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双螺杆空压机主机的其它几个重要参数

返回列表 来源: 浏览: 166 发布日期:2019-08-11

螺杆空压机主机的阴阳转子的齿数理论上是没有限制的,但是在实际应用中,考虑多种因素后的选择方案一般集中在3:3~10:11之间。最常用的是:3:4、4:5、4:6、5:6、5:7、6:8,尤其是4:6和5:6的方案在螺杆空压机中最为普遍,在一般的螺杆空压机中趋于采用5:6的齿数组合,在常规的制冷螺杆压缩机中,趋于采用5:7的齿数组合。

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PS.在螺杆空压机很多的营销文件中,各使用4:6和5:6齿数比主机的厂商互相倾轧,大打口水战。实际上这两种齿数比各有千秋,就看侧重于哪一方面,不必太多纠结于此。

阴阳转子啮合时,阳转子主动阴转子从动,阳转子的齿需要更好的刚性。所以,阳转子需要有较大的直径,阳转子比阴转子齿数都少一些。

当然,选择转子的齿数和转子的材质、长径比以及所需要达到的排气压力有关。

▍螺杆空压机主机转子直径和长径比

主机转子的直径,这个在营销中通常被用来说明自家产品物有所值。主要的理论依据是“螺杆压缩机的容积流量与转子直径的平方成正比”。所以通常的营销说法是:直径大的主机容积流量大,故此转速可以很低,机器更会经久耐用。

这种说法只要稍有辩证思维的人不难看出破绽:既然主机直径大流量大,为何还降低转速来满足较低流量?更可能的情况是,这个流量段没有适当的主机使用,只能大一规格的主机降低性能来使用以达到需求。

事实上,比较转子直径这一单独参数,并不足以得出主机优越与否的结论。更多的,转子直径的确立是为实现产品系列化、标准化、通用化而不断平衡妥协的结果。

目前转子直径范围在40~845mm之间。但绝大多数的转子直径都小于300mm。原因一是加工成本过高,二是适用面窄,多台并联或采用离心机实现大流量更为可行。

转子直径的大小,一家主机厂并没有太多的规格。在最佳转速(齿顶速度)下,用尽量少的转子直径规格来满足尽量广泛的容积流量范围,是所有主机厂的原则。通常在一个转子直径的规格下,采用多个不同的长径比,以实现覆盖尽量宽泛的容积流量需求。

所谓转子的长径比即转子的工作段长度与阳转子直径的比值,长径比通常在0.9~2.0。在同一转子直径下,采用较高的长径比利于降低制造成本,以便制造容积流量大的主机。在同一转子直径下,采用较小的长径比可承受的压力差更高,可以达到更高的排气压力。

承受更高压力差还与机体结构、所用材料有关。比如灰铸铁、球墨铸铁、铸钢等不同材料。主要考虑的因素是转子的刚度和机械变形,长径比大的主机对这方面的要求将更高。

材料好转子长径比可以大一点,直径自然可以做小一点,细长。而如果材料差一些,转子长径比就只能小一些,转子直径自然就大了,粗短。那,比较转子直径还有什么意义?


▍螺杆空压机主机转速和齿顶速度

说到螺杆空压机的转速,一般非专业的只会想到电机转速多少多少,再专业一点的,可能知道通过齿轮增减速,阳转子的实际转速。那么,主机的转速是如何确定的呢?

转速的确定都指向一个指标,即主机的齿顶速度。何谓齿顶速度?即阳转子齿顶圆周速度值。此值与转子型线、压力差、压力比、容积流量、气体性质、间隙、运行方式等因素有关,主机在某一最佳齿顶速度下,其压缩效率最高,如偏离此最佳齿顶速度,很多情况虽然不会立即产生机械破坏或者失效,但将导致效率降低、噪音和振动增大。

整机厂在整机设计时,依据主机厂提供的性能规格书,通过选取不同极数的电机,搭配传动装置来确保齿顶速度在最佳齿顶速度范围内,达成某一流量、压力的机型配置。当然,现在整机厂并不需要做齿顶速度的计算,阳转子转速和齿顶速度是一一对应的,只需要根据主机厂提供的性能曲线表选择合适的阳转子转速即可。

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喷油螺杆的齿顶转速通常在10~50m/s,无油螺杆范围大约为50~100m/s。阳转子转速喷油螺杆通常在700~10000rpm,无油螺杆通常在3000~20000rpm。


螺杆主机的啮合间隙/端面间隙/齿顶间隙

这些间隙是螺杆主机结构上必然存在的。

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转子啮合间隙:阴阳转子啮合时,沿接触线的啮合间隙。通俗的理解就是阳转子和阴转子挨在一起时存在的间隙。因为接触线两侧气体的压力差较大,存在较大的泄露通道。喷油螺杆使用润滑油在转子表面形成油膜,能较好的起到密封作用。

转子端面间隙:转子端面有吸气侧和排气侧,吸气侧就是吸入大气,所以不存在压力差,显得相对无关紧要。排气侧就存在吸气和排气压力之间的压力差,所以此间隙非常重要。

在主机设计中,考虑到转子工作时会受热膨胀拉伸,故此,将排气端间隙使用轴向定位作用的推力轴承固定死,热膨胀预留的间隙都放在吸气端。转子排气端间隙调整是转子大修中最重要的一个工序,过大则泄露增大效率降低,过小则摩擦增大性能下降。排气端面的间隙一般取值范围为0.01~0.1mm,此间隙不同规格不同品牌的主机有所不同。

转子齿顶间隙:阴阳转子的齿顶与其气缸之间也要留有一定的间隙,以补偿转子热膨胀、受力变形以及加工误差,此间隙与排气端面间隙类似,数值也在0.01~0.1mm之间。有些干式无油螺杆主机在齿顶还设有横截面很小的密封齿,刚开始运行经过一段时间的“磨合”,可以达到最佳间隙尺寸。喷油螺杆热膨胀不大一般不需要这么做。