第五章螺杆式式制冷压缩机精要.ppt

College of Power Engineering Chongqing University 齿形选择原则 齿形必须符合啮合原理，保证螺杆转子连续平稳地运转，并满足以下基本原则： 具有充分大的转子齿间容积，其基元容积气密性好，效率高 螺杆齿形在啮合过程中要求压缩、排出和吸入区之间的气密，称横向气密性，这可通过确保接触线连续来保证，在端平面上啮合线应是连续封闭曲线； 螺杆齿形在啮合过程中应具有基元容积之间的气密性，称轴向气密性，这可通过啮合线顶点与两螺杆外圆周交点重合来保证； 两转子应具有尽可能短的接触线长度，以保证最小的总间隙面积（转子实际接触线长度与间隙值δ乘积）。型面往往并不接触，而保证一定间隙δ； 螺杆齿形应具有较大的面积利用系数，以提高输气量。 转子有稳定的传动特性，热变形性能好，以及足够的强度、刚度和良好的加工工艺性能。 College of Power Engineering Chongqing University 啮合原理 螺杆式制冷压缩机一对转子作旋转运动，类似于齿轮传动，要求此一对转子的角速度比恒定不变。 根据齿轮传动理论，不论齿廓形状如何，齿轮传动的转数比维持不变，即齿数的反比； 欲使每一瞬时的角速度比恒定不变，齿廓形状必须符合：不论在任何位置，经过齿廓接触点的公法线必须通过节点。 对螺杆式压缩机，其端面型线必须符合啮合原理，即两转子在节点的线速度相等，其节圆作纯滚动。 College of Power Engineering Chongqing University 泄漏原因 基元容积内的气体在压缩和排气过程中会发生泄漏，即较高压力基元容积内气体向较低压力基元容积或吸气压力区泄漏。 泄漏途径 气体沿转子外圆与机体内壁间的泄漏（ A方向）； 气体沿转子端面与端盖间的泄漏（B方向）； 气体沿转子接触线方向的泄漏（ C方向）。 气密性问题 气体泄漏方向 College of Power Engineering Chongqing University 沿转子接触线方向的泄漏 — 轴向泄漏 H、M为机体内壁圆周交点，H’、M’为共扼型线啮合点（啮合顶点）。若啮合顶点H’与机体内壁圆周交点H不重合，将会产生高压基元容积内气体向较低压力基元容积泄漏，其泄量面形状接近三角形，俗称泄漏三角形，由于它是沿转子轴线方向泄漏，又称轴向泄漏 ； 实际M-M与啮合线交点处在吸气低压区，气体不会向高压侧倒流泄漏，一般不需啮合线交于M-M ，此即齿形前段采用圆弧型线的原因； H-H是高压区，因此要求相交，防止高压气体倒流； 采用单边不对称型线就是为了在高压区使啮合顶点H’与机体内壁圆周交点H重合，减少轴向泄漏 （即泄漏三角形泄漏），提高螺杆式压缩机的气密性。 图5-7 轴向泄漏与横向泄漏 College of Power Engineering Chongqing University 若接触线在D点中断，则气体要从中断处D由高压基元容积向低压基元容积产生横向泄漏； 避免横向泄漏的条件：型面接触线连续，或啮合线封闭。 在转子实际啮合工作中，型面沿接触线存在一定的间隙值，它既是密封线，又是泄漏线。两转子间隙值一定，接触线越短，泄漏量越小。 沿转子接触线方向的泄漏 — 横向泄漏 图5-7 轴向泄漏与横向泄漏 College of Power Engineering Chongqing University 典型齿型—X 齿型 特点： 齿高半径R 增大，中心距离B缩短。减薄阴转子齿厚，其齿厚约为常用非对称型线中阴转子齿厚的一半，增大了面积利用系数。 阴转子齿形圆滑。减少齿形对气流的扰动阻力，降低动力 损失和噪声，用点生式摆线减小了泄漏三角形。 效率高，但未突破非对称单边齿形范畴。 由瑞典Atlas公司提出。在圆弧摆线所组成的非对称单边型线基础上形成，齿数比4:6。 College of Power Engineering Chongqing University 特点： 齿数比采用5:6； 阴阳转子的圆周速度比较接近，有利于提高机器效率； Sigma齿形型线离开节圆有一定距离，造成接触线处始终有速度差，有助于提高气密性； 两转子之间中心距加大（B=D0）。 典型齿型—Sigma齿形 德国Kaeser公司创造。 College of Power Engineering Chongqing University 特点： 充分重视了泄漏三角形面积大小对轴向泄漏的影响； 面积利用系数大。 典型齿型—CF齿形 德国GHH公司提出，具有X齿形和Sigma齿形的特点，齿形结构更合理。 College of Power Engineering Chongqing University 结构