螺杆压缩机系统装置设计

摘要

螺杆空气压缩机(又称为双螺杆压缩机)是机电一体化的工业产品，用途非常广泛，其简称：螺杆压缩机。20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。1937年，Alf Lysholm 终于在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。随后持续的基础理论研究和产品开发试验，螺杆压缩机才真正发展起来，并且其性能也在不断的完善。螺杆压缩机具有结构简单、运行可靠及操作方便等一系列独特的优点，广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。

关键词：螺杆压缩机主机阴、阳转子接触线型线容积

第一章螺杆压缩机的现状和意义

螺杆压缩机广泛应用于矿山、化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门，在宽广的容量和式况范围内，逐步替代了其它种类的压缩机，统计数据表明，螺杆压缩机的销售量已占其它容积式压缩机销售量的80%以上，在所有正在运行的容积式压缩机中，有50%的是螺杆压缩机。今后螺杆压缩机的市场份额仍将不断的扩大。

20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。

在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，而螺杆压缩机只能提供中等排气量，因此并没有在此领域获得应用。但尽管如此，Alf Lysholm及其所在的瑞典SRM公司，为螺杆压缩机能在其它领域的应用，继续进行了深入的研究。1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆压缩机试验样机，并取得了令人满意的测试结果。

1946年，位于苏格兰的英国 James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。

随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。

1957年喷油螺杆空气压缩机投入了市场应用。

1961年又研制成功了喷油螺杆制冷压缩机和螺杆工艺压缩机。

过随后持续的基础理论研究和产品开发试验，通过对转子型线的不断改进和专用转子加工设备的开发成功，螺杆压缩机的优越性能得到了不断的发挥。

压缩机可分二大类，容积式压缩机和动力式压缩机。容积式压缩机又可分往复式和回转式。回转式压缩机可分单轴和双轴或多轴。本可题研究的是螺杆空气压缩机，属于双轴压缩机。螺杆压缩机--是回转容积式压缩机，在其中两个带有螺旋型齿轮的转子相互啮合，从而将气体压缩并排出。

用可靠性高的螺杆式压缩机取代易损件多，可靠性差的活塞式压缩机，已经成为必然趋势。日本螺杆压缩机1976年仅占27%，1985年则上升到85%。目前西方发达国家螺杆压缩机市场占有率为80%，并保持上升势头。螺杆压缩机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。

螺杆压缩机有双螺杆与单螺杆两种。单螺杆压缩机的发明比双螺杆压缩机晚十几年，设计上更趋合理、先进。单螺杆压缩机克服了双螺杆压缩机不平衡、轴承易损的缺点；具有寿命长，噪音低，更加节能等优点。八十年代技术成熟后，其应用范围在日渐扩大

第2章 螺杆压缩机基本结构

2.1压缩与压缩

压缩 绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。一 全隔热的气缸内上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不

变的压缩过程。

压缩比（R ）压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例:在海平面时进气绝对压力为0.1 Mpa ，排气压力为绝对压力0.8Mpa 。

则压缩比： 21

0.880.1P R P =

== （1） 多级压缩的优点：

（1）、节省压缩功；

（2）、降低排气温度；

（3）、提高容积系数；

（4）、对活塞压缩机来说，降低气体对活塞的推力。 2.2压缩介质

为什么要用空气来作压缩介质？ 因为空气是可压缩、清晰透明的，并且输送方便（不凝结）、无害性、安全、取之不尽。惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体，标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。

空气的性质：

空气成分：氮气（N 2） 氧气（O 2） 二氧化碳（CO 2）

78.03% 20.93% 0.03%

分子量：28.96

比重：在0℃、760mmHg 柱时，r 0=1.2931kg/m 3

比热：在25℃、1个大气压时，Cp=0.241大卡/kg －℃

在t ℃、压力为H （mmHg ）时，空气的比重：

32731.2931/273760

t H r x x kg m t =+

（2）

湿空气的比重，还应考虑饱和水蒸气分压力（0.378ψ，P b）。

2.3 压力

压力这只是某一单位面积的力，如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕斯卡：即：1pa = 1N/m2

1Kpa = 1000pa = 0.01kg/cm2

1Mpa = 106pa = 10kg/cm2

绝对压力绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa 的绝对压力。在海平面上，仪表压力加上0.1Mpa的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。

大气压力气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。绝对压力=压力计压力＋大气压力

大气压力通常是以水银mm为单位，但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解释：

1个物理大气压力 = 760mmHg=10.33mH2O=1.033kgf/cm2≌0.1Mpa.

大气压同海拔高度的关系：

0×

P P

H

（1-）5.256mmHg 44300

（3）

H——海拔高度，

P0=大气压（0℃，760mmHg）

2.4温度

温度温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100℃。在华氏温度计上，水的冰点为32℉，沸点为212℉。从华氏转换成摄氏：华氏 = 1.8℃＋32，℃=5/9（℉-32）绝对温度这是用绝对零度作为基点来解释的温度。基点零度为华氏零下459.67℉或摄氏零下273.15℃。绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。

冷却温度差冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％

的效率，我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气