双螺杆压缩机课件.ppt

1、泵和压缩机泵和压缩机1第第3章章 螺杆式压缩机螺杆式压缩机泵和压缩机泵和压缩机23.1 概述概述泵和压缩机泵和压缩机33.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理图图3-1 3-1 螺杆压缩机结构示意图螺杆压缩机结构示意图工作容积作回转式的容积式压缩工作容积作回转式的容积式压缩机，通常指双螺杆压缩机机，通常指双螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机4双螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机5空气密封油封高效的转子高效的转子先进的5：6齿形，比传统的4：6效率高12%泵和压缩机泵和压缩机6转子及外壳都采用特殊材料涂膜耐腐涂层耐腐涂层耐热耐磨耐热耐磨涂层是为了防止特别是停机后水汽凝结造成的腐蚀，避免腐蚀引起的

2、压缩元件使用寿命缩短。另外，严重腐蚀会在设备长期停用后发生空气端咬死泵和压缩机泵和压缩机7泵和压缩机泵和压缩机8泵和压缩机泵和压缩机93.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理图图3-23-2螺杆压缩机的吸气过程螺杆压缩机的吸气过程a)a)吸气过程即将开始吸气过程即将开始b)b)吸气过程中吸气过程中c)c)吸气过程结束吸气过程结束 泵和压缩机泵和压缩机103.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机113.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理图图3-33-3螺杆压缩机的压缩过程螺杆压缩机的压缩过程a)a)压缩过程即将开始压缩过程即将开始b)b)压缩过程中压

3、缩过程中c)c)压缩过程结束、排气过程即将开始压缩过程结束、排气过程即将开始 泵和压缩机泵和压缩机123.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机133.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理图图3-4 3-4 螺杆压缩机的排气过程螺杆压缩机的排气过程 a)a)排气过程中排气过程中b)b)排气过程结束排气过程结束 泵和压缩机泵和压缩机143.1.1 基本构成和工作原理基本构成和工作原理泵和压缩机泵和压缩机15泵和压缩机泵和压缩机16双螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机17泵和压缩机泵和压缩机18泵和压缩机泵和压缩机19泵和压缩机泵和压缩机20泵和压缩机泵和压缩机213

4、.1.2 螺杆压缩机的特点螺杆压缩机的特点泵和压缩机泵和压缩机22螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和动力式（速度螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和动力式（速度式）两者的特点。式）两者的特点。1)1)与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻，体与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻，体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。2)2)螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转平稳，机座螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转

5、平稳，机座振动小，基础可作得较小。振动小，基础可作得较小。3)3)螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，它的主要摩擦件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，它的主要摩擦件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，因而机加工量少，材料消耗低，运行周期长，使用比较可靠，维修简单，有利于实因而机加工量少，材料消耗低，运行周期长，使用比较可靠，维修简单，有利于实现操纵自动化。现操纵自动化。4)4)与速度式压缩机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不与速度式压缩

6、机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保受排气压力的影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率。持较高的效率。5)5)采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。6)6)螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得多，因此单级压力比高。比活塞式低得多，因此单级压力比高。7)7)没有余隙容积，因而容积效率高。没有余隙容积，因而容积效率高。泵和压缩机泵和压缩

7、机23螺杆压缩机主要应用于低压小流量场合螺杆压缩机主要应用于低压小流量场合泵和压缩机泵和压缩机243.1.3 分类及适用范围分类及适用范围螺杆压缩机的分类螺杆压缩机的分类泵和压缩机泵和压缩机25泵和压缩机泵和压缩机263.1.3 分类及适用范围分类及适用范围泵和压缩机泵和压缩机273.1.3 分类及适用范围分类及适用范围泵和压缩机泵和压缩机283.1.4 发展历程及发展方向发展历程及发展方向泵和压缩机泵和压缩机293.1.4 发展历程及发展方向发展历程及发展方向泵和压缩机泵和压缩机30泵和压缩机泵和压缩机313.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机

8、323.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机333.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机343.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机353.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 图图3-6 3-6 转子型线、啮合线、转子型线、啮合线、齿间面积、封闭容积、泄漏三角形和接触线齿间面积、封闭容积、泄漏三角形和接触线a)a)型线、啮合线、齿间面积、封闭容积、泄型线、啮合线、齿间面积、封闭容积、泄漏三角形漏三角形 b)b)泄漏三角形和接触线泄漏

