(dòng)。常見的驅(qū)動(dòng)方式見圖 v圖中的增速齒輪箱，可以是獨(dú)立于螺桿壓縮機(jī)主機(jī)之外的裝置，也可以是所謂“內(nèi)藏式”增速齒輪結(jié)構(gòu)。v在“內(nèi)藏式”增速齒輪結(jié)構(gòu)中，其增速齒輪箱體就是壓縮機(jī)和原動(dòng)機(jī)的中間接筒。采用這種結(jié)構(gòu)后，

33、只要改變一對(duì)齒輪的齒數(shù)，就可以使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子獲得不同的轉(zhuǎn)速，并進(jìn)而得到不同容積流量的壓縮機(jī)。這樣，就可以用少數(shù)幾種規(guī)格的轉(zhuǎn)子，形成規(guī)格齊全的壓縮機(jī)系列，十分有利于擴(kuò)大批量和降低成本。v隨著傳動(dòng)帶材料和制造工藝的不斷改進(jìn)，在螺桿壓縮機(jī)機(jī)組中，已開始大量采用帶傳動(dòng)的增速方式。與齒輪傳動(dòng)的增速方式相比，采用帶傳動(dòng)，可使螺桿壓縮機(jī)主機(jī)的結(jié)構(gòu)更為簡單，并使機(jī)組中壓縮機(jī)主機(jī)和原動(dòng)機(jī)的布置方案更為多樣，更加符合應(yīng)用場合的實(shí)際需要。 十一 螺桿壓縮機(jī)的檢修v11、1 檢修周期 中修： 612個(gè)月 大修：24 48個(gè)月 11、2 檢修內(nèi)容 1 中修項(xiàng)目 （1） 檢查機(jī)械密封。 （2） 清洗檢查油冷器。 （3） 清

34、洗油過濾器。 （4） 清洗壓縮機(jī)進(jìn)口過濾網(wǎng)。 （5） 檢查電氣設(shè)備的自保動(dòng)作。 （6） 檢查壓力、溫度繼電器的動(dòng)作。 （7） 能量調(diào)節(jié)裝置的動(dòng)作檢查。 （8） 校核聯(lián)軸器的對(duì)中情況。 （9） 檢查滑閥、轉(zhuǎn)子磨損、拉毛。 （10） 檢查更換推力軸承。 （11）檢查齒輪油泵的磨損情況。 2 大修項(xiàng)目 （1 ）包括中修項(xiàng)目。（2 ） 壓縮機(jī)組解體檢修。a測量陰陽轉(zhuǎn)子軸頸徑向圓跳動(dòng)，必要時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡校正。b測量陰陽轉(zhuǎn)子與殼體之間的徑向間隙、滑閥與機(jī)體的徑向間隙c測量轉(zhuǎn)子排氣端面與排氣端座、吸氣端面與吸氣端座之間的間隙d 測量平衡活塞與平衡活塞套、油活塞與油缸間的間隙。e測量軸承護(hù)圈與推力軸承外圈端

35、面的間隙。f測量滑動(dòng)軸承間隙。（3） 檢查機(jī)體內(nèi)表面、滑閥表面、轉(zhuǎn)子表面、兩端及吸排氣端座磨損情況。（4） 測量機(jī)體內(nèi)徑、滑閥外徑、轉(zhuǎn)子外圓、平衡活塞等各部尺寸。 （5） 檢查更換滾動(dòng)及滑動(dòng)軸承。 11.3 螺桿壓縮機(jī)的拆卸v11.3.1 拆卸前準(zhǔn)備v 1 掌握運(yùn)行情況，備齊必要的圖紙資料。v 2 備齊檢修工具、配件和材料，起重設(shè)備必須處于完好狀態(tài)。v 3 切斷水，電源，關(guān)閉機(jī)組所有進(jìn)出口閥門，放凈機(jī)內(nèi)介質(zhì)，符合安全檢修條件。v11.3.2 拆卸v 1 拆卸聯(lián)軸器罩殼及螺栓，檢查聯(lián)軸器對(duì)中情況。v 2 拆卸進(jìn)出口法蘭聯(lián)接螺栓。v 3 拆除潤滑油管線及其所有與機(jī)體相連管線。v 4 拆除壓縮機(jī)地腳

