制冷压缩机第六章课件.ppt

SPLS Templates SPLS Templates 第六章 螺杆式制冷压缩机 Screw Refrigerating Compressor 可靠性方面 单螺杆压缩机的星轮是易损部件，对材料有较高要求，星轮还需定期更换； 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。 加工设备方面 单\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。 适用性方面 单螺杆压缩机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； 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，排气压力一般不能超过4.5MPa。 第一节 基本结构和工作原理 为一对互相啮合的螺杆。阳转子为凸齿形，与电动机直接连接，称主动转子；阴转子为凹齿形，称从动转子。 为使螺杆式制冷压缩机系列化、标准化、通用化，我国规定螺杆公称直径为63、80、100、125、160、200和315mm七种，长径比分为λ＝1.0 和λ＝1.5 两种。 主轴承(滑动轴承)：用柱销安装固定在吸、排气端座内； 止推轴承（向心推力球轴承）：在排气侧阳、阴转子上各装有两只，以承受一定的轴向力； 轴封采用摩擦环式机械密封器，安装在主动转子靠联轴器一端轴上，其结构和原理与活塞式压缩机的轴封相同。 无往复质量惯性力，动力平衡性能好，基础可以很小； 结构简单紧凑，易损件少，所以运行周期长，维修简单，使用可靠，有利于实现操作自动化； 对进液不敏感，可采用喷油或喷液冷却，故在相同的压力比下，排气温度比往复活塞式制冷压缩机低得多，故单级压力比高； 与离心式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有强制输气的特点。即输气量几乎不受排气压力的影响，在较宽的工况范围内，仍可保持较高的效率。 螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。无油螺杆压缩机本世纪30年代问世时主要用于压缩空气，50年代才用于制冷装置中。60年代出现了气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机，使制冷机的性能大大改善，故螺杆式制冷压缩机绝大部分为喷油式。 第二节 螺杆转子齿型及结构参数 型面 螺杆式制冷压缩机的转子齿面称为型面，为螺旋形空间曲面；两齿啮合，其型面的接触线为空间曲线。 随着转子的旋转，接触线由吸入端向排出端推移，接触线是基元容积的活动边界，它把齿间容积分成为两个不同的压力区，起到隔离基元容积的作用。 型线 垂直于转子轴线的端部平面与型面相交而得的平面曲线称型线 （即齿形）； 型线组成转子外廓的齿形，常用的型线都是二次曲线，如摆线、直线（蜕化的摆线）、圆弧、椭圆、抛物线和包络线等； 转子型面的空间接触表现在端平面为型线接触，两型线的接触点称啮合点； 同一时刻轴向型面接触点的集合是接触线，其在端平面上的投影为啮合线； 在研究转子啮合时，可使空间的啮合问题简化为平面来讨论，即用平面的型线，啮合线代替处于空间的型面与接触线进行分析。 型线的种类 螺杆式压缩机按照齿形的型线分为对称圆弧型线和非对称型线两种。前者制造较简单，后者排量大、效率高。 通常把齿顶中心线两边齿形完全相同的型线，称为对称型线；反之齿顶中心线两边齿形不同的型线称为非对称型线； 只在转子节圆的内侧或外侧一边具有型线称单边型线；节圆内外均具有型线则称双边型线。 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。 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。 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