9、三角形和接触线 1 1一阳转子型线一阳转子型线 2 2阴转子型线阴转子型线 3 3一封闭容积一封闭容积 4 4一啮合线一啮合线 5 5一泄漏三角形一泄漏三角形6 6阳转子齿间面积阳转子齿间面积 7 7一阳转子节圆一阳转子节圆 8 8一阴转子节圆一阴转子节圆 9 9一阴转子齿间面积一阴转子齿间面积 1010一一接触线接触线泵和压缩机泵和压缩机363.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机373.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机383.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩

10、机泵和压缩机393.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机403.2.1 转子型线设计原则及发展过程转子型线设计原则及发展过程 泵和压缩机泵和压缩机41泵和压缩机泵和压缩机42泵和压缩机泵和压缩机43泵和压缩机泵和压缩机44泵和压缩机泵和压缩机45泵和压缩机泵和压缩机463.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 图图3-7 3-7 坐标系关系图坐标系关系图泵和压缩机泵和压缩机473.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 图图3-7 3-7 坐标系关系图坐标系关系图izzRRnntt2121121212泵和压缩机泵和压缩机483

11、.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 1111111111cossinsincosyxYyxX1111111111cossinsincosYXyYXx泵和压缩机泵和压缩机493.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 1212212122cossinsincosiyixYiyixX1212212122cossinsincosiYiXyiYiXx泵和压缩机泵和压缩机503.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 1222YYXAX112121112121sincossincossincosAkykxyAkykxx111112111112sincossincoss

12、incosAkykxyAkykxxk=i+1泵和压缩机泵和压缩机513.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 tyytxxebttt要完整表达转子型线中的一段组成齿曲线，必须要给出方程及参数的变化范围泵和压缩机泵和压缩机523.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 泵和压缩机泵和压缩机533.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 图图3-83-8求取共轭曲线示意图求取共轭曲线示意图泵和压缩机泵和压缩机543.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 图图3-83-8求取共轭曲线示意图求取共轭曲线示意图泵和压缩机泵和压缩机553.2.2 型线方程和啮合

13、线方程型线方程和啮合线方程 111111,tyytxx ttyyttxx111111,泵和压缩机泵和压缩机563.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 tyytxx22220,1111111tftyytxx泵和压缩机泵和压缩机573.2.2 型线方程和啮合线方程型线方程和啮合线方程 tyytxx11110,1122122tftyytxx泵和压缩机泵和压缩机58)(0),(111ttf 或txtxtytydxdy1111111111 ttyyttxx111111,泵和压缩机泵和压缩机59txtydxdy1111 tyytxx1111泵和压缩机泵和压缩机600111111tyxytx0

14、111111ytyxtx)(0),(111ttf 或泵和压缩机泵和压缩机613.2.3 典型型线及其啮合线典型型线及其啮合线原始对称圆弧型线的组成齿曲原始对称圆弧型线的组成齿曲线和啮合线线和啮合线 a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线 啮合线啮合线123123的过程的过程泵和压缩机泵和压缩机623.2.3 典型型线及其啮合线典型型线及其啮合线泵和压缩机泵和压缩机633.2.3 典型型线及其啮合线典型型线及其啮合线双边对称圆弧型线双边对称圆弧型线a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线泵和压缩机泵和压缩机643.2.3 典型型线及其啮合线典型型线及其啮合线泵和压缩机泵和压缩机653.2.3 典型

15、型线及其啮合线典型型线及其啮合线原始不对称型线原始不对称型线a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线单边不对称摆线单边不对称摆线-销齿圆弧型线销齿圆弧型线a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线 泵和压缩机泵和压缩机663.2.3 典型型线及其啮合线典型型线及其啮合线SRMSRMD D型线型线a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线 日立型线日立型线a)a)型线型线 b)b)啮合线啮合线泵和压缩机泵和压缩机673.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算21020111DAAzCn泵和压缩机泵和压缩机683.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算泵和压缩机泵和压缩机693.2.4 几何特性及其计算

16、几何特性及其计算泵和压缩机泵和压缩机703.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算 基元容积：转子在每个运动周期内分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程，这个工作容积称基元容积。穿通容积：基元容积所能达到的最小容积。此时余留的压缩气体将从排气孔口移向吸气孔口，故称为穿通容积。泵和压缩机泵和压缩机713.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算端平面上轴向吸气孔口的位端平面上轴向吸气孔口的位置和形状置和形状确定径向吸气孔口的位置与形状确定径向吸气孔口的位置与形状 泵和压缩机泵和压缩机72纯径向吸气孔口的优点是可以使压缩机的长度变得稍小些，然后由于转子齿间容积内的气体在随转子一起运动时

