小編給大家整理了一下螺桿空壓機工作原理及各個(gè)空壓機系統工作原理的詳細分析,首先我們知道螺桿式空壓機主要分為:主機、電機系統,冷卻分離系統,氣路調節系統以及控制電路系統,那么他們在空壓機中又分別能起到什么作用呢?阿特拉斯·博萊特小編整理了以下內容:
單螺桿空壓機通常被稱(chēng)為蝸桿空壓機或單螺桿螺桿式空壓機。它的嚙合副由一個(gè)六頭螺桿和兩個(gè)11齒的星輪組成。單螺桿空壓機可以與兩個(gè)星輪嚙合,即使蝸桿受力平衡,也能使排量增加一倍。因此,通常所說(shuō)的螺桿式壓縮機是指雙螺桿式壓縮機。
螺桿式(即雙螺桿)壓縮機具有一對互相嚙合、相反旋向的螺旋形齒的轉子。其中,齒面凸起的轉子被稱(chēng)為陽(yáng)轉子,而齒面凹下的轉子則被稱(chēng)為陰轉子。隨著(zhù)轉子在機體內的旋轉運動(dòng),雙螺桿壓縮機的工作容積會(huì )由于齒的侵入或脫開(kāi)而不斷發(fā)生變化。這種周期性的變化會(huì )導致轉子每對齒槽間的容積不斷變化,從而實(shí)現吸氣、壓縮和排氣的目的。在螺桿式壓縮機中,陽(yáng)轉子和陰轉子通過(guò)互相嚙合來(lái)產(chǎn)生壓縮作用。當轉子旋轉時(shí),陽(yáng)轉子和陰轉子之間的齒槽會(huì )周期性地插入和退出,從而改變工作容積。在吸氣過(guò)程中,齒槽會(huì )擴大,使得工作容積減小,從而實(shí)現吸氣功能。在壓縮過(guò)程中,齒槽會(huì )縮小,使得工作容積增大,從而實(shí)現壓縮功能。在排氣過(guò)程中,齒槽再次擴大,使得工作容積減小,從而實(shí)現排氣功能。螺桿式壓縮機通過(guò)雙螺桿的互相嚙合,實(shí)現了齒輪傳動(dòng)的緊湊型設計,使得機器體積更小,占地面積更小,并且具有更高的壓縮比和更低的能耗。此外,螺桿式壓縮機還具有可靠性高、維護方便等特點(diǎn),因此在化工、食品、醫藥等行業(yè)中得到了廣泛的應用。
空壓機系統的關(guān)鍵組成部分——主機系統
在吸氣過(guò)程中,轉子旋轉時(shí),陽(yáng)轉子的一個(gè)齒會(huì )連續地脫離陰轉子的一個(gè)齒槽。這個(gè)過(guò)程中,齒間容積逐漸擴大,并且與吸氣孔口連通。氣體通過(guò)吸氣孔口進(jìn)入齒間容積,直到齒間容積達到最大值時(shí),才會(huì )與吸氣孔口斷開(kāi)。此時(shí),由齒與內殼體共同作用封閉齒間容積,吸氣過(guò)程才會(huì )結束。值得注意的是,此時(shí)陽(yáng)轉子和陰轉子的齒間容積彼此并不連通。
在壓縮過(guò)程轉子繼續旋轉的情況下,當陰、陽(yáng)轉子齒間容積連通之前,陽(yáng)轉子齒間容積中的氣體受到陰轉子齒的侵入而先行壓縮。經(jīng)過(guò)某一轉角之后,陰、陽(yáng)轉子齒間容積連通,形成一個(gè)“V”字形的齒間容積,即基元容積。隨著(zhù)兩轉子齒的互相擠入,基元容積被逐漸推移,容積也逐漸縮小,從而實(shí)現氣體的壓縮過(guò)程。在壓縮過(guò)程中,轉子齒的互相擠壓會(huì )導致齒間間隙的變小,從而使得基元容積逐漸減小。當基元容積與排氣孔口相連通時(shí),壓縮過(guò)程就會(huì )停止,此時(shí)氣體的壓力已經(jīng)達到足夠高的程度,可以推動(dòng)活塞從而實(shí)現氣體的排放。需要注意的是,在齒輪壓縮機中,由于齒輪的形狀和材料的不均勻性,齒輪表面的接觸面積和齒輪之間的壓力分布會(huì )隨著(zhù)轉子的旋轉而變化。因此,在齒輪壓縮機的設計和制造過(guò)程中,需要考慮這些因素,以保證齒輪的壓縮性能和壽命。
