螺杆式制冷压缩机 PPT课件

1 O2 K O2M O2 P 2 O2 M O1M O1P
二、齿形选择
一个好齿形，除须满足啮合原理外， 还需满足以下几条基本原则： 具有充分大的齿间容积；基元容积的 气密性好，各种效率高；转子具有稳 定的传动特性，热变形性能好以及足 够的强度、刚度和良好的加工工艺性 能。
1、面积利用系数Cn
2.不能用于高压场合，排气压力一 般不超过4.5MPa；
3.噪声大。
四 螺杆式制冷压缩机的参数及选型
•基本概念
型面：螺杆机阴阳转子的 齿面被称为型面，型面 是空间曲面； 接触线：阴阳转子相互 接触而形成的空间曲线。
型线：垂直于转子轴线的端部平面与型面相交 而得到的平面曲线，型线组成转子外廓的齿形。
平衡活塞
平衡活塞：由了结构上的差异，因吸、排 气侧之间的压力差所引起的，作用在阳螺 杆上的轴向合力，比作用在阴螺杆上的轴 向合力大得多。因此，阳螺杆上除装设止 推轴承外，还增设油压平衡活塞，以减轻 阳螺舒杆对滑动轴承端面的负荷，减轻止 推轴承所承受的轴向力。
冰轮股份有限公司
能量调节装置
单边对称型线 双边不对称型线
第一代对称圆弧型线
原始对称圆弧型线组成齿曲线
阴转子
齿曲线 曲线性质
A
点
AE
圆弧
E
点
EF
圆弧
阳转子
阳转子 曲线性质
DE
摆线
EF
圆弧
FG
摆线
GH
圆弧
•第二代不对称圆弧型线
第三代新的不对称型线 第三代型线与第二代的区别是： 第三代采用圆弧、椭圆和抛物线 等曲线，能明显提高密封效果， 有利于形成润滑油膜和减少齿面 磨损。
螺杆式制冷压缩机
制作人：司家斌
目录
一、螺杆式制冷压缩机的结构 二 、螺杆式制冷压缩机的工作过程 三 、螺杆式制冷压缩机的优缺点 四 、 螺杆式制冷压缩机的参数及选型 五、 螺杆压缩机比较 六、 螺杆机装置系统 七、 螺杆机的噪声和振动 八、 螺杆式压缩机的使用与维护 九、 SULLAIR压缩机介绍 十、 其他形式的
轴承与轴封：螺杆式制冷压缩机的阴、阳 螺杆均由滑动轴承(主轴承)和向心推力球 轴承支承。主轴承用柱销正确安装固定在
吸、排气端座内，止推轴承在排气侧阳、
阴螺杆上各装有两只，以承受一定的轴内
力。螺杆式制冷压缩机的轴封也多采用摩
擦环式机械密封器，安装在主动转子靠联 轴器——端轴上，其结构和原理同活塞式 制冷压缩机的轴封相同。
转子型面的空间接触，表现在端平面上就是型 线接触，两型线的接触点被称为啮合点。
一、啮合原理
vm1 1O1M 1l1 vm2 2 O2M 2l2
1 vm1l2 2 vm2l1
MO2 K ∽ bMa
PO2 K
∽
PO1M
vm1 O2 K vm2 O2M
O2 P O2 K O1P O1M
在封闭式螺杆制冷压缩机的设计中，都采 用第三代转子型线，阴阳转子的齿数比多 用6、5齿，7、5齿，6、4齿，也有少数采 用8、6齿和5、4齿；
在轴承方面，均采用滚动轴承；
在调节方面，采用滑阀调节或柱塞调节。
三、全封闭式螺杆压缩机
六 螺杆机装置系统
一、螺杆机组
油系统部件
1、油分离器
工作原理
一 螺杆式制冷压缩机的结构
螺杆式制冷压缩机主要由机壳、转子、轴 承、轴封、平衡活塞及能量调节装置等组 成。
机壳
机壳：—般为剖分式，由机体、吸气 端座及排气端座等三部分用螺栓连接组成。 机体内腔横断面为双圆相交的横8字形， 与置于其内的两个啮合转子的外圆柱面相 适合。
转子
转子为一对互相啮合的螺杆，其上具有特殊的 螺旋齿形。其中凸齿形的称为阳螺杆(或称阳转 子)，凹齿形的称为阴螺杆(或称阴转子)。阳螺杆 与阴螺杆的齿数比，一般为4:6(大流量的压缩机 齿数比可为3:4，当压缩比高达20时，齿数比可 采用6:8)。多数情况下，阳螺杆与电动机直接连
二 螺杆式制冷压缩机的工作过程
螺杆式制冷 压缩机工作时， 齿间基元容积 作周期性变化， 从而使汽体沿 转子轴向移动 过程中完成吸 汽，压缩和排 气过程
工作原理 螺杆式压缩机的工作
是依靠啮合运动着的一个 阳转子与一个阴转子，并 借助于包围这对转子四周 的机壳内壁的空间完成的。
当转子转动时，转子的齿、齿槽与机壳内 壁所构成的呈“V”字形的一对齿间容积(基元容 积）其大小会发生周期性的变化，同时它还会沿 着转子的轴向由吸气口侧向排气口侧移动，将制 冷剂气体吸入并压缩至一定的压力后排出。
吸气开始
吸气腔关闭
Vs
Vs
压缩
压缩继续
排气开始
Vd
排气结束
三 螺杆式制冷压缩机的优缺点
优点
1.动力平衡性好。螺杆机无不平衡惯性力， 机器可平稳地高速工作，可实现无基础运 转，特别适合用作移动式压缩机。
2.可靠性高。螺杆机零部件少，无气阀 和其它密封件，没有易损件，因而它运 转可靠，寿命长，易于实现远距离控制。
能量调节装置：由滑阀、油缸、油活塞、 四通电磁换向阀及油管路等组成。活塞装 在气缸壁下部两圆交汇处，改变滑阀的位 置，即可起调节制冷量的作用。
输气量调节机构 1、滑阀调节
螺杆式压缩机最常用 的输气量调节方法是在 两转子的高压侧设置一 个轴向可移动的滑阀， 通过滑阀轴向位置的移 动可以改变螺杆转子的 有效工作长度，从而达 到输气量调节的目的。
2.Sigma齿形
德国Kaeser公 司创造，齿形 采用5：6的齿 数比。
3.CF齿形
德国GHH公司提出 的CF齿形，齿数 比5：6。
四、结构参数 1、齿高系数
R 0.5 ~ 0.7
R1 j
齿高数系数越 大，则阴转子 的齿部越薄， 齿的刚度下降
２、扭转角θ与扭角系数CΦ （1）扭转角 表示转子上的一个齿在转子两端端平面上 投影的夹角
五 螺杆压缩机比较
一、开启式螺杆压缩机
1、开启式螺杆机的缺点 ⑴ 需用轴封封住制冷剂和油的泄
漏通道； ⑵ 电动机冷却风扇气流噪音大； ⑶ 需要配置单独的油分离器、油
冷却器等复杂的油系统部件。
2、开启式螺机发展趋势和研究成果 ⑴ 普遍采用内容积比调节机构 ⑵ 采用单机两级压缩
⑶开启式螺机的小型化
考虑这一因素对压缩机输气量的影响，用 V p 01
扭角系数C表征。设阳转子齿槽实际充气
容积为
理论充气容积
则
V p01
Vp' 01
ห้องสมุดไป่ตู้
C
Vp01 V p 01

