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1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p> 課題名稱:螺旋蝸桿式制冷壓縮機(jī)</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 緒論---------------------------------------------------1</p><p>
2、 第1章 空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)、工作原理和結(jié)構(gòu)----------------3</p><p> 1.1 特點(diǎn)--------------------------------------------3</p><p> 1.2 螺桿壓縮機(jī)的原理--------------------------------5</p><p> 1.3 螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)-----
3、-----------------------------6第2章 間隙-----------------------------------------8</p><p> 第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求---------------------------------10</p><p> 第4章 軸封-----------------------------------------14&
4、lt;/p><p> 4.1無(wú)油螺桿壓縮機(jī)軸封-----------------------------14</p><p> 4.2 噴油螺桿壓縮機(jī)軸封-----------------------------16</p><p> 第5章 轉(zhuǎn)子型線--------------------------------------18</p><p
5、> 5.1 轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則-------------------------------18</p><p> 5.2 轉(zhuǎn)子型線發(fā)展過(guò)程-------------------------------19</p><p> 5.3 轉(zhuǎn)子加工方法----------------------------------21</p><p> 附圖 空氣壓縮
6、機(jī)裝配圖------------------------------22</p><p> 體會(huì)和感受--------------------------------------------23參考資料---------------------------------------------24</p><p><b> 緒 論</b></p>&
7、lt;p> 隨著改革開放以來(lái),四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的步伐也飛速前進(jìn)?,F(xiàn)代化的到來(lái),人們的生活條件也日以提高。伴隨著生活的提高人們對(duì)家電類的產(chǎn)品要求也越來(lái)越高,用電量也是與日俱增。從能源的形式來(lái)看,我國(guó)還是以火力發(fā)電、水力發(fā)電、核力發(fā)電綜合的發(fā)展形式并存。就規(guī)模來(lái)說(shuō),水力發(fā)電占主要的一大部分。其中,三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站??墒撬Πl(fā)電受季節(jié)的影響較大,單一的水力發(fā)電是不可能滿足現(xiàn)代化的發(fā)展需要的,而火力發(fā)電正好彌補(bǔ)了季節(jié)影
8、響。可是它有污染,同時(shí)也消耗自然能源。所以核力發(fā)電是高效污染小的產(chǎn)品是最理想的發(fā)電產(chǎn)品。目前我國(guó)正向核力發(fā)展建設(shè)努力。</p><p> 火力發(fā)電雖有缺點(diǎn)可是目前仍不可缺少,在這里我的設(shè)計(jì)就是針對(duì)火力發(fā)電很重要的一部分供氣系統(tǒng)中不可缺少的制冷壓縮機(jī)。它關(guān)系到煤資源是否充分的利用、污染的大小,以及經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題。</p><p> 壓縮機(jī)的種類很多,這里我主要的介紹的是螺旋式蝸桿空壓機(jī)。
9、它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和操作方便等一系列的優(yōu)點(diǎn),因此在空氣系統(tǒng)、制冷空調(diào)及各種工藝流程中獲得了廣泛的應(yīng)用。這是一種市場(chǎng)份額持續(xù)擴(kuò)大、應(yīng)用前景十分廣闊的新型壓縮機(jī)。為進(jìn)一步改善螺桿壓縮機(jī)的性能、闊大其應(yīng)用范圍,應(yīng)在以下幾方面做深入的研究:(1)在型線嚙合特性、轉(zhuǎn)子受力變形和受力膨脹等方面研究的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造新的高效型線,以進(jìn)一步提高螺桿壓縮機(jī)的效率。</p><p> (2)研究吸氣和排氣的流動(dòng)特性,在流場(chǎng)分析的