在排氣過(guò)程中,由于轉子旋轉,基元容積會(huì )不斷縮小。這就導致壓縮后的氣體被送到排氣管中,這一過(guò)程會(huì )一直持續,直到容積最小化為止。
在螺桿式制冷壓縮機中,隨著(zhù)轉子連續旋轉,吸氣、壓縮和排氣過(guò)程會(huì )依次循環(huán)進(jìn)行,各基元容積會(huì )依次工作,從而構成了該壓縮機的工作循環(huán)。
從上述過(guò)程分析可知,當兩個(gè)轉子相互靠近時(shí),即凸齒與凹齒彼此迎合嵌入的一側,氣體受壓縮并形成較高壓力,稱(chēng)為高壓力區。相反,當兩個(gè)轉子相互遠離時(shí),即凸齒與凹齒彼此脫開(kāi)的一側,齒間容積擴大形成較低壓力,稱(chēng)為低壓力區。這兩個(gè)區域通過(guò)機殼和轉子的接觸線(xiàn)被隔開(kāi),可以粗略地認為兩轉子的軸線(xiàn)平面是高、低壓力區的分界面。此外,由陰陽(yáng)轉子之間的嚙合線(xiàn)構成的螺旋形通道使得基元容積內的氣體在壓縮的同時(shí),由吸氣端向排氣端作螺旋運動(dòng)。這種螺旋運動(dòng)有助于增加轉子間的接觸面積,提高氣體傳遞效率,從而提高熱力學(xué)轉換效率。
螺桿式壓縮機是一種回轉式壓縮機,具有離心式壓縮機的特征,但在工作原理上,它屬于容積式壓縮機的一種。具有以下缺點(diǎn):
1、螺旋形轉子的空間曲面的加工精度要求高,這使得制造和加工過(guò)程更加復雜,成本更高。
2、 轉子間的嚙合線(xiàn)無(wú)法實(shí)現較好的級間密封以及受轉子剛度等的限制,導致螺桿式壓縮機在較高的終了壓力下無(wú)法實(shí)現更好的密封性能。目前,螺桿式壓縮機主要應用于中低速、平穩運行的工況,無(wú)法滿(mǎn)足高粘度、高轉速的要求。
3、 介質(zhì)周期性地高速通過(guò)吸、排氣孔口,通過(guò)縫隙的泄漏等原因,使壓縮機噪聲大。這種情況下,需要采取消音減噪措施,以保證設備的正常運行和員工的舒適。
4、 由于以上特點(diǎn),螺桿式壓縮機一般應用于以下工況:流量不是很高、需長(cháng)周期平穩運行、排氣壓力不高的工況。然而,隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,螺桿式壓縮機在高溫、高壓、高轉速等惡劣工況下的應用將越來(lái)越廣泛,其性能和可靠性也將得到進(jìn)一步提升。
機殼是壓縮機的主要組成部分之一,通常由機體、吸氣端座和排氣端座組成。機體是連接各零部件的中心部件,其形狀設計為∞形,與兩個(gè)嚙合轉子的外圓柱面相適應,可以確保轉子精確地裝入機體內,實(shí)現良好的配合。機殼的端面形狀為∞形,是為了使轉子能夠順利地裝入機體內。在機體內壁面設有符合轉子轉角要求的徑向吸氣孔口,可以保證轉子在旋轉過(guò)程中順利實(shí)現吸氣過(guò)程。此外,機殼還負責固定壓縮機的其他部件,確保整個(gè)空壓機系統的穩定性。機殼材料的選擇也是至關(guān)重要的。通常會(huì )選擇高強度、耐腐蝕的金屬材料,如不銹鋼、鋁合金等,以確保機殼具有足夠的強度和耐久性,在長(cháng)時(shí)間使用中不會(huì )出現磨損或腐蝕現象。機殼是空壓機系統中非常重要的一個(gè)部件,其合理的設計和材料的選擇可以確??諌簷C系統的穩定性和可靠性。
吸、排氣端座位于機體前后兩端,作為端面密封和提供軸承裝配位置的重要部件。
轉子是實(shí)現變容式壓縮的主要部件,它由兩個(gè)陰陽(yáng)轉子組成。轉子齒形采用高精度的專(zhuān)用機床和專(zhuān)用刀具進(jìn)行加工,是壓縮機的關(guān)鍵零件之一。轉子型線(xiàn)通常為單邊非對稱(chēng)擺線(xiàn)或圓弧型線(xiàn)。陰陽(yáng)轉子在結構上有兩種方式:
陽(yáng)轉子與電動(dòng)機聯(lián)接為主動(dòng)轉子,傳遞轉矩,同時(shí)通過(guò)嚙合關(guān)系帶動(dòng)陰轉子(從動(dòng)轉子)旋轉。
2. 陰、陽(yáng)轉子分別通過(guò)各自的從動(dòng)齒輪與電機驅動(dòng)的主動(dòng)齒輪相互嚙合,從而傳遞轉矩。
軸承是一個(gè)重要的機械零件,它的主要功能是支承轉子并保證其高速旋轉。在電機端,滾柱軸承一般被采用,起到支撐和減少轉子與軸之間的摩擦的作用。然而,在轉子旋轉并壓縮氣體時(shí),會(huì )產(chǎn)生軸向推力,這會(huì )對軸承造成損壞。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以在轉子的另一端采用斜柱軸承。這種軸承不僅能夠克服轉子旋轉時(shí)的軸向力,還可以承受徑向力,從而確保軸承的可靠性和壽命??傊?,軸承在機械傳動(dòng)中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色,其選擇和設計需要根據具體應用場(chǎng)景和要求進(jìn)行考慮。
螺桿壓縮機是一種常見(jiàn)的壓縮機,其工作原理是通過(guò)螺桿的旋轉將低溫低壓的工質(zhì)吸入螺桿腔中,在螺桿的軸向推力作用下,工質(zhì)被壓縮升溫,然后通過(guò)排氣口排出高溫高壓的排氣氣體。為了保證螺桿壓縮機的正常運行和延長(cháng)其使用壽命,其潤滑非常重要。絕大部分螺桿壓縮機都采用噴油式潤滑。噴油式潤滑是通過(guò)潤滑油和添加劑混合后,通過(guò)噴嘴噴入螺桿腔中,隨著(zhù)介質(zhì)的流動(dòng)對機器進(jìn)行潤滑和密封。
這種潤滑方式具有以下優(yōu)點(diǎn):
1) 降低排氣溫度:由于螺桿壓縮機排出的氣體溫度較高,采用噴油式潤滑可以降低排氣溫度,減少熱損失,提高工作效率。
2) 減少工質(zhì)泄漏,提高密封效果:噴油式潤滑可以使潤滑油均勻地覆蓋在螺桿和軸封表面,減少工質(zhì)泄漏,提高密封效果,從而避免工質(zhì)的損失和污染,提高螺桿壓縮機的運行效率和壽命。
3) 增強對零部件的潤滑,提高零部件壽命:噴油式潤滑可以更好地滋潤和保護螺桿壓縮機中的零部件,減少其磨損和腐蝕,從而延長(cháng)其使用壽命。
4) 對聲波有吸收和阻尼作用,可以降低噪聲:噴油式潤滑可以使螺桿壓縮機產(chǎn)生較少的聲音,對聲波有吸收和阻尼作用,可以降低噪聲,提高螺桿壓縮機的舒適性和穩定性。
5) 沖洗掉機械雜質(zhì),減少磨損:噴油式潤滑可以沖洗掉螺桿壓縮機中的機械雜質(zhì),減少其對螺桿和軸封的磨損,延長(cháng)其使用壽命。然而,噴油式潤滑也存在一些缺點(diǎn)。由于噴油量較大,需要增設潤滑油系統,并且壓縮機出口也必須增設油氣分離器,這將增大機組的體積和復雜性。同時(shí),對于不允許污染的介質(zhì)則不能采用這種方式。因此,也有部分螺桿壓縮機機內是無(wú)油潤滑。綜上所述,噴油式潤滑是螺桿壓縮機中常用的潤滑方式,但也需要根據具體情況進(jìn)行選擇。
陰陽(yáng)轉子的嚙合間隙、轉子的剛度和質(zhì)量以及整個(gè)機組的加工質(zhì)量,都要求采用無(wú)油潤滑的壓縮機進(jìn)行高要求。
電機系統:主機與電機連接為剛性結構,傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)。
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