Vp01 Vp01 V p 01
1
V p 01 V p 01
3、长径比和圆周速度
（1）长径比λ
L 1 ~ 1.5
转子型线设计
1.转子型线应满足啮合要求。螺杆机的 阴阳转子型线必须是满足啮合定律的共 轭型线，即不论在任何位置，经过型线 接触点的公法线必须通过节点。
2.转子型线应形成长度较短的连续接触 线。 3.转子型线应形成较小的泄漏三角形。
4.转子型线应使齿间面积尽量大。
三、典型齿形
1.X齿形
瑞典Atlas公司提 出，在圆弧摆线所 组成的非对称单边 型线的基础上形成， 齿数比4：6。
2.柱塞阀调节
二、内容积比调节机构
螺杆机工作时，若内外压力比不相等，会 出现过压缩与欠压缩，使经济性降低。可 通过增大或减小径向排气孔口的尺寸，从 而改变内压力比。
在螺杆机的实际使用中,有时要 求同时调节容积流量和内容积 比。此时，在转子下部的孔中， 移动的不是一个滑阀，而是两 个，即容量调节滑阀中的固定 块也变为移动式。
2.柱塞阀调节
内容积比调节机构
螺杆机工作时，若内外压力比不相等，会 出现过压缩与欠压缩，使经济性降低。可 通过增大或减小径向排气孔口的尺寸，从 而改变内压力比。
在螺杆机的实际使用中,有时要 求同时调节容积流量和内容积 比。此时，在转子下部的孔中， 移动的不是一个滑阀，而是两 个，即容量调节滑阀中的固定 块也变为移动式。
2 2
扭转角
扭转角↑→接触线↑→泄漏量↑
→型面轴向力 ↑
扭转角↑→ →吸排气孔口可以 做 大，以减小气 流损失
Vp01 （2）扭角系数
当转子的扭转角大到某—数值时，啮
合两转子的某基元容积对，在吸气端与吸
气孔口隔断时，其齿在排气端并末完全脱
离，致使转子的齿间容积不能完全充气。
D0
输气量不变时：
λ↑→D0↓→不平衡轴向力↓； λ↓→D0↑→转子强度和刚度↑
→吸排气孔口气流流动损失↓
→容积效率↑
（2）圆周速度
滑阀调节可使螺杆机的制冷量在 15%~100%内无级调节，但压缩机运行 特性表明，当制冷量在50%以上时， 压缩机功耗与制冷量成正比变化；而 当小于50%时，因摩擦功耗几乎不变， 使得单位功耗的制冷量偏小。因此， 从经济性考虑，螺杆机宜在50%以上 的负荷情况下运行。
3.调节性能好。螺杆机可在多方 面顺应工况的要求。调节措施有： 变转速调节，吸气节流调节，旁 通调节和间歇运行等。
4.抗液击性能好。螺杆机的转子 齿面间实际留有间隙，可压送气 液两相混合物。
缺点 1.造价高。螺杆机的转子齿面是空间 曲面，需利用特制刀具，在价格昂贵 的专用设备上加工。另外，对螺杆机 气缸的加工精度也有较高要求；
接，称为主动转子，阴螺杆为从动转子，故阳螺
杆多为四头右旋，阴螺杆多为六头左旋。为了使
螺杆式制冷压缩机系列化，零件标准化和通用化， 我国有关部门规定，螺杆的公称直径为63、80、 100、125、160、200和315mm7种，其长径比 分为λ=1.0和λ=1.5两种
转子工作图
双螺杆式
单螺杆式
轴封
式中 z —阳转子齿数； Cn