10、基礎(chǔ)上進(jìn)一步合理配合吸排氣孔口和相關(guān)的連接管道。</p><p> ?。?)分析螺桿壓縮機(jī)的噪音產(chǎn)生機(jī)理,研究型線設(shè)計(jì)和孔口配置等因素對(duì)指標(biāo)的影響,從而更有效的降低噪音。</p><p> ?。?)研究轉(zhuǎn)子螺旋齒面的加工工藝,除選用高精度高產(chǎn)率的專用設(shè)備外,還要研究新型少切削和無(wú)切削加工工藝 。 </p><p> (5)擴(kuò)大螺桿壓縮機(jī)的參數(shù)范圍,主要應(yīng)向小容
11、積流量、高排氣壓力的方向發(fā)展。同時(shí)研究氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與智能控制系統(tǒng),提高調(diào)節(jié)工況下壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性,進(jìn)一步擴(kuò)大螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍。 </p><p> 在我的工作實(shí)習(xí)中接觸到了很多制冷壓縮機(jī),有德國(guó)的VM型得爾塔壓縮機(jī)、美的盛頓制冷壓縮機(jī)和意大利的英格索藍(lán)制冷壓縮機(jī)這里我主要的介紹下德爾塔空壓機(jī)。</p><p> 第一章 制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn)、工作原理和結(jié)構(gòu)</p&
12、gt;<p><b> 1.1特點(diǎn)</b></p><p> 隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展,對(duì)壓縮空氣的需求的地方也越來(lái)越多。尤其是螺桿式制冷壓縮機(jī),以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在使用中使用所占比例也越來(lái)越大。就氣體壓力提高的原理而言,螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同,都屬于容積式壓縮機(jī)。就主要部件的活動(dòng)形式而言,友與透平壓縮機(jī)相似。所以螺桿壓縮機(jī)同時(shí)兼有上述兩種壓縮機(jī)的特點(diǎn)。</p>
13、<p> ?、怕輻U壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn):</p><p> 它是容積式壓縮機(jī)的一種,其理論排氣量與各工作部件的運(yùn)動(dòng)速度,尤其是與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系,壓縮機(jī)主要參數(shù)---壓力和排氣量的變化互不影響。</p><p> 故障少、維修簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)。</p><p> 由于呈連續(xù)單向旋轉(zhuǎn),沒(méi)有往復(fù)運(yùn)動(dòng),慣性力小,因此轉(zhuǎn)速高、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、無(wú)振動(dòng)。</p>
14、;<p> 對(duì)一組陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒形空間而言,隨著嚙合點(diǎn)沿軸向往前移動(dòng),其一側(cè)進(jìn)行壓縮或排出而容積減小,另一側(cè)空間容積就增大,進(jìn)行下一個(gè)吸入過(guò)程。再加上回轉(zhuǎn)數(shù)高,齒數(shù)較多,因此壓縮作用是完全連續(xù)的,吸氣和排氣沒(méi)有往復(fù)式的壓縮機(jī)脈動(dòng)現(xiàn)象,也沒(méi)有離心空壓機(jī)的喘振現(xiàn)象。</p><p> 由于螺桿式壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī),因此壓力上升不受轉(zhuǎn)速的影響。只要轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周,就能達(dá)到預(yù)定的壓縮比。另外它和離心式空
15、壓機(jī)亦不相同,它的加壓過(guò)程和氣體的比重?zé)o關(guān)。</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)加壓是依靠?jī)蓚€(gè)轉(zhuǎn)子不接觸的旋轉(zhuǎn),因此它能適應(yīng)壓縮濕氣體以及含液滴的氣體。</p><p> 螺桿壓縮機(jī)可以用滑閥在100%----10%的范圍內(nèi)連續(xù)比例的控制能量?;y安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的機(jī)殼上,可以前后移動(dòng),通過(guò)滑閥可以控制進(jìn)氣量在100%---10%范圍內(nèi)變化,不影響壓縮比,不影響轉(zhuǎn)速,能在較大的范圍內(nèi)比較
