压缩机分类及发展历程

四、三种常见压缩机比较
力的平衡性 单螺杆
气体压力产 生的径向、轴 向力自动平衡。 零部件受力小 可靠性高
双螺杆
气体压力产 生的径向力无 法平衡，轴向 力须由平衡活 塞平衡。 主轴承易损
可靠性中
活塞式
较大的活塞惯 性力，和气体 压力都无法平 衡。 振动噪音大、 主要部件易损 可靠性差
三种常见压缩机比较
可靠性
单螺杆 双螺杆 活塞式
径、轴向力 完全平衡，轴 承寿命长。 二转子负荷 大，轴承寿命 短。
摩擦部位多， 机械耗损大， 阀片、活塞环 等易损件寿命 短。
三种常见压缩机比较
维修性
单螺杆 双螺杆 活塞式
主机机壳采 用整体结构后， 星轮侧有大窗 口，维修方便。 转子轴承寿 命较短，更换 时须打开机壳, 工作量大。 易损件更换 频繁，拆卸工 作量大，维修 困难。
活塞式
膜式
单轴
双轴
离心式
轴流式
滑片式
涡旋式
单螺杆
双螺杆
罗茨式
应用范围：
1、本课程主要讨论的活塞 式压缩机为往复式压缩机， 其排气压力一般为0.232MPa，最高可达到 700MPa，容积流量一般为 0.1-400（最小0.01）m3 /min常用于中压、高压的场 合。 2、单螺杆和双螺杆则属于 回旋式压缩机，其排气压力 一般为0.2-1MPa，最高可 达到4.5MPa，容积流量一 般为 0.1-500m3/min，常用于中 低压场合。
双螺杆压缩机结构图
工作原理图：
工作原理：
1. 吸气过程
吸气过程即将开始时的转子的一对齿前端完全啮合，且即将与吸气孔口 连通。随着转子开始运动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积， 这个齿间容积的扩大，在其内部形成了一定的真空，而此齿间容积又仅与吸 气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中。在随后的转子旋转的过程中， 阳转子齿不断从阴转子的齿槽中脱离出来，齿间容积不断扩大，并与吸气孔 口保持连通。从某种意义上讲，也可以把这个过程看成是活塞（阳转子齿） 在气缸（阴转子齿槽）中滑动。吸气结束时候，最显著的特征是齿间容积达 到最大值，并且齿间容积在此位置与吸气孔口断开。
活塞式空气压缩机的发展历程 1、我国古代劳动人民发明的木质风箱，是现代空气压缩机的 雏型。 2、大约于1800年，第一台单级（往复活塞式）空气压缩机 在英国制成，其排气压力为1.38MPa（表压）。 3、1902年，美国英格索兰公司（Ingersoll-Rand Co．）制 成了第一台移动的往复式空气压缩机。
三、单螺杆压缩简单介绍
单螺杆压缩机的一个螺杆可与两个或两个以上星轮 啮合。螺杆和星轮按其外形可分为圆柱型（C）和平面 型（P）。由这两种类型可构成四种单螺杆压缩机：PC 型、PP型、CP型和CC型。目前最常用的时CP型。
a）PC型 c）CP型
b）PP型 d）CC型
2.3 单螺杆压缩机结构
单螺杆压缩机结构
压缩机培训课程
第一课 压缩机分类及发展历程、各种 压缩机工作原理及结构特点、各类压缩机 的应用范围
课程目录
一、压缩机分类视图 二、活塞式压缩机工作原理和特点 三、双螺杆压缩机工作原理和特点 三、单螺杆压缩简单介绍 四、三种常见压缩机比较
一、压缩机分类视图：
压缩机
容积式
速度式
往复式
回转式
喷射式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ透平式
工作原理图：
优点：
1. 可靠性相对于活塞机要高。双螺杆压缩机零 部件比活塞机少，易损件少，因而它运转可靠，寿 命长。 2. 操作比活塞机方便。双螺杆压缩机自动化程 度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实 现无人值守运转，操作相对简单，可按需要排气量 供气。 3. 动力平衡比活塞机好。双螺杆压缩机没有活 塞往复移动的惯性力，机器可平稳地高速工作，可 实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机。
二、活塞式压缩机工作原理和特点
往复式空气压缩机
在现代工业领域，活塞式压缩机目前占有主要市场。但随着人 们对机器可靠性及能耗、环保等方面要求的提高，螺杆式和涡旋 式压缩机开始占有一定的市场。 在制冷空调领域，往复式制冷压缩机作为一种传统的制冷压缩 机，适用于制冷量较广范围内的制冷系统。虽然目前它的应用还 比较广泛，但市场份额正逐渐减小。
工作原理解析：
活塞式压缩机
活塞式压缩机
三、双螺杆压缩机工作原理和特点
双螺杆空气压缩机 20世纪30年代，瑞典工程师发明了(双)螺杆压缩 机。1937年，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。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。经过随 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。
缺点：
1. 造价比较贵。由于双螺杆压缩机的转子齿 面是一空间曲面，需利用特制刀具在价格昂贵 的专用设备上进行加工。另外，对双螺杆压缩 机气缸的加工精度也有较高的要求。 2. 不能用于高压场合。由于受到转子刚度和 轴承寿命等方面的限制，双螺杆压缩机只能适 用于中、低压范围，排气压力一般不超过 3MPa。 3. 不能用于微型场合。双螺杆压缩机依靠间 隙密封气体，目前一般只有容积流量大于 2m3/min时，双螺杆压缩机才具有优越的性能。
