文档介绍：螺杆式压缩机的发展与前景
班级:热能11-2班
姓名:张斌生孔禹
螺杆式压缩机的发展与前景
概述
螺杆杆式制冷压缩机和活塞式制冷压缩机在气体压缩方式上相同,都属于容积型压缩机,也就是说它们都是靠容积的变化而使气体压缩的。不同点是这两种压缩机实现工作容积变化的方式不同。螺杆式制冷压缩机又分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。其中双螺杆压缩机是利用置于机体内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相啮合旋转及其与机体内壁和吸、排气端座内壁的配合,造成齿间容积的变化,从而完成气体的吸入、压缩及排出过程。
螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。无油螺杆压缩机[1]本世纪30年代问世时主要用于压缩空气,50年代才用于制冷装置中。60年代出现了气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机,性能得到提高。近年来,随着齿形和其他结构的不断改进,性能又有了很大提高。再加上螺杆式压缩机无余隙容积,效率高,无吸、排气阀装置等易损件。因此,目前螺杆式制冷压缩机已成为一种先进的制冷压缩机,特别是喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一,得到了广泛的应用。
螺杆式制冷压缩机主要由机壳、转子、轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置等组成。
机壳:—般为剖分式,由机体、吸气端座及排气端座等三部分用螺栓连接组成。机体内腔横断面为双圆相交的横8字形,与置于其内的两个啮合转子的外圆柱面相适合。
转子: 一对互相啮合的螺杆,其上具有特殊的螺旋齿形。其中凸齿形的称为阳螺杆(或称阳转子),凹齿形的称为阴螺杆(或称阴转子)。阳螺杆与阴螺杆的齿数比,一般为4:6(大流量的压缩机齿数比可为3:4,当压缩比高达20时,齿数比可采用6:8)。多数情况下,阳螺杆与电动机直接连接,称为主动转子,阴螺杆为从动转子,故阳螺杆多为四头右旋,阴螺杆多为六头左旋。为了使螺杆式制冷压缩机系列化,零件标准化和通用化,我国有关部门规定,螺杆的公称直径为63、80、100、125、160、200和315mm7种,其长径比分为
λ==。
轴承与辐封:螺杆式制冷压缩机的阴、阳螺杆均由滑动轴承(主轴承)和向心推力球轴承支承。主轴承用柱销正确安装固定在吸、排气端座内,止推轴承在排气侧阳、阴螺杆上各装有两只,以承受一定的轴内力。螺杆式制冷压缩机的轴封也多采用摩擦环式机械密封器,安装在主动转子靠联轴器——端轴上,其结构和原理同活塞式制冷压缩机的轴封相同。
平衡活塞:由了结构上的差异,因吸、排气侧之间的压力差所引起的,作用在阳螺杆上的轴向合力,比作用在阴螺杆上的轴向合力大得多。因此,阳螺杆上除装设止推轴承外,还增设油压平衡活塞,以减轻阳螺舒杆对滑动轴承端面的负荷,减轻止推轴承所承受的轴向力。
能量调节装置:由滑阀、油缸、油活塞、四通电磁换向阀及油管路等组成。活塞装在气缸壁下部两圆交汇处,改变滑阀的位置,即可起调节制冷量的作用。
螺杆式制冷压缩机工作时,齿间基元容积作周期性变化,从而使汽体沿转子轴向移动过程中完成吸汽,压缩和排气过程[1]。
螺杆式压缩机的特点:
螺杆式的优点:
(1) 螺杆式压缩机具有较高的齿顶线速度,转速高达每分钟万转以上,故常可与高速动力机直接相连。因而其单位排气量的体积、重量、占地面积以及排气脉动远比往复式压缩机为小。
(2)螺杆式压缩机没有诸如气阀、活塞环等零件,因而它运转可靠、寿命长、易于实现远距离控制。此外,由于没有往复运动零部件,不存在不平衡惯性力(矩),所以螺杆式压缩机基础小,甚至可以实现无基础运转。
(3)无油螺杆式压缩机可保持气体洁净(不含油);又由于阴螺杆、阳螺杆齿间实际上留有间隙,因而能耐液体冲击,可压送含液气体及粉尘气体等。此外,喷油螺杆式压缩机可获得高的单级压力比(最高达20—30)以及低的排气温度。
(4)螺杆式压缩机具有强制输气的特点,即排气量几乎不受排气压力的影响;其内压力比与转速、密度几乎无关系,这一点与叶片式压缩机不同。
(5)螺杆式压缩机在宽广的工况范围内,仍能保持较高的效率,没有叶片式压缩机在小排气量时出现的喘振现象。
螺杆式的缺点:
(1) 由于齿间容积周期性地与吸、排气孔口连通,以及气体通过间隙的泄漏等原因,致使螺杆式压缩机产生很强的中、高频噪声,必须采取消音、减噪措施。
(2) 由于螺杆齿面为一空间曲面,且加工精度要求又高,故加工需特制的***及专用的设备。
(3) 由于机器是依靠间隙密封气体,以及螺杆刚度等方面的限制,螺杆式压缩机只适用于中、低压范围。
3工作过程
螺杆式制冷压缩机的工作过程示意图
其中,a、b、c为从转子吸气侧(一般在转子上方)视图,表示了基元容积从吸气开始到吸气结束的过程;d、e、f为从转子排气侧(一