16、理想的控制載荷。</p><p> 由于陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與外殼之間不存在固體接觸引起的摩擦。因此,螺桿式壓縮機(jī)除適用于無(wú)油潤(rùn)滑外,還適用于輸送不被潤(rùn)滑油污染的場(chǎng)合。</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)尺寸小,質(zhì)量輕,容易安裝,設(shè)備基礎(chǔ)小而簡(jiǎn)單,因此一次基礎(chǔ)建設(shè)投資省。同時(shí),一般采用螺敢式壓縮機(jī)的裝置都不需要備機(jī)。</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)制造工藝要求高,不
17、適用于高壓壓縮機(jī)用。同時(shí),在使用螺桿壓縮機(jī)時(shí),應(yīng)特別注意按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn),不可使之反轉(zhuǎn)。</p><p> 由于運(yùn)動(dòng)部件必不可少的間隙,泄漏大,效率較底。同時(shí),在螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)上,為了保證轉(zhuǎn)子間的間隙,必須用同步齒輪,為了減小內(nèi)部溫度的上升,必須用增速齒輪來(lái)提高其轉(zhuǎn)速,因此機(jī)械損失大、噪音較大,同時(shí)還要裝設(shè)管道消音器。</p><p> ⑵螺桿式空壓機(jī)的缺點(diǎn):</p>
18、<p> 造價(jià)高。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是一個(gè)空間曲面,需利用特制的刀具,在價(jià)格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外,對(duì)螺桿壓縮機(jī)汽缸的加工精度也有較高的要求,所以螺桿壓縮機(jī)的造價(jià)較高。 </p><p> 不能用與高壓場(chǎng)合。由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制,螺桿壓縮機(jī)只能適用與中、低壓范圍,排氣壓力一般不超過(guò)4.5MPa。</p><p> 不能制成微型。螺桿壓縮機(jī)
19、依靠間隙密封氣體,目前一般只有容積流量大于0.2m³/min時(shí),螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。</p><p> 1.2 螺桿壓縮機(jī)的原理</p><p> 螺桿壓縮機(jī)的主要部件是一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子,兩個(gè)轉(zhuǎn)子是具有不同齒數(shù)的螺旋齒相互嚙合的,嚙合點(diǎn)(密封線)隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)時(shí),使處于轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷產(chǎn)生周期性的容積變化,且沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至壓出側(cè),實(shí)現(xiàn)吸入、壓
20、縮和排氣的全部過(guò)程,不需要往復(fù)式壓縮機(jī)那樣的余隙容積。螺桿間存在一定的間隙。具體的工作原理-------吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程和排氣過(guò)程如下:</p><p> ?、拧⑽鼩膺^(guò)程 初時(shí)氣體經(jīng)壓縮機(jī)外殼一端的進(jìn)氣孔口分別進(jìn)入陰、陽(yáng)螺桿齒間容積,隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn),這兩個(gè)齒間容積各自不斷擴(kuò)大。當(dāng)這兩個(gè)容積達(dá)到最大值時(shí),齒間容積和吸氣孔口斷開,吸氣過(guò)程結(jié)束。(注意,此時(shí)陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒間容積彼此并未連通)</p>
21、;<p> ?、啤嚎s過(guò)程 轉(zhuǎn)子繼續(xù)回轉(zhuǎn),在陰陽(yáng)螺桿齒間容積連通之前,陽(yáng)轉(zhuǎn)子齒間容積中之氣體受陰螺桿齒的侵入先行壓縮經(jīng)某一轉(zhuǎn)角后,陰、陽(yáng)螺桿齒間容積連通(以后將此連通的陰陽(yáng)螺桿齒間容積稱為齒間容積對(duì)),呈V字形的齒間容積對(duì),因齒的相互擠入其容積值逐漸減小,實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過(guò)程,直到該齒容積對(duì)與外殼上另一端的排氣口相連通時(shí)為止。</p><p> ?、恰⑴艢膺^(guò)程 在齒間容積對(duì)與排氣孔口連