驱动方式
单螺杆 双螺杆 活塞式
与电机直联。 传动效率高
传动效率中
经增速齿轮 组与电机联接 或加带轮。
经皮带轮与 电机联接。
传动效率差
三种常见压缩机比较
效率
单螺杆 双螺杆 活塞式
中速 （1500～ 3500r/min） 时效率较高， 直联。 高速 （3000～ 7000r/min） 时效率比较高， 加增速齿轮。
2.气缸 6.连杆
3.活塞 7.曲柄
4.活塞杆 8.吸气阀 9.阀门弹簧
工作原理解析：
当气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞 左腔的压力低于大气压力 p a ，吸气阀开启，外界空气吸入 缸内，这个过程称为吸气过程。当气缸吸满气体，吸气阀 关闭，活塞向左移动，令缸内气体压力上升，这个过程称 为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力 p 后， 排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气 过程。活塞的往复运动是由电动机带动的曲柄滑块机构形 成的。曲柄的旋转运动转换为滑动——活塞的往复运动。 这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余隙容积 存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀， 从而减少了吸入的空气量，降低了效率，增加了压缩功。 且由于剩余隙容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升 高。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可 降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气 体排气量。
低速 (600~1500r/m in),摩擦副多， 效率较低。
三种常见压缩机比较
噪声、振动 单螺杆
力平衡性好、 振动小、噪声 低，一般为 60～68dB(A)
双螺杆
力平衡性差， 二金属螺杆啮 合时有高频噪 声64～ 78dB(A)
活塞式
振动大，需 用基础固定， 低频噪声 80dB(A)
三种常见压缩机比较
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2. 压缩过程
气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，齿间容积由于转子齿的 啮合就要开始减少。随着转子的旋转，齿间容积由于转子的啮合而不断减少， 被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减少，导致压力升高，从而 实现气体的压缩过程。
3. 排气过程
齿间容积与排气孔口连通后，即开始排气过程。随着齿间容积的不断缩 小，具有排气压力的气体逐渐通过排气孔口被排出。这个过程一直持续到齿 末端的型线完全啮合。此时，齿间容积内的气体通过排气孔口被完全排出， 封闭的齿间容积的体积将变成零。
活塞式压缩机
4、1952年，我国沈阳空气压缩机厂（现沈阳气体压缩机厂）， 试制成功国产第一台容积流量为6m3/min的压缩机。
5、该厂在1953~1954年陆续试制成功并成批生产了容积流量 为10m3/min、20m3/min、40m3/min的固定式动力用空气压缩 机。
6、1957年该厂制造出1-100/8型大型空气压缩机。 7、1959~1960年，由原第一机械工业部化工与通用机械研究 所（现合肥通用机械研究院）负责组织，沈阳气体压缩机厂、 通用机械研究所、西安交通大学为主要设计力量，进行了我国 第一个动力用L形空气压缩机系列（容积流量10~100m3/min） 的设计和研制。 8、1959年12月由原第一机械工业部第一局主持鉴定的4L20/8型空压机样机，比功率、比质量两项指标达到了当时的同 类型产品国际先进水平。
活塞式压缩机
活塞式压缩机是一种最常见的容积式压缩机。它由 曲柄连杆机构将驱动机的旋转运动变为活塞的往复运动。 活塞与气缸共同组成压缩机工作腔，依靠活塞在气缸内 的往复运动，并借助进、排气阀的自动开闭，使气体周 期性地进入气缸工作腔，进行压缩和排出。
活塞式压缩机的工作原理见图：
1.排气阀 5.滑块
双螺杆压缩机：
双螺杆压缩机：
双螺杆压缩机：
与活塞压式缩机等其他类型压缩机相比， 螺杆压缩机的发展历史较短，是一种比较新颖 的压缩机。 双螺杆压缩机的基本结构如图示。在“∞” 形的气缸中，平行地配置着一对互相啮合的螺 旋形转子。通常对节圆外具有凸齿的转子，称 为阳转子或阳螺杆。在节圆内具有凹齿的转子， 称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连 接，由阳转子带动阴转子转动。因此阳转子又 称为主动转子，阴转子又称为从动转子。在压 缩机机体的两端，分别开设一定形状和大小的 孔口。一个供吸气用，称作吸气孔口；另一个 供排气作用，称作排气孔口。