螺杆空壓機工作原理及各個系統工作原理分析。

一、主機/電機系統：

單螺杆空壓機又稱蝸杆空壓機，單螺杆空壓機的齧合副由一個6頭螺杆和2個11齒的星輪構成。蝸杆同時與兩個星輪齧合即使蝸杆受力平衡，又使排量增加一倍。我們通常說的螺杆式壓縮機一般指雙螺杆式壓縮機。

單螺杆

雙螺杆

螺杆式(即雙螺杆)壓縮機具有一對互相齧合、相反旋向的螺旋形齒的轉子。其齒面凸起的轉子稱為陽轉子，齒面凹下的轉子稱為陰轉子。随着轉子在機體内的旋轉運動，使工作容積由于齒的侵入或脫開而不斷發生變化，從而周期性地改變轉子每對齒槽間的容積，來達到吸氣、壓縮和排氣的目的。

主機是螺杆機的核心部件，任何品牌的螺杆機其主機結構和工作機理都是相近的。

(1)吸氣過程

轉子旋轉時，陽轉子的一個齒連續地脫離陰轉子的一個齒槽，齒間容積逐漸擴大，并和吸氣孔口連通，氣體經吸氣孔口進齒間容積，直到齒間容積達到最大值時，與吸氣孔口斷開，由齒與内殼體共同作用封閉齒間容積，吸氣過程結束。值得注意的是，此時陽轉子和陰轉子的齒間容積彼此并不連通。

(2)壓縮過程

轉子繼續旋轉，在陰、陽轉子齒間容積連通之前，陽轉子齒間容積中的氣體，受陰轉子齒的侵入先行壓縮；經某一轉角後，陰、陽轉子齒間容積連通，形成“V”字形的齒間容積對(基元容積)，随兩轉子齒的互相擠入，基元容積被逐漸推移，容積也逐漸縮小，實現氣體的壓縮過程。壓縮過程直到基元容積與排氣孔口相連通時為止。

(3)排氣過程

由于轉子旋轉時基元容積不斷縮小，将壓縮後氣體送到排氣管，此過程一直延續到該容積最小時為止。

随着轉子的連續旋轉，上述吸氣、壓縮、排氣過程循環進行，各基元容積依次陸續工作，構成了螺杆式制冷壓縮機的工作循環。

從以上過程的分析可知，兩轉子轉向互相迎合的一側，即凸齒與凹齒彼此迎合嵌入的一側，氣體受壓縮并形成較高壓力，稱為高壓力區；相反，螺杆轉向彼此相背離的一側，即凸齒與凹齒彼此脫開的一側，齒間容積在擴大形成較低壓力，稱為低壓力區。此兩區域借助于機殼、轉子的接觸線而隔開，可以粗略地認為兩轉子的軸線平面是高、低壓力區的分界面。另外，由陰陽轉子間齧合線構成的螺旋形通道使得基元容積内的氣體邊壓縮邊由吸氣端向排氣端作螺旋運動。

螺杆式壓縮機作為回轉式壓縮機的一種，在結構上具有離心式壓縮機的特點，工作原理上則又屬于容積式壓縮機的範疇。

缺點：

1. 螺旋形轉子的空間曲面的加工精度要求高；

2. 轉子間的齧合線無法實現較好的級間密封以及受轉子剛度等的限制，目前螺杆式壓縮機還不能達到較高的終了壓力 ；

3. 介質周期性地高速通過吸、排氣孔口，通過縫隙的洩漏等原因，使壓縮機噪聲大，需要采取消音減噪措施 ；

4. 由于以上特點，螺杆式壓縮機一般應用于下列工況：

1. 流量不是很高

2. 需長周期平穩運行

3. 排氣壓力不高

機殼：

由機體、吸氣端座和排氣端座組成，是壓縮機的主要組成部分。機體是連接各零部件的中心部件，它為各零部件提供正确的裝配位置，保證陰、陽轉子在氣缸内齧合，可靠地進行工作。其端面形狀為∞形，這與兩個齧合轉子的外圓柱面相适應，使轉子精确地裝入機體内。在機體内壁面設有符合轉子轉角要求的徑向吸氣孔口，保證轉子在旋轉中順利實現吸氣過程。

吸、排氣端座是位于機體前後兩端的密封連接件，它除作機體的端面密封外，更重要的是提供了陰、陽轉子和支承轉子的軸承裝配位置。

轉子：

實現變容式壓縮的主要部件，由陰、陽轉子組成。轉子齒形是用高精度的專用機床、專用刀具加工而成，是壓縮機的關鍵零件之一。轉子型線常為單邊非對稱擺線——圓弧型線。陰、陽轉子在結構上有以下兩種方式：

1. 陽轉子與電動機聯接為主動轉子，傳遞轉矩，同時、通過齧合關系帶動陰轉子(從動轉子)旋轉。

2. 陰、陽轉子通過各自的從動齒輪與電機帶動的主動齒輪齧合，傳遞轉矩。

軸承：

軸承是支承陰、陽轉子，并保證轉子高速旋轉的零件。其中電機端一般采用滾柱軸承，起支撐作用。其次，轉子在旋轉并壓縮氣體時，會産生軸向推力，為了克服這種軸向力，轉子的另一端采用斜柱軸承，既克服轉子旋轉的軸向力，還承受徑向力。

