螺杆压缩机
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V p 01
C
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1
V p 01 V p 01
EDGEIN烨晶
3、长径比和圆周速度
（1）长径比λ
输气量不变时：
L 1 ~ 1.5 D0
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
压缩机试验样机
• 1957年，喷油螺杆空气压缩机投入市场
• 1978年，武汉冷冻厂率先在国内开发出螺杆式制冷机 • 1984年完成了螺杆式制冷机五大系列产品的研制， • 1985年，该厂两种制冷产品获得国家金奖。喷油螺杆空
气压缩机投入市场
2.双螺杆式压缩机分类
结构形式 开启式 半封闭式 全封闭式
卧式
EDGEIN烨晶
工艺性无油螺杆式压缩机（一）
武汉昌发过程装备工程有限公司压缩机部
EDGEIN烨晶
第一部分 螺杆压缩机简述
EDGEIN烨晶
一.概述及分类 1.概述 • 20世纪30年代，瑞典教授 Alf Lysholm发明了螺杆压缩
机
• 1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶 • 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。
排气wenku.baidu.com束
EDGEIN烨晶
螺杆压缩机压缩演示过程
EDGEIN烨晶
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。
立式
EDGEIN烨晶
螺杆式压缩机的2种形式：
单螺杆式
双螺杆式
EDGEIN烨晶
第一讲.双螺杆制冷压缩机 第一节双螺杆制冷压缩机工作原理及特点 一.工作原理
EDGEIN烨晶
吸气开始
EDGEIN烨晶
压缩
EDGEIN烨晶
吸气腔关闭
Vs
Vs
EDGEIN烨晶
压缩继续
EDGEIN烨晶
排气开始
Vd
EDGEIN烨晶
当前常用齿形特点： 新型非对称双边齿形
阴阳转子齿数比多为6：5，少数为6：4
面积利用系数>0.4 扭角系数>0.98
EDGEIN烨晶
容积效率
压缩过程
内泄漏
容积效率影响因素 型线的影响 运行工况影响
配合间隙的影响
吸气压降 热交换
没有余隙容积，容积效率较高，
可达到90%以上。
4.转子型线应使齿间面积尽量大。
EDGEIN烨晶
四、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。
EDGEIN烨晶
2.Sigma齿形
德国Kaeser公 司创造，齿形 采用5：6的齿 数比。
EDGEIN烨晶
3.CF齿形
德国GHH公司提 出的CF齿形，齿 数比5：6。
EDGEIN烨晶
4.SRM单边非对称型线 图2-12示出另一种不 对称型线，称为双边不对 称摆线-包络圆弧型线， 简称SRM-A型线，其 组成齿合线列于表2-6
EDGEIN烨晶
五、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
EDGEIN烨晶
二.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。
EDGEIN烨晶
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。
1 v m1l 2 2 v m 2 l1
MO2 K ∽ bMa
v m1 O2 K v m 2 O2 M
O2 P O2 K O1 P O1 M
1 O2 K O2 M O2 P 2 O2 M O1 M O1 P
∽
PO2 K
PO1M
EDGEIN烨晶
1、面积利用系数Cn
EDGEIN烨晶
三. 螺杆转子齿形及结构参数
•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。
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
第二代不对称圆弧型线
EDGEIN烨晶
• 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。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
• 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。
z1 a01 a02 Cn 2 D0
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。
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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 。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
第三节螺杆转子齿形及结构参数
一.型线发展历程
60年代
80年代
设计制造简单
接触线不连续，
泄漏三角形大 泄漏大
点、直线、摆线 等组成 泄漏三角形面积 大为减小 泄漏减小
圆弧、椭圆、抛 物线等组成 转子齿面线密封 改为面密封 泄漏更小
EDGEIN烨晶
二.型线发展历程
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
单边对称型线
双边不对称型线
EDGEIN烨晶
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 阳转子 齿曲线 曲线性质 阳转子 曲线性质 A DE 点 摆线 AE EF 圆弧 圆弧 E FG 点 摆线 EF GH 圆弧 圆弧
EDGEIN烨晶
（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
EDGEIN烨晶
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
V p 01
EDGEIN烨晶
（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机输气量的影响，用 扭角系数C表征。设阳转子齿槽实际充气 容积为 V 理论充气容积 V ' 则 p 01 p 01
EDGEIN烨晶
四、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。
EDGEIN烨晶
（一）、啮合原理
v m 2 2 O2 M 2 l 2 v m1 1 O1 M 1l1
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。
EDGEIN烨晶
• 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。
↓
→容积效率↑
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（2）圆周速度
EDGEIN烨晶
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第一部分结束
谢 谢
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3、长径比和圆周速度
（1）长径比λ
输气量不变时：
L 1 ~ 1.5 D0
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
压缩机试验样机
• 1957年，喷油螺杆空气压缩机投入市场
