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單螺桿空氣壓縮機的工作原理

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-03-27

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一）.蝸桿壓縮機與活塞式壓縮機的比較：活塞式的傳動機構(gòu)是曲軸連桿往復(fù)運動結(jié)構(gòu)，與蝸桿式的旋轉(zhuǎn)運動結(jié)構(gòu)相比較，在技術(shù)上存在如下缺點：零部件的數(shù)量多，零部件的損壞的機率大，產(chǎn)品的可靠性低。這樣必然增加用戶的維修費用。曲軸連桿往復(fù)運動結(jié)構(gòu)，由于其往復(fù)運動的特性，限制了其轉(zhuǎn)速的提高，致使機器笨重，同時，該運動結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的慣性力能以平衡，剩余的慣性力，會使機器產(chǎn)生振動、噪聲以及零部件的不正常的損壞。所以活塞式振動大，機械性噪音大、可靠性低。氣流噪音是空壓機的主要噪聲源。從氣流噪聲的角度，可以簡要分析如下：在空機上氣流噪聲主要是由氣流脈動狀況形成的，氣流脈動與空壓機在單位時間內(nèi)排氣次數(shù)直接相關(guān)。假定活塞式轉(zhuǎn)速為每分鐘740轉(zhuǎn)（740r/min），一個二級缸，雙作用，則每分鐘排氣次數(shù)為1440次。蝸桿式轉(zhuǎn)速為每分鐘2970轉(zhuǎn)（2970r/min），12個氣缸，則每分鐘排氣次數(shù)為35640次。單位時間內(nèi)排氣次數(shù)越少，氣流脈動越嚴重，氣流噪聲也就越大。反之亦然，兩者相比懸殊。二）蝸桿壓縮機與雙螺桿壓縮機的比較：由技術(shù)概況可知，蝸桿壓縮機除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、單位容積利用率高和無氣閥組件等特點外，因其星輪對稱地配置于蝸桿的兩側(cè)，還具有下列雙螺桿壓縮機所無法比擬的獨特優(yōu)點。 1、單機容量大，無余隙容積從蝸桿主機彩色圖片上看，單螺桿上開有6個螺槽，由兩個星輪將各螺槽分隔成上下兩個空間，各自實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程，而且是同步進行的，這是雙螺桿壓縮機無法做到的，也是在氣流脈動，氣流噪聲方面無法比擬的地方。由于兩種型式的空壓機轉(zhuǎn)速可以完全相同，放在相同的轉(zhuǎn)速下進行分析對比。由于蝸桿壓縮機運行時，蝸桿每轉(zhuǎn)一周，每一個蝸桿槽均工作兩次（雙作用），使蝸桿空間得到充分利用，因此與雙螺桿壓縮機相比，兩者結(jié)構(gòu)尺寸相同時，蝸桿壓縮機排氣量較大；而當(dāng)兩者排氣量相同時，則蝸桿壓縮機結(jié)構(gòu)尺寸較小。如以每分鐘2970轉(zhuǎn)（2970R/MIN）的蝸桿壓縮機為例，每分鐘壓縮次數(shù)為2970*12=35640次；而雙螺桿的2根螺桿的齒數(shù)比選其大的數(shù)值，取為5，相當(dāng)于5個氣缸，其轉(zhuǎn)速也取為2970R/MIN，其每分鐘次數(shù)為2970*5=14850次，顯然與蝸桿壓縮機的35640次相差很多。因此，雙螺桿壓縮機與蝸桿壓縮機相比，在相同轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少，氣流脈動大，氣流噪聲大。此外，蝸桿的蝸桿槽深度隨壓力的增高而減少，在排氣結(jié)束，星輪齒脫離單槽時，深度為零，故不存在余隙容積。因而，蝸桿壓縮機較雙螺桿壓縮機的容積效率要高。 2、結(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性雙螺桿壓縮機主機的主要件就是兩個螺桿（俗稱雙螺桿），蝸桿壓縮機的主要件是蝸桿（俗稱單螺桿）。下面分析雙螺桿，蝸桿的受力狀況：雙螺桿壓縮機在壓縮氣體的過程中，必然受到氣體的反作用力，該力在兩個螺桿上形成很大的徑向力與軸向力（見宣傳資料上的受力分析圖），并自然傳遞到軸承上，所以雙螺桿壓縮機即使是選用最好的進口軸承，其壽命一般也只在一萬五千個小時左右。蝸桿壓縮機在壓縮氣體的過程中，也同樣必然受到氣體的反作用力，該力也在蝸桿上形成很大的徑向力和軸向力。蝸桿壓縮機在蝸桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側(cè)的氣體將通過引氣通道回流至低壓側(cè)，從而使蝸桿兩端而上的氣體力相互平衡。由于星輪在蝸桿軸線兩側(cè)對稱布置，作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡，作用于蝸桿槽內(nèi)的氣體軸向力也相互抵消，達到自身平衡（見受力分析圖）。因此，蝸桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用,且星輪片上所受的力也只是雙螺桿壓縮機的1/30左右，故蝸桿壓縮機的主機能平衡，無振動地在高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，而無需特別的基礎(chǔ)，僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機即使利用國產(chǎn)的普通軸承，其壽命也可以達到15萬小時，而且可以在用戶處就地維修。 3、主機壽命長由于蝸桿壓縮機的高速輕載，嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計，間隙適當(dāng)，容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動體動力潤滑油膜，從而有效地減少了星輪的磨損，降低了氣體的泄漏，提高了機器的壽命與效率，保障了運行安全可靠。 4、維護簡便，易損件少世界上沒有永不磨損的機器，無論雙螺桿壓縮機還是蝸桿壓縮機，在若干年后，均需對主機進行維修保養(yǎng)。單就更換軸承而言，雙螺桿壓縮機的進、排氣端4只重載軸承和2只四點軸承均需國外購進，成本昂貴；如若主、副轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磨損或者軸承走外圈，主副轉(zhuǎn)子與機殼內(nèi)壁發(fā)生磨擦，均無法在現(xiàn)場維修，須將主機運回生產(chǎn)廠，并花費巨額費用（約占整機售價的1/4~1/3）。而蝸桿壓縮機則無此顧慮，在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，現(xiàn)場即能進行解決，其費用極低。同時，由于雙螺桿壓縮機受力不好，軸承受力大，其機械噪聲也要比單螺桿壓縮機要大。: 回答者：網(wǎng)友

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