22、通后,排氣過(guò)程即行開始。由于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)事故容積的不斷縮小,將壓縮后具有一定壓力的氣體送至排氣接管,此一過(guò)程一直延續(xù)到該容積對(duì)達(dá)到最小時(shí)為止。</p><p> 隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)回轉(zhuǎn),上述過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。在螺桿壓縮機(jī)中,陰、陽(yáng)螺桿轉(zhuǎn)向相互迎合一側(cè)時(shí),氣體受到壓縮,這一側(cè)面稱為高壓力區(qū);相反,螺桿轉(zhuǎn)向彼此背離的一側(cè)面,齒間容積在擴(kuò)大并處在吸氣階段,稱為低壓力區(qū)。兩轉(zhuǎn)子軸線所在平面是高、低壓力區(qū)的分界面。</p>
23、;<p> 1.3螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)的一種,它的主要結(jié)構(gòu)是由殼體(汽缸和港蓋)與機(jī)殼內(nèi)一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子所組成。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)連軸節(jié)與壓縮機(jī)的主轉(zhuǎn)子-----陽(yáng)轉(zhuǎn)子連接,在壓縮機(jī)的外殼一端有進(jìn)氣孔,另一端有排氣孔以及密封組件。</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)有轉(zhuǎn)子端齒形和不對(duì)稱形線兩種,氣體的冷卻方式有直接向氣體內(nèi)噴油以及機(jī)殼水套內(nèi)用循環(huán)
24、水冷卻,油的冷卻也有水冷和風(fēng)冷兩種。螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑亦稱干式螺桿壓縮機(jī),其結(jié)構(gòu)與易蒸發(fā)的液體(如水)對(duì)空氣進(jìn)行內(nèi)部冷卻的壓縮機(jī)相似,但壓縮和提供的是無(wú)油的氣體。陽(yáng)轉(zhuǎn)子是凸形齒,陰轉(zhuǎn)子是凹形齒,壓縮機(jī)通常是通過(guò)陽(yáng)轉(zhuǎn)子來(lái)驅(qū)動(dòng)。</p><p> 在轉(zhuǎn)子螺旋部分的端面上,以及頂圓上設(shè)有附加的密封肋,這種密封肋或者與轉(zhuǎn)子成一體,或者鋃嵌在銑制的窄槽內(nèi)。螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子通常制作成空心的,其內(nèi)充滿冷卻油。從結(jié)構(gòu)上看
25、,轉(zhuǎn)子可以與螺旋部分制作成一個(gè)整體的部件,或者組裝件,即螺旋部分和軸分別用不同的材料制造。轉(zhuǎn)子通常用各種牌號(hào)的剛制造,殼體多半用鑄鐵制造。轉(zhuǎn)子直徑在250mm以下的螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī),其殼體通常在吸入側(cè)有一垂直剖分面。對(duì)于大型無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的殼體,除了垂直剖分面以外,在轉(zhuǎn)子平面上還有水平剖分面。</p><p> 螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的殼體都有冷卻水套。無(wú)水冷的壓縮機(jī),無(wú)論是無(wú)油潤(rùn)滑還是噴油潤(rùn)滑,其殼體的表面
26、都有肋棱,這些肋棱不僅使殼體有一定的剛性,而且還可以改善向周圍介質(zhì)的散熱。</p><p><b> 第二章 間隙</b></p><p> 設(shè)計(jì)螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)時(shí),無(wú)論是壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子間的間隙,還是殼體間的間隙,通常約為轉(zhuǎn)子外徑的0.1%(因?yàn)楣曹椔輻U轉(zhuǎn)子不可避免地存在制造誤差、安裝誤差、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的受力變形、受熱膨脹以及機(jī)件的磨損等因素的緣故)。間隙的存在,一方
27、面必然影響到壓縮介質(zhì)的泄露量和壓縮過(guò)程的特性,近而使實(shí)際排氣量以及壓縮機(jī)的效率下降;另一方面,間隙的存在友有安全、正常運(yùn)行所必須。因此,螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑機(jī)的間隙還是影響壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)性和可靠性的一個(gè)重要的參數(shù)。同時(shí),間隙對(duì)容積效率和絕熱效率的影響也很大。減少總間隙面積(或間隙值),不僅可以提高容積效率,降低排氣溫度,同時(shí)也可以減少單位排氣量所消耗的功率,提高決熱效率;但是過(guò)小的間隙容易發(fā)生金屬接觸摩擦,產(chǎn)生大量的摩擦熱,近而使螺桿咬死,從安全