• 1978年，武汉冷冻厂率先在国内开发出螺杆式制冷机 • 1984年完成了螺杆式制冷机五大系列产品的研制， • 1985年，该厂两种制冷产品获得国家金奖。喷油螺杆空
气压缩机投入市场
2.双螺杆式压缩机分类
结构形式 开启式 半封闭式 全封闭式
卧式
EDGEIN烨晶
工艺性无油螺杆式压缩机（一）
武汉昌发过程装备工程有限公司压缩机部
EDGEIN烨晶
第一部分 螺杆压缩机简述
EDGEIN烨晶
一.概述及分类 1.概述 • 20世纪30年代，瑞典教授 Alf Lysholm发明了螺杆压缩
机
• 1937年，Alf Lysholm 在SRM公司研制成功了两类螺杆
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶 • 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。
排气wenku.baidu.com束
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螺杆压缩机压缩演示过程
EDGEIN烨晶
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。
立式
EDGEIN烨晶
螺杆式压缩机的2种形式：
单螺杆式
双螺杆式
EDGEIN烨晶
第一讲.双螺杆制冷压缩机 第一节双螺杆制冷压缩机工作原理及特点 一.工作原理
EDGEIN烨晶
吸气开始
EDGEIN烨晶
压缩
EDGEIN烨晶
吸气腔关闭
Vs
Vs
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压缩继续
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排气开始
Vd
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当前常用齿形特点： 新型非对称双边齿形
阴阳转子齿数比多为6：5，少数为6：4
面积利用系数>0.4 扭角系数>0.98
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容积效率
压缩过程
内泄漏
容积效率影响因素 型线的影响 运行工况影响
配合间隙的影响
吸气压降 热交换
没有余隙容积，容积效率较高，
可达到90%以上。
4.转子型线应使齿间面积尽量大。
EDGEIN烨晶
四、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。
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2.Sigma齿形
德国Kaeser公 司创造，齿形 采用5：6的齿 数比。
EDGEIN烨晶
3.CF齿形
德国GHH公司提 出的CF齿形，齿 数比5：6。
EDGEIN烨晶
4.SRM单边非对称型线 图2-12示出另一种不 对称型线，称为双边不对 称摆线-包络圆弧型线， 简称SRM-A型线，其 组成齿合线列于表2-6
EDGEIN烨晶
五、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
EDGEIN烨晶
二.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。
EDGEIN烨晶
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。
1 v m1l 2 2 v m 2 l1
MO2 K ∽ bMa
v m1 O2 K v m 2 O2 M
O2 P O2 K O1 P O1 M
1 O2 K O2 M O2 P 2 O2 M O1 M O1 P
∽
PO2 K
PO1M
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1、面积利用系数Cn
EDGEIN烨晶
三. 螺杆转子齿形及结构参数
•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。
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
第二代不对称圆弧型线
EDGEIN烨晶
• 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。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
• 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。
z1 a01 a02 Cn 2 D0
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。
EDGEIN烨晶
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 。
EDGEIN烨晶
EDGEIN烨晶
第三节螺杆转子齿形及结构参数
一.型线发展历程
60年代
80年代
设计制造简单
接触线不连续，
泄漏三角形大 泄漏大
点、直线、摆线 等组成 泄漏三角形面积 大为减小 泄漏减小
圆弧、椭圆、抛 物线等组成 转子齿面线密封 改为面密封 泄漏更小
EDGEIN烨晶
二.型线发展历程
EDGEIN烨晶
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。
EDGEIN烨晶
单边对称型线
双边不对称型线
EDGEIN烨晶
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 阳转子 齿曲线 曲线性质 阳转子 曲线性质 A DE 点 摆线 AE EF 圆弧 圆弧 E FG 点 摆线 EF GH 圆弧 圆弧
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（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
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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
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（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机输气量的影响，用 扭角系数C表征。设阳转子齿槽实际充气 容积为 V 理论充气容积 V ' 则 p 01 p 01
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四、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。
EDGEIN烨晶
（一）、啮合原理
v m 2 2 O2 M 2 l 2 v m1 1 O1 M 1l1
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。
EDGEIN烨晶
• 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。
↓
→容积效率↑
EDGEIN烨晶
（2）圆周速度
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第一部分结束
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