螺杆压缩机原理及故障分析

3）、Compair/Demag康普艾/德马格（以下简称Compair）
Compair是一家英国公司，主要以生产滑片式空压机（≤50 HP）而闻名 于业内。目前，并无资料显示其赢利来源。近年来，Compair 陆续并购了德 国Demag的螺杆式空压机部门和美国的Leroi空压机公司而成为全球性空压机 公司。 Compair在1993年设立了上海工厂，但目前其在中国国内的全国性销售 网络尚未建立，故并未具有很大影响。 Compair 的优势在于：a、滑片机的便宜；b、 Demag的螺杆机亦有价格 上的优势； c、产品品种的齐全；d、在中国国内设立有工厂。 Compare的劣势在于：①、产品品质一般；②、营销网络的不健全；③ 、知名度不够。
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1.4螺杆压缩机应用行业
螺杆式空压机在现在的工矿行业中得到了广 泛的应用，主要分别在机械、冶金、发电、汽车 、造船、纺织、化工、石化、电子、造纸、食品 、等行业中得到的广泛的应用。
1.5主要厂家
1）、Atlas Copco阿特拉斯、柯普科（以下简称AC） AC是一个跨国集团，总部在瑞典，空压机生产企业只是其下属一个集团。 由 于多年的不断收购，AC几乎能生产各种形式的空压机，颇负盛名。估计其在全 球的占有率最高。 AC主要生产有油螺杆空压机，在全球有多个工厂，在中国无锡亦设有工厂。 AC在中国国内主要依靠其分公司销售，AC在北京、上海、广州等重要城市均设 有分公司。 AC最 大优势在于知名度，对于重要项目能采取灵活价格。 AC的劣势在于服务品质较差，服务费用高，同时对于小项目的关注不多。 AC目前是国内最赢利的无油螺杆空压机。
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泄漏三角形
形成： 高压基元容积内气体向较低压力 基元容积泄漏，其泄漏面形状接近空 间曲边三角形，称为泄漏三角形，又 称轴向泄漏。
转子的齿形应具有较小 的泄漏三角形，理论上 越小越好。
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2）几种典型齿形
德国Kaeser压缩机公司
瑞典Atlas copco公司
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德国GHH公司
日本神户的齿形
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5）输气量调节滑阀与喷油结构
调节原理 通过改变转子的有效 工作长度，来达到输 气量调节的目的。 滑阀
喷油： 吸收气体压缩过程中产生的 热量，降低排气温度，还可以起 密封和润滑作用。
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4 基本参数
1）转子的齿形
齿形的基本要求： ①较好的气密性 ②接触线长度尽量短 ③较大的面积利用系数
①气体沿转子外圆与机体内 壁间的A方向泄漏 ②气体沿 转子端面与端盖间的B方向 泄漏 ③气体沿转子接触线 的C方向泄漏
一般值在11.5之间，我国Biblioteka 品有两种长径比，即=1.0和=1.5
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4.2 输气量的计算
理论输气量
qvt 60z1n1V1 z2n2V2 C
2 qvt 60Cn C n1 LD0
（3-1）
（3-5）
实际输气量
qva V qvt
V ——输气系数
m3 h
（3-6）
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1.2螺杆压缩机的工作过程
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主机和电机系统
压缩原理 阴转子
阳转子
主机和电机系统
压缩原理 阴转子
阳转子
主机和电机系统
压缩原理
主机和电机系统
压缩原理
主机和电机系统
压缩原理
主机和电机系统
压缩原理
1.3螺杆压缩机的特点
1）工作于中型制冷量范围内，易损件少，有利于实现 操作自动化，可靠性和效率较高； 2）加工精度高，价格较高，噪声大； 3）部分负荷的效率较高，无活塞式的液击和离心式的 喘振现象； 4）采用喷油方式，需要喷入大量油而必须配置相应的 辅助设备。
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输气量和滑阀位置的关系曲线
螺杆式制冷压缩机的输气量 调节范围一般为10%100% 内的无级调节。
调节过程中，功率与输 气量在50%以上负荷运 行时几乎是成正比例关 系，但在50%以下时， 性能系数则相应会大幅 度下降，显得经济性较 差。
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滑阀调节机构的组成
滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度， 通过液压传动机构来完成 。
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喷射液体制冷剂以降低排气温度
1—排气温度传感器 2—温控喷液阀 3—视镜 4—电磁阀 5—喷油入口
采用原因： 当风冷及热泵机组使用工况较恶劣，在高的冷凝压力和低的蒸发压力时， 排气和润滑油温度或内置电动机温度会过高，造成保护装置动作，压缩机停 机，为了保证压缩机能在工作界限范围内运行，可采用喷射液体制冷剂进行 冷却降温。
瑞典斯达尔（Stals）齿形
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3）圆周速度和转速
喷油螺杆式压缩机最佳圆周速度选择在2535m/s左右
喷油螺杆式压缩机若采用不对称齿形时，主动转子转速范围为 7304400r/min，小直径的转子可以选用较高的转速 。
4）公称直径、长径比λ
确定螺杆直径系列化的原则是：在最佳圆周速度的范围内，以尽 可能少的螺杆直径规格来满足尽可能广泛的输气量范围。
1） 机壳 一般为剖分 式，它由机 体（气缸 体）、吸气 端座、排气 端座及两端 端盖组成， 材料通常采 用灰铸铁。
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2） 转子
转子是螺杆式制冷压缩 机的主要部件，常采用 整体式结构，将螺杆与 轴做成一体。
转子的毛坯常为锻件，一般多 采用中碳钢 ，有特殊要求时也有 用40Cr等合金材料。
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3） 轴承与油压平衡活塞
4）、 Sullair寿力
Sullair是美国一家大型航空（军工）企业的下属公司，生产空压机的 历史不长，主要是螺杆机。Sullair在全球设有分公司，在美国，它是 仅次于IR的空压机公司。 Sullair在中国的工厂设在深圳蛇口。 Sullair公司主要通过代理商销售。1999年以前，其代理商主要是来自 台湾的唐胜和广州的科明。近来，其代理商数量大大增加。目前， Sullair在某些行业有相当的业绩，如纺织、汽车等。 Sullair的主要产品是有油螺杆式和移动式，其有油螺杆式在大马力型 （300HP）时间，有很大的价格竞争力。据说，其移动式近年主要国 产化，此举将增加其市场份额。 Sullair目前的知名度还不大，在中国国内的投资力度也不大。其主要 优势体现在已在中国国内设有工厂，其大马力型产品的价格较便宜。 Sullair的劣势在于其机器的外观粗犷，知名度不高，没有无油式的产 品。
螺杆式制冷压缩机属 高速重载。为了保证 阴、阳转子的精确定 位及平衡轴向力和径 向力，必须选用高精 度、高速、重载的轴 承和相应的平衡机构， 确保转子可靠运行。
高压供油产生与轴向力 相反的压力，使轴向力 得以平衡。
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4） 轴封
轴封处应供以高于压缩机内部压力的润滑油，以保 证在密封面上形成稳定的油膜。
Kaeser的劣势是网络不健全，创新意识不够。
7）、其他国外品
a、昆西 （美国）； b、 BOGE 博格 （德国）； c 、ZSCREW三井 (日本）； d、KOBELCO神钢（日本） ；e、HITACHI 日立（日本）
8）、国产空压机品牌
国内空压机工厂很多，目前在全国有影响的有：柳州、南京、无
锡和沈阳的几家。其中当以柳州、无锡在国产螺杆机市场的占有率最
高。 主要国产空压机品牌有：
a、博莱特 （上海）； b、富达 （柳州）； c、优耐特斯 （上海
）； d、维肯 （上海）； e、斯可络 （上海）； f、浪潮 （上海）；
g、日盛-施耐德（上海）； h、东方 （上海）；
国产机的优势：价格低，销售网络健全。 国产机的劣势：品质差、能耗高。
6）、Kaeser凯撒
Kaeser是德国最大的空压机制造商，生产能力强，在欧洲与 BOGE 一样享有盛誉。
Kaeser在中国国内的上海设立了分公司，在深圳有一个代理商， 目前尚未在全国建立起销售网络。
Kaeser不生产无油式，虽然其销售比BOGE 大，但其品质比 BOGE 差。创新意识不强，整体在走下坡路。 Kaeser的优势是在欧洲非常著名，其价格有竞争力。
几种内容积比调节机构
①德国寇尔托马塔 （Kiihlautomat）公司
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②日立制作 所MYCOM 中V系列机器
③瑞典Stalsmini-S20型
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5.1 开启螺杆式压缩机的结构
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开启式单机双级螺杆压缩机