28、運(yùn)行的角度來(lái)看,這是絕對(duì)不允許發(fā)生的。再實(shí)際生產(chǎn)中,應(yīng)兼顧這兩個(gè)方面的影響來(lái)確定間隙值。當(dāng)然,在減小間隙的同時(shí),若采用在結(jié)構(gòu)上與間隙處加嵌軟密封或者采用各種截流措施,增加氣體流動(dòng)阻力,這樣可以減少流經(jīng)間隙處的氣體泄露量。</p><p> 螺桿式壓縮機(jī)的間隙可分為端面間隙、齒頂間隙、螺桿齒面間的嚙合間隙三種,其中端面間隙是指螺桿的端面與機(jī)體端蓋的間隙,內(nèi)中又分吸氣端間隙和排氣端間隙;齒頂間隙是指螺桿齒頂與機(jī)體內(nèi)
29、圓見的徑向間隙。</p><p> 再具體確定個(gè)間隙時(shí)還應(yīng)綜合考慮:</p><p> ?、甭輻U和機(jī)體因氣體加熱而引起的熱膨脹和熱變形。</p><p> ?、猜輻U在外力(氣體壓力、重力等)作用下而引起的彎曲變形。</p><p> ?、齿S承、同步齒輪(或增速齒輪)等零部件正常運(yùn)轉(zhuǎn)所必須的間隙。</p><p>
30、⒋螺桿、機(jī)體、軸承、齒輪等零部件,由于加工及安裝所產(chǎn)生的誤差。</p><p> 3、4比較容易控制,且數(shù)值較小,而1、2因螺桿齒面形體復(fù)雜,加之溫度不均勻,故用理論計(jì)算法來(lái)確定總間隙,不但計(jì)算繁復(fù)且結(jié)果還不一定滿意。在實(shí)用中,通常根據(jù)已有的工況相近壓縮機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)效果,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定個(gè)部分的間隙值,并在生產(chǎn)試車時(shí)予以適當(dāng)調(diào)整,以得到滿意的結(jié)果。</p><p> 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
31、要求</p><p> 高速運(yùn)轉(zhuǎn)的螺桿無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī),一般采用滑動(dòng)軸承和滑動(dòng)推力軸承。采用非接觸式密封、閉口和開口石墨密封、曲徑式和組合式碳圈密封以及迷宮式密封等,用的較多目前是閉口石墨環(huán)密封,這種形式的密封既適用于制冷壓縮機(jī),也適用于壓縮其他的氣體介質(zhì)。它是螺桿端面與軸承之間,設(shè)有若干組石墨密封盒,以減少氣體沿軸向泄漏,每個(gè)密封盒內(nèi)有一套密封單元,一般排氣側(cè)的密封單元多與吸氣側(cè)的。</p>&l
32、t;p> 根據(jù)無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的作用,螺桿的齒形除滿足一般的嚙合運(yùn)動(dòng)的要求外,在嚙合過(guò)程中還應(yīng)滿足:</p><p> ⒈螺桿齒形在嚙合過(guò)程中,應(yīng)具有排出和吸入方面的氣密性,稱為橫向氣密性。</p><p> ?、猜輻U齒形在嚙合過(guò)程中,應(yīng)具有齒間容積之間的氣密性,或稱之為軸向氣密性。</p><p> ?、陈輻U齒形在嚙合過(guò)程中,應(yīng)具有盡可能短的接觸線長(zhǎng)度。&
33、lt;/p><p> ⒋螺桿齒面的嚙合過(guò)程中,應(yīng)具有較小的吸入密封容積和排出密封容積。</p><p> ⒌螺桿的齒形應(yīng)具有較大的面積利用系數(shù)。</p><p> 此外,從制造、運(yùn)轉(zhuǎn)角度考慮,還要求螺桿齒面便于加工制造,具有良好的嚙合特性,以及在熱態(tài)和受力的情況下,具有小的不均勻熱變形、彎曲變形等。螺桿齒面間的接觸線應(yīng)能防止氣體從排出方面向吸入方面的泄漏。<
34、/p><p> 螺桿壓縮機(jī)的吸氣孔口與排氣孔口的合理位置和形狀,是實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)氣體內(nèi)壓縮的必備條件,也是影響壓縮機(jī)效率的一個(gè)重要因素。因此,在設(shè)計(jì)吸、排氣孔口時(shí)應(yīng)滿足:</p><p> ?、笨卓诘奈恢煤托螤睿瑧?yīng)保證氣體在齒間容積內(nèi)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的內(nèi)壓縮,以提高壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。</p><p> ⒉吸氣孔口應(yīng)能保證齒間容積達(dá)到最大限度的充氣,以獲得高的容積效率。排氣孔口
35、應(yīng)使齒面間的容積中的壓縮氣體盡可能全部的排至排氣管道。</p><p> ⒊盡量減少氣體在孔口處及齒面間容積內(nèi)的流動(dòng)損失,據(jù)此,應(yīng)力要求孔口面積盡可能的大,氣流通道截面變化均勻、平滑,轉(zhuǎn)折少。力求陰、陽(yáng)螺桿一對(duì)齒間容積與吸氣孔口脫離,同時(shí)與排氣孔口連接,以免氣體在其間串流。</p><p> ?、磻?yīng)避免吸、排氣口之間產(chǎn)生穿漏通道。據(jù)此,端面上的吸、排氣孔不應(yīng)處于嚙合線范圍之內(nèi)。</
