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單螺桿空氣壓縮機(jī)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(jī)與活塞式壓縮機(jī)的比較：活塞式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，與蝸桿式的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比較，在技術(shù)上存在如下缺點(diǎn)：零部件的數(shù)量多，零部件的損壞的機(jī)率大，產(chǎn)品的可靠性低。這樣必然增加用戶的維修費(fèi)用。曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，由于其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特性，限制了其轉(zhuǎn)速的提高，致使機(jī)器笨重，同時(shí)，該運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的慣性力能以平衡，剩余的慣性力，會(huì)使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲以及零部件的不正常的損壞。所以活塞式振動(dòng)大，機(jī)械性噪音大、可靠性低。氣流噪音是空壓機(jī)的主要噪聲源。從氣流噪聲的角度，可以簡(jiǎn)要分析如下：在空機(jī)上氣流噪聲主要是由氣流脈動(dòng)狀況形成的，氣流脈動(dòng)與空壓機(jī)在單位時(shí)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(gè)二級(jí)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(gè)氣缸，則每分鐘排氣次數(shù)為35640次。單位時(shí)間內(nèi)排氣次數(shù)越少，氣流脈動(dòng)越嚴(yán)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(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的比較：由技術(shù)概況可知，蝸桿壓縮機(jī)除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、單位容積利用率高和無(wú)氣閥組件等特點(diǎn)外，因其星輪對(duì)稱地配置于蝸桿的兩側(cè)，還具有下列雙螺桿壓縮機(jī)所無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 1、單機(jī)容量大，無(wú)余隙容積從蝸桿主機(jī)彩色圖片上看，單螺桿上開有6個(gè)螺槽，由兩個(gè)星輪將各螺槽分隔成上下兩個(gè)空間，各自實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過(guò)程，而且是同步進(jìn)行的，這是雙螺桿壓縮機(jī)無(wú)法做到的，也是在氣流脈動(dòng)，氣流噪聲方面無(wú)法比擬的地方。由于兩種型式的空壓機(jī)轉(zhuǎn)速可以完全相同，放在相同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行分析對(duì)比。由于蝸桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，蝸桿每轉(zhuǎn)一周，每一個(gè)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(jī)相比，兩者結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，蝸桿壓縮機(jī)排氣量較大；而當(dāng)兩者排氣量相同時(shí)，則蝸桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較小。如以每分鐘2970轉(zhuǎn)（2970R/MIN）的蝸桿壓縮機(jī)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(gè)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(jī)的35640次相差很多。因此，雙螺桿壓縮機(jī)與蝸桿壓縮機(jī)相比，在相同轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少，氣流脈動(dòng)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(shí)，深度為零，故不存在余隙容積。因而，蝸桿壓縮機(jī)較雙螺桿壓縮機(jī)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(jī)主機(jī)的主要件就是兩個(gè)螺桿（俗稱雙螺桿），蝸桿壓縮機(jī)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(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中，必然受到氣體的反作用力，該力在兩個(gè)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(jī)即使是選用最好的進(jìn)口軸承，其壽命一般也只在一萬(wàn)五千個(gè)小時(shí)左右。蝸桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)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(jī)在蝸桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側(cè)的氣體將通過(guò)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(duì)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(dá)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(jī)的1/30左右，故蝸桿壓縮機(jī)的主機(jī)能平衡，無(wú)振動(dòng)地在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而無(wú)需特別的基礎(chǔ)，僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機(jī)即使利用國(guó)產(chǎn)的普通軸承，其壽命也可以達(dá)到15萬(wàn)小時(shí)，而且可以在用戶處就地維修。 3、主機(jī)壽命長(zhǎng) 由于蝸桿壓縮機(jī)的高速輕載，嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，間隙適當(dāng)，容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動(dòng)體動(dòng)力潤(rùn)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(jī)器的壽命與效率，保障了運(yùn)行安全可靠。 4、維護(hù)簡(jiǎn)便，易損件少世界上沒有永不磨損的機(jī)器，無(wú)論雙螺桿壓縮機(jī)還是蝸桿壓縮機(jī)，在若干年后，均需對(duì)主機(jī)進(jìn)行維修保養(yǎng)。單就更換軸承而言，雙螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣端4只重載軸承和2只四點(diǎn)軸承均需國(guó)外購(gòu)進(jìn)，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(jī)殼內(nèi)壁發(fā)生磨擦，均無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)維修，須將主機(jī)運(yùn)回生產(chǎn)廠，并花費(fèi)巨額費(fèi)用（約占整機(jī)售價(jià)的1/4~1/3）。而蝸桿壓縮機(jī)則無(wú)此顧慮，在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，現(xiàn)場(chǎng)即能進(jìn)行解決，其費(fèi)用極低。同時(shí)，由于雙螺桿壓縮機(jī)受力不好，軸承受力大，其機(jī)械噪聲也要比單螺桿壓縮機(jī)要大。: 回答者：網(wǎng)友

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