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开启式压缩机的优点
（1）压缩机与电动机相分离，使压缩机的适用范围更广。
（2）同一台压缩机，可以适应不同制冷剂，除了采用卤代烃
2 基本结构
被动齿轮 阳转子
主动齿轮
阴转子
电 机
主
机
主机和电机系统
主机
主机和电机系统
主机吸入端
主机吸入端
主机和电机系统
主机排气端
主机排气端
日立螺杆式压缩机 HITACHI Screw Compressor
R-22, R-134a, and R-407C refrigerants
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3 主要零部件
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4.3影响输气系数的主要因素
1）泄漏 2）吸气压力损失 3）预热损失
上述三种损失的大小，与压缩机的尺寸、 结构、转速、制冷工质的种类、气缸喷油量 和油温，机体加工制造的精度、磨损程度及 运行工况等因素有关。
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4,4 输气量调节
1）滑阀调节
滑阀的位置离固定端 越远，回流孔长度越 大，输气量就越小， 当滑阀的背部接近排 气孔口时，转子的有 效长度接近于零，便 能起到卸载启动的目 的。
2）、Ingersoll-Rand英格索兰（以下简称IR）
IR亦是一个跨国集团，其总部设在美国，空压机生产企业只是其下属一
个集团。IR亦能生产各种形式的空压机，产品种类丰富，知名度也高。IR在 全球的市场占有率仅次于AC或与之不相上下。 IR是最早在中国合资生产螺杆机的公司，1987年成立于上海。1995年以 前，上海IR的生产和销售非常好。市场上的客户都等着购买螺杆机，而此时 只有IR生产螺杆机。 IR主要通过分公司销售，在全国各主要城市设有分公司，如北京、沈阳 、青岛、武汉、三峡、广州、上海等。在其他地区，IR则通过经销代理商进 行销售。 IR因为在中国国内建立工厂比较早，知名度比较高。不过由于上海IR采 用的是30年以前的生产技术，其品质不是很好，且已经大大影响了其销售。 过去10年中，IR在中国最赢利的产品是离心式空压机。1997年以前，IR占有 中国国内进口离心式空压机的80%的市场。其销售人员的职责仅仅是忙于签 单，带客户去美国观光而已。IR另一个赢利的产品是移动式空压机，该产品 在中国国内被广泛应用。 IR目前的优势仍然是其知名度，其劣势在于其有两套销售系统：一是远 东IR，一是上海IR。两套组织成员的观念很难统一，同时上海IR的产品质量 亦在一定程度上削弱了其整体竞争力。因此，IR的螺杆机目前在中国国内的 销售状况不是很好。
5）、Fusheng 复盛
复盛是合资企业，在中国国内有三家工厂：中山、上海、北京。 复盛通过其品质不错的小活 塞机打开了中国市场，经销商遍布全 国。 复盛在中国国内已是一家知名度很高的空压机制造商，但其螺杆 机仍是低档机的代表。 复盛的最大优势是价格便宜，知名度高。
复盛的劣势是质量较差，大马力型机的失败率很高；无油机使用 日本三井淘汰的水润滑单螺杆；
螺杆式压缩机原理及常见故障分析
1 2 3 4 5 6 7 8 9 工作原理 基本结构 主要零部件 主要参数 主要分类 压缩机组 单螺杆压缩机 常见故障分析 维修与保养
1 .1 工作原理
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1 .1 工作原理
依靠啮合运动着的 一对阴阳转子，借助 它们的齿、齿槽与机 壳内壁所构成的呈 “V”字形的一对齿 间容积呈周期性大小 变化，来完成制冷剂 气体吸入—压缩—排 出的工作过程。
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2）塞柱阀调节
当需要减少输气量时，将塞柱 阀1打开，基元容积内一部分制冷 剂气体就回流到吸气口。当需要 输气量继续减少时，则再将塞柱 阀2打开。
适用于小型、紧凑型螺杆压缩机
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4.5 内容积比调节
调节原因： 为了减少额外功耗，需进行内容积比调节，使压缩终了的压力等于 排气腔内的压力以适应螺杆式制冷压缩机在不同工况下的高效运行。
制冷剂外，通过更改部分零件的材质，还可采用氨作制冷剂。 （3）可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的 电动机。
发展趋势和研究成果
（1）普遍采用内容积比调节机构； （2）采用单机双级压缩；
（3）开启螺杆式压缩机的小型化。
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5.2 半封闭螺杆式压缩机
特点：
（1）压缩机的阴阳 转子都采用6:5或7:5 齿数 （2）油分离器与主 机做成一体 （3）内置电动机靠 制冷剂气体冷却 （4）压差供油 （5）无油冷却系统