螺桿機的工作原理
螺桿式空氣壓縮機的核心部件是壓縮機主機,是容積式壓縮機中的一種,空氣的壓縮是靠裝置于機殼內互相平行嚙合的陰陽轉子的齒槽之容積變化而達到。轉子副在與它精密配合的機殼內轉動使轉子齒槽之間的氣體不斷地產生周期性的容積變化而沿著轉子軸線,由吸入側推向排出側,完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。因此,雙螺桿轉子的型線技術決定著螺桿式空氣壓縮機產品定位的檔次。
雙螺桿空壓機誕生于20世紀30年代。它由一對平行布置、相互嚙合的轉子組成。工作時,一個轉子按順時針轉動,一個轉子按逆時針轉動,在相互嚙合的過程中,空氣被壓縮到所需要的壓力。雙螺桿空壓機具有極高的機械可靠性和優良的動力平衡性,操作及維修亦十分方便,自問世之日起即引起工業界極大的關注。經過眾多的科研機構和制造企業的大量理論研究工作和生產實踐,雙螺桿空壓機于20世紀70年代已趨于成熟和完善,并獲得了極大的市場成功,是目前市場中的主導產品。目前,國內外知名的壓縮機生產企業生產的螺桿空壓機均為雙螺桿空壓機,而在市場中銷售的螺桿空壓機中,99%以上均為雙螺桿空壓機。
一. 基本結構和工作原理
通常所稱的螺桿壓縮機即指雙螺桿壓縮機。
螺桿壓縮機的基本結構:
在壓縮機的機體中,平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子。
通常把節圓外具有凸齒的轉子,稱為陽轉子或陽螺桿。把節圓內具有凹齒的轉子,稱為陰轉子或陰轉子。
一般陽轉子與原動機連接,由陽轉子帶動陰轉子轉動。
轉子上的最后一對軸承實現軸向定位,并承受壓縮機中的軸向力。轉子兩端的圓柱滾子軸承使轉子實現徑向定位,并承受壓縮機中的徑向力。
在壓縮機機體的兩端,分別開設一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用,稱為進氣口;另一個供排氣用,稱作排氣口。
工作原理:
螺桿壓縮機的工作循環可分為進氣,壓縮和排氣三個過程。隨著轉子旋轉,每對相互嚙合的齒相繼完成相同的工作循環。
2.壓縮過程:陰陽轉子在吸氣結束時,其陰陽轉子齒尖會與機殼封閉,此時氣體在齒溝內不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸件小,齒溝內的氣體被壓縮壓力提高。
3.排氣過程:當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣口相通時,被壓縮的氣體開始排出,直至齒尖與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時陰陽轉子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為0,即完成排氣過程,在此同時轉子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長,進氣過程又再進行。
從上述工作原理可以看出,螺桿壓縮機是一種工作容積作回轉運動的容積式氣體壓縮機械。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現,而容積的變化又是借助壓縮機的一對轉子在機殼內作回轉運動來達到。
二 螺桿壓縮機的特點:
就氣體壓力提高的原理而言,螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同,都屬容積式壓縮機。就主要部件的運動形式而言,又與離心壓縮機相似。所以,螺桿壓縮機同時具有上述兩類壓縮機的特點。
螺桿壓縮機的優點:
1.可靠性高:螺桿壓縮機零部件少,沒有易損件,因而它運轉可靠,壽命長,大修間隔期可達4-8萬小時。
2.操作維護方便:操作人員不必經過專業培訓,可實現無人值守運轉。
3.動力平衡性好:螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力,機器可平穩地高速工作,可實現無基礎運轉。
4.適應性強:螺桿壓縮機具有強制輸氣的特點,排氣量幾乎不受排氣壓力的影響,在寬廣范圍內能保證較高的效率。
5.多相混輸:螺桿壓縮機的轉子齒面實際上留有間隙,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。
螺桿壓縮機的缺點:
1.造價高:螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面,需利用特制的刀具,在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外,對螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。
2.不適合高壓場合:由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機只能適用于中,低壓范圍,排氣壓力一般不能超過3.0Mpa。
3.不能制成微型:螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體,目前一般只有容積流量大于0.2m3/min,螺桿壓縮機才具有優越的性能。
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