螺杆式制冷机课件
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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。
• 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.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；
2.不能用于高压场合，排气压力一 般不超过4.5MPa；
3.噪声大。
第二节 螺杆转子齿形及结构参数
1 vm1l2 2 vm2l1
MO2 K ∽ bMa
PO2 K
∽
PO1M
vm1 O2 K vm2 O2 M
O2 P O2 K O1P O1M
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。
第六章 螺杆式制冷压缩机
陆教授
第一节 基本结构和工原理
冰轮股份有限公司
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
THANK YOU
2019/9/7
• （2）圆周速度
第四节 输气量与内容积比 调节机构
一、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。
V p01
• （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。
考虑这一因素对压缩Vp机01 输气量的影响，用
扭角系数C表征。设阳转子齿槽实际充气
容积为
V p01
理论充气容积
V' p 01
则
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
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↑
SUCCESS
•
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、面积利用系数Cn
Cn
z1
a01 a02 D02
式中 z1—阳转子齿数； 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
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.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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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
螺杆机气体的压缩依靠容积的变化 来实现，而容积的变化又是借助于压 缩机的一对转子在机壳内作回转运动 来达到。与活塞压缩机的区别是，它 的工作容积在周期性扩大和缩小的同 时，空间位置也在变更。
只要在机壳上合理的布置吸排气孔 口，就能实现压缩机的基本工作过程。
螺杆机的特点
•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。
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。
•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。
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
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。
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
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
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
• 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.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；
2.不能用于高压场合，排气压力一 般不超过4.5MPa；
3.噪声大。
第二节 螺杆转子齿形及结构参数
1 vm1l2 2 vm2l1
MO2 K ∽ bMa
PO2 K
∽
PO1M
vm1 O2 K vm2 O2 M
O2 P O2 K O1P O1M
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。
第六章 螺杆式制冷压缩机
陆教授
第一节 基本结构和工原理
冰轮股份有限公司
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
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• （2）圆周速度
第四节 输气量与内容积比 调节机构
一、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。
V p01
• （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。
考虑这一因素对压缩Vp机01 输气量的影响，用
扭角系数C表征。设阳转子齿槽实际充气
容积为
V p01
理论充气容积
V' p 01
则
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
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↑
SUCCESS
•
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、面积利用系数Cn
Cn
z1
a01 a02 D02
式中 z1—阳转子齿数； 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
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.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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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
螺杆机气体的压缩依靠容积的变化 来实现，而容积的变化又是借助于压 缩机的一对转子在机壳内作回转运动 来达到。与活塞压缩机的区别是，它 的工作容积在周期性扩大和缩小的同 时，空间位置也在变更。
只要在机壳上合理的布置吸排气孔 口，就能实现压缩机的基本工作过程。
螺杆机的特点
•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。
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。
•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。
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
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。
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
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
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