17、，会产生离心力，从而能影响到气体通过吸气孔口的流动。研究表明，当齿顶速度较低时，用径向吸气孔口效果较好，但当齿顶速度较大时，轴向吸气孔口能获得较高的效率。混合吸气孔口的优点是孔口流通面积较大，因而压力损失较小。泵和压缩机泵和压缩机733.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算a a）为排出端面上）为排出端面上的轴向排气孔口的轴向排气孔口 b b）上的径向排）上的径向排气孔口线形为气孔口线形为11 11121213131414 排气孔口的位置和形状排气孔口的位置和形状泵和压缩机泵和压缩机743.2.4 几何特性及其计算几何特性及其计算泵和压缩机泵和压缩机753.3.1 理论工作过程理论工作过程

18、理想工作过程理想工作过程 泵和压缩机泵和压缩机763.3.1 理论工作过程理论工作过程泵和压缩机泵和压缩机773.3.1 理论工作过程 内、外压力比不相等的工作过程内、外压力比不相等的工作过程 a a）内压比小于外压比）内压比小于外压比 b b）内压比大于外压比）内压比大于外压比泵和压缩机泵和压缩机783.3.1 理论工作过程泵和压缩机泵和压缩机793.3.1 理论工作过程泵和压缩机泵和压缩机803.3.1 理论工作过程泵和压缩机泵和压缩机813.3.1 理论工作过程泵和压缩机泵和压缩机823.3.2 实际工作过程实际工作过程螺杆压缩机的实测指示图螺杆压缩机的实测指示图 泵和压缩机泵和压缩机8

19、33.3.2 实际工作过程泵和压缩机泵和压缩机843.3.2 实际工作过程泵和压缩机泵和压缩机853.3.2 实际工作过程实际工作过程泵和压缩机泵和压缩机863.3.3 内压力比及压力分布图内压力比及压力分布图VisiVVpp0泵和压缩机泵和压缩机873.3.3 内压力比及压力分布图内压力比及压力分布图压力分布图压力分布图I I一某齿问容积内压力曲线一某齿问容积内压力曲线 一后一齿间容积内压力曲线一后一齿间容积内压力曲线前一齿问容积内压力曲线前一齿问容积内压力曲线一齿数无限多时的压力曲线一齿数无限多时的压力曲线泵和压缩机泵和压缩机883.3.4 容积流量及容积效率容积流量及容积效率31110D

20、nCCnzqCqnVVt311DnCCqqnVVtVVVtVVqq扭角系数扭角系数=V0/Vmax反映了压缩机几何尺寸利用的完善程度，主要由气体泄漏所致反映了压缩机几何尺寸利用的完善程度，主要由气体泄漏所致泵和压缩机泵和压缩机893.3.4 容积流量及容积效率容积流量及容积效率干式螺杆压缩机的容积干式螺杆压缩机的容积效率与压比和转速的关系效率与压比和转速的关系 干式螺杆压缩机的容积效率干式螺杆压缩机的容积效率与吸气压力的关系，固定压比与吸气压力的关系，固定压比 转速低、容积流量小、压力比高、不喷液的压缩机，容积效率低转速低、容积流量小、压力比高、不喷液的压缩机，容积效率低转速高、容积流量大、压

21、力比低、喷液的压缩机，容积效率高转速高、容积流量大、压力比低、喷液的压缩机，容积效率高v v=0.750.95=0.750.95泵和压缩机泵和压缩机903.3.4 容积流量及容积效率容积流量及容积效率典型的中型喷油螺杆空典型的中型喷油螺杆空气压缩机容积效率气压缩机容积效率压比较高、曲线平坦压比较高、曲线平坦容积效率随压力比容积效率随压力比超高压力比下压缩机超高压力比下压缩机的容积效率的容积效率泵和压缩机泵和压缩机913.3.5 轴功率及绝热效率轴功率及绝热效率111sdVsadppqpPPPadad111sdVsadppqpPPPadad111sdVsadppqpP反映了压缩机能量利用的完善程

22、度。反映了压缩机能量利用的完善程度。泵和压缩机泵和压缩机923.3.5 轴功率及绝热效率干式螺杆压缩机的绝热效率干式螺杆压缩机的绝热效率受到压缩机的容积流量、具体的结构、吸排气压力、气体种类等的影响。PPadad111sdVsadppqpP泵和压缩机泵和压缩机933.3.5 轴功率及绝热效率典型的中等气量喷油螺杆典型的中等气量喷油螺杆空气压缩机绝热效率曲线空气压缩机绝热效率曲线 超高压力比下喷油螺杆压超高压力比下喷油螺杆压缩机的绝热效率特性曲线缩机的绝热效率特性曲线 对于制冷及工艺压缩机，载荷较大，吸排气压力变化范围宽，故对对于制冷及工艺压缩机，载荷较大，吸排气压力变化范围宽，故对大中型机器采