z1
a01 a02 D02
1
a01、a02—阴、阳转子齿间面积；
D0—转子的公称直径。
2、气密性
螺杆机转子接触线的顶点，通常不 能达到阴阳转子气缸孔的交线，在 接触线顶点和机壳的转子气缸孔之 间，会形成一个空间曲边三角形 。
3、转子型线设计
为便于区别起见，可将螺杆 机中的型线分为对称型线和 不对称型线，以及单边型线 和双边型线。
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。
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。
滑阀调节可使螺杆机的制冷量在 15%~100%内无级调节，但压缩机运行 特性表明，当制冷量在50%以上时， 压缩机功耗与制冷量成正比变化；而 当小于50%时，因摩擦功耗几乎不变， 使得单位功耗的制冷量偏小。因此， 从经济性考虑，螺杆机宜在50%以上 的负荷情况下运行。
3、止逆阀
吸气止逆阀的作用是防止停机后, 由于气体倒流造成制冷剂在吸入管 路内凝结。
排气止逆阀是防止停机后，高压气 体由冷凝器倒流入机体内，使转子 倒转。
带经济器的螺杆式制冷压缩机系统
经济器制冷循环系统又称为中间补气循 环系统。在压缩机吸气结束后的某一位 置，在机体上增开一个补气口，吸入来 自经济器的制冷工质蒸汽，使进入蒸发 器的制冷工质液体具有更低的温度，从 而显著增大机组的制冷量。
利用油滴与制冷剂蒸气密度的不同， 使混合气体流经直径较大的油分离 器时，利用突然扩大通道面积使流 速降低，同时改变流动方向及其他 分油措施来实现分油。
2、油冷却器
喷入螺杆机的油温推荐值：氨机：25～55℃， 氟机：25～45℃。
压缩机排出的高温高压氨蒸气经冷凝器冷凝后变 成液体，首先进入虹吸罐，在虹吸罐的液面达到 溢流口时，液体经溢流口进入储液器而向蒸发器 供液。在油冷却器中吸收润滑油的热量后蒸发变 成气体，经回气口回到虹吸罐，气体所携带的液 体在虹吸罐中得到分离。

一对转子可以组成多个基元容积
对，每一对基元容积内的压力各不相同，
各自完成自己的吸气、压缩和排气三个过
程，如此循环不息。

螺杆机的工作循环可分为吸气、
压缩和排气三个过程。随着转子旋转，每
对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环；

为简单起见，只须研究其中的一
对齿即可。
•吸气过程
•压缩过程
•排气过程
①齿形改进 ②优化供油量和油质
③采用滚动轴承和无油泵系统
④采用水冷式电动机
⑤采用经济器系统（节能效果显著， 制冷量增加14～34%，而功率仅增 加8～13%）。
二、半封闭式螺杆机
绝大多数的封闭式螺杆制冷压缩机为半封 闭式，仅有少数厂家生产全封闭式，但两 者的内部结构几乎完全相同。