第8章单螺杆压缩机§8.1工作原理及特点8.1.1基本工作原理螺杆和星轮可分为C型(Cylinder)和P型(Plane)最典型的结构为CP型。单螺杆压缩机的主要零部件:轴承机壳星轮螺杆基元容积的组成:单螺杆压缩机的主要零部件:轴承机壳星轮螺杆单螺杆压缩机原理8.1.2单螺杆压缩机的特点1)具有理想的力平衡性螺杆:径向力端面螺杆槽内轴向力星轮:轴向力很小2)单级容量大,无余隙容积一般,6个螺槽,2个星轮,相当于6缸双作用压缩机3)高速轻载,易形成流体动力润滑星轮基本不受载荷,只有轴承的摩擦阻力4)几何形状复杂,啮合副型线的加工精度要求高。单螺杆压缩机与螺杆压缩机的比较:1)力平衡方面单螺杆压缩机:螺杆承受的径向和轴向气体力可以自动平衡,星轮齿承受气体力,要求星轮齿具有足够的强度和刚度。双螺杆压缩机:螺杆转子承受较大的径向和轴向气体力,要求螺杆具有足够的强度和刚度。2)驱动方式单螺杆压缩机:与电动机直接联或加带轮。螺杆压缩机:与电动机直联或加带轮,转速较高时须加增速齿轮3)可靠性方面单螺杆压缩机:单螺杆压缩机的星轮是易损部件,除对星轮材料有较高要求外,星轮还需定期更换。双螺杆压缩机:双螺杆压缩机中没有易损件,无故障运行时间可达4~8万小时。4)效率方面单螺杆压缩机:中速(1500~3500r/min)时效率高,直联,比功率5.9~6.4KW/(m/min)双螺杆压缩机:高速(3000~7000r/min)时效率高,加增速齿轮,比功率6.0~6.6KW/(m/min)。随着运行时间增加,单螺杆压缩机的星轮磨损将导致气量减少和效率降低。5)噪音和振动方面单螺杆压缩机:力平衡性好、振动小、噪声低,一般为60~68dB。双螺杆压缩机:力平衡性差、金属螺杆啮合时有高频噪声,64~78dB。6)加工设备方面单螺杆压缩机:没有成熟的专用加工设备,进而导致产品的性能不是很稳定。双螺杆压缩机:已有成熟的螺杆专用铣床和磨床,可确保产品性能稳定。7)维修性单螺杆压缩机:主机机壳采用整体结构后,星轮侧有大窗口,维修方便。双螺杆压缩机:转子轴承寿命较短,更换时须打开机壳,工作量大。8)适用性方面单螺杆压缩机:由于螺杆受力完全平衡,单螺杆压缩机能在高压下工作,适合用于高排气压力的场合,如高压空气压缩机、制冷压缩机和天然气压缩机等。美国海军认为对于高压无油压缩机而言,单螺杆压缩机是唯一的选择。目前美国是世界唯一拥有高压无油单螺杆压缩机的国家。双螺杆压缩机:由于受到转子刚度和轴承负荷等方面的限制,双螺杆压缩机只能适用于中、低压范围,如动力用空气压缩机、制冷压缩机和低压天然气压缩机等,排气压力一般不能超过4.5MPa。8.1.3单螺杆压缩机的发展历史及现状1955年英国的J.W.Goodyear的“压能变换装置”专利。1960年法国的B.Zimmern首先提出单螺杆压缩机的设想,并取得发明专利。1963年B.Zimmern试制出第一台单螺杆空气压缩机样机并批量生产。此后,日本三井精机等引进专利,进行系列化生产。70年代中期荷兰的Grasso公司和英国的APVHall公司将单螺杆压缩机应用于制冷空调领域。并开始由喷油机型发展为喷水、喷制冷剂的新机型。主要的生产厂家:荷兰的Grasso公司、英国的APVHall公司、美国的Dresser-rand、Grimmerschmidt、日本的三井精机、三菱、大金公司等。目前,只有美、日、法、英、荷兰能够生产单螺杆压缩机。国内:上海施奈德、飞和、乐清、顺德正力精工等。§8.2啮合副型线8.2.1型线的基本要求双螺杆:封闭容积尽量小量短啮合线封闭,接触线尽泄漏三角形性能:容积效率段小、曲率半径尽量大加工:壁面尖点、直线单螺杆:密封好(容积效率)润滑性能好加工1)润滑性能好要求:相对速度大,接触线法向方向的相对曲率半径大二次包络型线,形成两条接触线,中间的洼斗构成油腔,油膜强度高。2)密封泄漏途径:L1——星轮齿顶与螺槽底交线L2、L4——星轮齿侧与螺槽交线L3、L5——星轮齿根前后侧泄漏小孔L6——星轮顶面和气缸间的泄漏线L7、L8——螺槽前后侧表面螺旋线与气缸间的间隙泄漏L9——螺杆密封圆柱段与气缸间间隙的泄漏3)加工以星轮的一个齿形作为刀具,加工螺杆。加工星轮)滚刀加工(二次包络线成形刀具(分度误差)8.2.2基本型线...