23、用滚动轴承，故机械摩擦损失增大，绝热效率降低。大中型机器采用滚动轴承，故机械摩擦损失增大，绝热效率降低。需要权衡功耗和密封两方面来决定所用油的粘度。需要权衡功耗和密封两方面来决定所用油的粘度。泵和压缩机泵和压缩机943.3.5 轴功率及绝热效率iadiPPmiad泵和压缩机泵和压缩机953.3.6 排气温度排气温度mmsdTT100外压力比外压力比泵和压缩机泵和压缩机963.3.7 喷油影响及喷油量的计算喷油影响及喷油量的计算)()(sodpomosgdpgmgTTcqTTcqP泵和压缩机泵和压缩机973.4 转子的受力分析转子的受力分析泵和压缩机泵和压缩机983.4 转子的受力分析转子的受力

24、分析作用在转子上的力和力矩作用在转子上的力和力矩 泵和压缩机泵和压缩机993.4.1 轴向力轴向力泵和压缩机泵和压缩机1003.4.2 扭矩的计算扭矩的计算泵和压缩机泵和压缩机1013.4.3 径向力径向力泵和压缩机泵和压缩机1023.5 开启式和封闭式螺杆压缩机开启式和封闭式螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机1033.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机1043.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机1053.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机图图3-62 3-62 日立螺杆式压缩机内容积比无级调节图日立螺杆式压缩机内容积比无级调节图1一内容积

25、比调节杆一内容积比调节杆 2一输气量调节阀一输气量调节阀 3一内容积比调节滑阀一内容积比调节滑阀 4一液一液压缸压缸 5一负荷指示器一负荷指示器 6一液压活塞一液压活塞 7输气量调节杆输气量调节杆泵和压缩机泵和压缩机1063.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机图图363 国产螺杆式压缩机内容积比无级调节图国产螺杆式压缩机内容积比无级调节图1一内容积调节滑阀一内容积调节滑阀 2一输气量调节阀域接螺钉一输气量调节阀域接螺钉 4一调节滑块一调节滑块 5一调节杆一调节杆 6一指示针一指示针 7指示盘指示盘 泵和压缩机泵和压缩机1073.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机图图3-65 3-6

26、5 单机双级螺杆式压缩机的结构单机双级螺杆式压缩机的结构 泵和压缩机泵和压缩机1083.5.1 开启式螺杆压缩机开启式螺杆压缩机泵和压缩机泵和压缩机1093.5.2 半封闭式螺杆压缩机半封闭式螺杆压缩机毕泽尔公司毕泽尔公司HSKHSK型半封闭式螺杆式压缩机结构图型半封闭式螺杆式压缩机结构图 5 5：6 6或或5 5：7 7齿齿滚动轴承滚动轴承油分离器设置在油分离器设置在机体内机体内压差供油压差供油内置电动机内置电动机泵和压缩机泵和压缩机1103.5.3 全封闭式螺杆压缩机全封闭式螺杆压缩机顿汉一布西顿汉一布西(Dunham(Dunham一一Bush)Bush)公司全封闭螺杆式公司全封闭螺杆式压

27、缩机结构图压缩机结构图电动机与阴转子相连全部采用滚动轴承排气压差供油，无液压泵温度传感器控制压缩腔内的喷油微机控制滑阀移动调节输气量内置电动机由排气冷却，无油分离器泵和压缩机泵和压缩机111三、封闭式螺杆压缩机比泽尔公司比泽尔公司VSKVSK型全封闭式螺杆式压缩机结构图型全封闭式螺杆式压缩机结构图输气量调节不设滑阀，采用电动机变频调节泵和压缩机泵和压缩机1123.5 重点重点泵和压缩机泵和压缩机1133.6 螺杆压缩机的噪音和振动螺杆压缩机的噪音和振动泵和压缩机泵和压缩机1143.6 螺杆压缩机的噪音和振动螺杆压缩机的噪音和振动图图3-78 3-78 双层机壳结构双层机壳结构 1 1一阴转子一阴转子 2 2一阳转子一阳转子 3 3一气体通道一气体通道 4 4一外壳一外壳 5 5一内壳一内壳 泵和压缩机泵和压缩机1153.6 螺杆压缩机的噪音和振动螺杆压缩机的噪音和振动图图3-78 3-78 双层机壳结构双层机壳结构 泵和压缩机泵和压缩机116第第3章章 螺杆式压缩机螺杆式压缩机