螺杆壓縮機絕大部分采取噴油式潤滑。通過潤滑油與節支混合進入壓縮機，随着介質的流動對機器進行潤滑和密封。其優點如下：

1)降低排氣溫度。

2)減少工質洩漏，提高密封效果。

3)增強對零部件的潤滑，提高零部件壽命。

4)對聲波有吸收和阻尼作用，可以降低噪聲。

5)沖洗掉機械雜質，減少磨損。

但由于噴油量較大，所以必須增設潤滑油系統，壓縮機出口也必須增設油氣分離器，這将增大機組的體積和複雜性。同時，對于不允許污染的介質則不能采用這種方式。所以，也有部分螺杆壓縮機機内是無油潤滑。

采用無油潤滑的壓縮機對陰陽轉子的齧合間隙、轉子的剛度和質量以及整個機組的加工質量都要求較高。

電機系統：

• 主機與電機連接－－－剛性

• 傳動方式－－－－－－齒輪

二、冷卻/分離系統：

冷卻系統是空氣壓縮機中非常重要的部分之一，因為空氣被壓縮後釋放出大量的熱，這些熱量都要靠冷卻系統作熱交換後帶走。冷卻系統分風冷式和水冷式兩大類。

（1）風冷式冷卻系統

風冷式冷卻系統包含風扇和冷卻器兩大部件，冷卻器采用鋁制闆翅式換熱器，風扇将冷空氣強制吹向冷卻器，空氣在流過冷卻器散熱翅片時，與壓縮空氣或潤滑油做熱交換，将熱量帶走，達到冷卻壓縮空氣和冷卻潤滑油的效果。

使用風冷型機組需注意：

1、冷空氣的溫度（基本等同于環境溫度）很重要，不能過高，建議不超過40℃。

2、冷卻器暴露于空氣中，翅片上會沾上灰塵，如聚集灰塵太多，會嚴重影響冷卻器換熱效果。故應經常用壓縮空氣将翅片表面的灰塵吹幹淨。如情況嚴重無法吹幹淨時，必須用清潔劑清洗，清洗機組零部件時，嚴禁使用易燃易爆、易揮發的清洗劑。

清潔時，可拆開冷卻器支架側面的蓋闆，使用手持風槍向上吹掃。

（2）水冷式冷卻系統

采用管殼式冷卻器。一支為後部冷卻器用來冷卻壓縮空氣，另一支為油冷卻器用于冷卻噴入機體前的潤滑油。這種冷卻器是在管殼中平行排布許多薄壁換熱銅管，水走銅管内，熱油或熱空氣走銅管外，通過熱交換後，水将油和空氣的熱量帶走。

水冷式冷卻器對環境溫度條件較不敏感，且較容易控制排氣溫度。但如果冷卻水水質太差，則冷卻器容易結垢阻塞，或被腐蝕，導緻維護成本增加。甚至造成冷卻器嚴重損壞而報廢。建議冷卻水至少應達到以下要求：

水壓：需≥0.2MPa、≤0.5MPa、進口水溫≤32 oC ,水量依機型不同而不同。

在水質較硬的地區，必須在循環水中加入水質軟化劑，并定期換水。如水中雜質太多，必須在空壓機冷卻水進口管路上加裝水過濾器。

水冷式機組也會安裝一個小型風扇，用于機箱内的散熱。

冷卻系統包括空氣冷卻器（後冷卻器）和油冷卻器（前冷卻器），它們都是通過電機上帶的風扇冷卻的。後冷卻器特點：1.冷卻離開機組的壓縮空氣。2.使得多達70% 的水含量至冷凝析出。

風冷式冷卻系統：

冷卻系統包括空氣冷卻器和油冷卻器，它們都是通過電機上帶的風扇冷卻的。油冷卻器為前冷卻器用于冷卻油，後冷卻器用于冷卻壓縮空氣。

噴油系統上裝有一個，當油溫低于40℃時，油不經冷卻器直接進入機體。當油溫超過55℃時，該閥關閉使所有的油通過油冷卻器冷卻後再進入主機。

溫控閥：

溫控閥：

油濾：

微米等級

保護主機軸承

保持系統幹淨

作用:防止異物進入

主機提高冷卻劑壽命

斷油電磁閥：

作用:

1、當機組運轉時

确保向各供油點注油；

2、當機組停機時切斷整個油路

以免冷卻劑從壓縮機吸氣口冒出.

止逆閥：防止反轉以及停機時冷卻油進入主機

油分離系統：

1. 将壓縮空氣從潤滑油中分離出來。

2. 确保潤滑油留在系統中。

3. 降低用戶空氣管道中的含油量。

作用:

1. 儲存冷卻劑。

2. 初級分離。

組成:

1. 分離筒

2. 油分離芯（2年更換1次）

3. 回油管

4. 最小壓力閥

三、氣路調節系統：

最小壓力閥：

1. 設置為在4.0 Bar時開啟（4.2公斤）

2. 防止分離器受低壓沖擊，保持其壓力

3. 有助于分離系統

4. 阻止管網壓力在機組卸載或停機時進入冷卻系統

四、控制電路系統：

進氣蝶閥：

作用:控制進氣量。

保護系統：

1. 主機高溫保護---溫度開關

2. 過流保護---------主電機熱繼電器1OL

3. 風扇電機熱繼電器2OL(M37)

4. 壓力容器保護----安全閥

溫度開關：

1. M250主機排氣溫度開關(1ATS)---119 °C

2. M250主機軸承溫度開關(5TS)-----109 °C

維護保養：

1. 按時更換油過濾芯：第一次150小時,以後最多2000小時。

2. 按時更換冷卻劑：超冷最多8000小時或二年。

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