第五章-单螺杆压缩机-8学时.pptVIP

主要结构 螺杆材料：球墨铸铁、铸铝合金、青铜 星轮材料：星轮支座：铸铁，星轮片：PEEK 单螺杆空气压缩机系统流程 ①　联轴器 ②　断油阀　　 ③　主机　　 ④　卸载阀　　 ⑤　空气过滤器 ⑥　油气分离器　　⑦　冷却器　　 ⑧　主电机　　 ⑨　油过滤器 水润滑单螺杆空气压缩机系统流程图 * 本文的所有研究工作都是基于前述两点逐步展开的，首先展开的工作是设计一种更优的型线。无论是哪种型线，首先必须满足星轮齿与螺杆齿槽之间特有的几何关系，而这一几何关系是由星轮与螺杆之间的运动关系决定的。 这是直线包络啮合副的截面图，运动过程中，在啮合点，星轮有一速度vsw，螺杆有一速度vsr。根据包络啮合原理、包络面间的解除条件，可知两者的相对速度与齿槽面在接触点的切线是平行的。并且，这一切线与水平面的夹角是随着啮合位置的变化而变化的。如果我们在星轮上固定某一接触点，观察在不同啮合位置齿槽侧面的切线相对于星轮齿截面的位置。可以发现，齿槽面的切线总是在一个限制区域内摆动。考虑到相对于螺槽长度齿厚很小，在齿厚范围内完全可以用齿槽的切线代替齿槽截面线。因此，如图中左侧所示，星轮齿侧的边界必须是CDE，因为一旦超出这一界限，进入限制区域，则超出部分材料必然在某一啮合位置与齿槽发生干涉。 现在换个角度，我们把星轮齿想象成车刀，螺杆齿槽上与星轮齿干涉部分都将被切除，并把星轮齿侧形状设计为CDGH。显然，在某一镍和区域DGHED区域的星轮齿材料将与齿槽发生干涉，并切除齿槽材料。至此，将出现这样的情况：在一部分啮合区域内螺杆齿槽与星轮D点啮合，在其它啮合区域内与G点啮合。这就是多直线包络啮合的原理 。 * 这是直线包络啮合副的啮合过程 * 这是单螺杆压缩机发明人Zimmern为提高啮合副耐磨损性提出的圆柱包络啮合副。其星轮齿侧面是圆柱面的一部分，啮合过程中接触点在圆柱面上上下移动。根据包络接触条件，我们仍然可以得到如图所示的限制区域，即星轮齿侧的边界线为直线1、2以及之间的圆弧线。与直线包络啮合副不同的是，圆柱包络啮合副接触点的位置是随着星轮齿转角而改变的，也就是接触点所在的圆周角q是啮合副转角的函数。现假设当星轮齿在某一转角时，齿槽与C点啮合，我们在C点做包络圆柱的切线CD。同理如果在超出星轮齿边界的D点有星轮齿材料则必然与齿槽干涉。如果在D点布置包络圆柱，则会得到多圆柱包络的效果。在某一区域内，星轮齿与螺槽的啮合点将从弧短AC切换至DE上。 * 这便是根据多圆柱包络设想设计的一个二圆柱包络啮合副的星轮齿型面与螺杆齿槽型面。 多圆柱包络啮合 多圆柱包络啮合 * * 二圆柱包络型线 (a) (b) 圆柱与多圆柱包络的径向泄漏通道 (a) * * （多）圆柱包络螺杆加工 刀具与工件相对运动规律与星轮齿、螺槽一样 刀具初始位置可根据包络圆柱位置参数调整 机床空间要求（刀架不能与工件干涉），满足尽量大范围尺寸工件加工 专用机床的车削与铣削比较 五轴联动铣床数控铣 单螺杆典型型线 第三类型线——“直线包络”和“圆台(圆柱)二次包络”型线 星轮的齿侧工作面不是原始母线或母面，是以螺杆作为刀具，反过来加工(包络)星轮齿获得的共轭曲面 同时存在两条瞬时接触线，提高了单位接触线长度上的承载能力，使磨损部位更加分散。 两条接触线间的“洼斗” 构成油腔，在啮合过程中随着两条接触线的相互靠近，油腔空间迅速缩小，油腔中的油来不及泄出，油压升高，从而加强了油膜强度和承载能力 容积流量与气量调节 压缩机气量的计算 气量调节 转动环式气量调节器 （a）满负荷 （b）部分负荷 滑阀 双滑阀 6、结构与系统 主机 剖分式单螺杆空气压缩机 开启式单螺杆天然气压缩机主机 主机结构 半封闭单螺杆制冷机 主要零部件 1、机壳 基础零件，提供螺杆和星轮的定位； 内腔为气缸。 剖分式机壳——通过螺杆轴心线的水平面作为剖分面将机壳分为上、下两半。 铸造、清砂、内部工作表面的加工、装配方便； 高压部分密封困难； 气缸与啮合副的间隙难保证。 整体式机壳 机壳强度高 密封性好 装配后间隙稳定； 更换星轮方便 主要结构 2、螺杆 进气端有倒锥； 排气端有圆柱。 主要结构 星轮 整体式 浮动式 弹性星轮 主要特点 噪声； 啮合副与机壳的几何形状和相互位置精度要求较高，需用专用设备加工。 在压缩机启动和停机过程中，由于转速过低，建立流体动力润滑的条件受到破坏，会导致螺杆和星轮受到一定程度的磨损，从而导致压缩机的性能随运行时间延长而降低，需要定期维修。 由于密封线长，不太适用于高压范围。 单螺杆与双螺杆压缩机的比较 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