36、螺栓，吸氣過濾器聯(lián)接螺栓。v 5 吊下吸氣過濾器，拆下吸氣止逆閥，將壓縮機(jī)吊至修理平臺(tái)。v 6 主機(jī)解體檢查v（1）拆除能量指示器壓蓋，包括限位開關(guān)及其指示桿等能量指示組件v（2）拆下半聯(lián)軸器，拆卸軸封組件。 v（3）拆除滑閥組件。 v（4）拆除吸氣端滾動(dòng)軸承。 v（5）拆除吸氣端蓋 。 v 6 緩慢吊出陰陽螺桿轉(zhuǎn)子。 v 7 拆除排氣端軸承。 10、試車與驗(yàn)收10.1 試車前準(zhǔn)備（1）點(diǎn)動(dòng)電機(jī)，確定電機(jī)轉(zhuǎn)向。（2）檢查油泵轉(zhuǎn)向是否正確。（3）將合格的潤滑油注入油分離器，并觀察油分離器液面。（4）啟動(dòng)油泵馬達(dá)，進(jìn)行油循環(huán)。（5）調(diào)整油壓至工作狀態(tài)，檢查液面，抽樣分析油質(zhì)；（6）檢查機(jī)組的自保聯(lián)

37、鎖系統(tǒng),動(dòng)作應(yīng)靈敏準(zhǔn)確。（7）安裝聯(lián)軸器螺栓，手動(dòng)盤車應(yīng)能轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，無卡澀現(xiàn)象。（8） 打開進(jìn)出口截止閥（9） 檢查冷卻水系統(tǒng)。 （10）合上控制電源，檢查所有控制燈指示是否正確。（11）使四通閥處于減載或增載位置，檢查滑閥移動(dòng)是否正常，然后將滑閥調(diào)至零位。 （12） 停泵， 10.2：試車 （1）啟動(dòng)油泵，油壓正常后啟動(dòng)機(jī)組。（2）檢查主機(jī)機(jī)體及軸承處溫度是否正常，是否有異聲，所有儀表讀數(shù)應(yīng)正常，然后將四通閥置于增載位置，調(diào)節(jié)至所需要流量。（3）檢查流量、壓力,排出溫度、電流、油壓等是否正常，測量電機(jī)、壓縮機(jī)的軸承及其他有關(guān)部位的振動(dòng)。（4）調(diào)整潤滑油壓力、油溫，使穩(wěn)定在正常運(yùn)行值，潤滑油壓

38、力應(yīng)大于機(jī)組排出壓力0.15 0.30MPa。（5）精油過濾器的進(jìn)出口潤滑油壓差不得大于0.1MPa。（6）機(jī)組啟動(dòng)后，當(dāng)油溫高于35時(shí)，打開冷卻水閥門。（7） 機(jī)組潤滑油管線接頭等不得出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，機(jī)械密封的泄漏應(yīng)不大于每分鐘4滴。（8） 潤滑油進(jìn)油溫度不得高于65 。（9）機(jī)組排出溫度不得高于llO 。10.3 驗(yàn)收（1）機(jī)組連續(xù)運(yùn)行24h后，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求值或滿足 生產(chǎn)需要。（2）設(shè)備達(dá)到完好標(biāo)準(zhǔn)。（3）檢修記錄齊全、準(zhǔn)確。按規(guī)定辦理驗(yàn)收手續(xù)。 11、日常維護(hù)v定時(shí)巡檢，嚴(yán)格控制進(jìn)出口壓力、潤滑油壓力，油溫、排出溫度等主要操作指標(biāo)，按時(shí)填寫操作記錄，并做到齊全、準(zhǔn)確。 v定時(shí)檢查機(jī)組各部的振動(dòng)情況及有無異常雜音。v定時(shí)檢查機(jī)組密封、潤滑油管線接頭、進(jìn)出口閥門等泄漏點(diǎn)。v定時(shí)檢查壓縮機(jī)軸承及電機(jī)軸承有無異常現(xiàn)象。v嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備潤滑管理制度。 12、常見故障與處理1、壓縮機(jī)不加載 原因（1）：氣管路上壓力超過額定負(fù)荷壓力，壓力調(diào)節(jié)器斷開 措施：不必采取措施，氣管路上的壓力低于壓力調(diào)節(jié)器加載（位）壓力時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)加載。 原因（1）：氣管路上壓力超過額定負(fù)荷壓力，壓力調(diào)節(jié)器斷開 措施：