36、p><p> ?、滴?、排氣孔口的設(shè)計(jì),應(yīng)盡量避免產(chǎn)生封閉容積。</p><p> 螺桿壓縮機(jī)排量的調(diào)節(jié)方法為:</p><p> ?、拧巡糠謮嚎s氣體旁通到吸入腔。對(duì)于制冷壓縮機(jī),則把壓縮空氣排入大氣。此調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單,但不經(jīng)濟(jì),因在調(diào)節(jié)過(guò)程中消耗的功率是不變的。</p><p> ?、?、改變轉(zhuǎn)速。這種方法從經(jīng)濟(jì)上來(lái)說(shuō)是最合理的,但在這種情況下應(yīng)
37、采用能改變轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p> ⑶、當(dāng)系統(tǒng)中的壓力達(dá)到上限時(shí),壓縮機(jī)調(diào)到空載運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)制冷壓縮機(jī)的排出管路便與大氣相通,而吸入管路則與被節(jié)流閥關(guān)閉。</p><p> ?、?、壓縮機(jī)的啟動(dòng)和停車。</p><p> ?、?、對(duì)吸入腔的壓縮工質(zhì)節(jié)流。</p><p> ?、省⒏淖兲幱趬嚎s過(guò)程中的基元容積。</p>&l
38、t;p> 螺桿式無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)和大多數(shù)其它高速、高效率機(jī)械一樣,也產(chǎn)生噪音。為降低噪音,在吸入和排出管路上常設(shè)反作用式消聲器。如果對(duì)噪聲登記要求很嚴(yán),則整個(gè)壓縮機(jī)裝置都用隔音罩封蓋起來(lái)。因?yàn)槁輻U壓縮機(jī)產(chǎn)生噪聲是高頻率的,并且是氣體動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的,故容易用隔音罩或壓縮機(jī)室的隔音減弱,而不經(jīng)基礎(chǔ)通過(guò)振動(dòng)傳開來(lái)。</p><p> 轉(zhuǎn)子是螺桿壓縮機(jī)的主要零部件,轉(zhuǎn)子處于多種力和力矩的作用下,因此易受氣體壓力的變
39、化、慣性力和扭矩等的影響。在共振時(shí),還會(huì)產(chǎn)生附加應(yīng)力,這種應(yīng)力有時(shí)會(huì)超過(guò)作用于轉(zhuǎn)子上的應(yīng)力。因此對(duì)轉(zhuǎn)子的制造材料有一定的要求。在選材時(shí),除了考慮機(jī)械強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)特性外,還必須考慮到動(dòng)態(tài)特性,如沖擊韌度和疲勞極限。當(dāng)轉(zhuǎn)子在高溫下工作時(shí)還要考慮到蠕變的影響。轉(zhuǎn)子損壞的大多數(shù)原因是由于溫度升高,或進(jìn)入的雜質(zhì)使轉(zhuǎn)子齒面相互接觸所致。要提高壓縮機(jī)工作的可靠性,就要正確的選擇陽(yáng)轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子的材料。螺桿壓縮機(jī)的主要損失是螺桿運(yùn)動(dòng)部件之間由于需要間隙,因
40、而造成泄露所致。在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下,為了避免接觸,必須有足夠的間隙量,考慮加工精度、熱變形及軸承間隙,故產(chǎn)生一定裕度。除間隙大小外,損失還受轉(zhuǎn)子、行線種類的影響,齒輪和軸承引起的機(jī)械損失及流體通過(guò)壓縮機(jī)的損失等。</p><p> 作為高速機(jī)器的無(wú)油螺桿壓縮機(jī),為了提供良好的保護(hù)裝置,防止各種不正常的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,可以采用簡(jiǎn)單有效的控制系統(tǒng):</p><p> ?、拧⑿遁d系統(tǒng):進(jìn)口節(jié)流閥和放氣
41、閥連同再循環(huán)冷卻器構(gòu)成一個(gè)單元;對(duì)于進(jìn)出口壓差的異常并不需要保護(hù)裝置。</p><p> ⑵、水系統(tǒng):壓縮機(jī)組(后冷卻器除外)只需要一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng),因此整臺(tái)壓縮機(jī)只需要一個(gè)恒溫器。</p><p> ?、?、油系統(tǒng):滾動(dòng)軸承不需要輔助油泵,在啟動(dòng)是用的油壓開關(guān)是控制系統(tǒng)中唯一的裝置。</p><p><b> 第四章 軸封</b></p
42、><p> 4.1 無(wú)油螺桿壓縮機(jī)軸封</p><p> 在無(wú)油螺桿壓縮機(jī)中,壓縮過(guò)程是在一個(gè)完全無(wú)油的環(huán)境中進(jìn)行的,這就要求在壓縮機(jī)的潤(rùn)滑區(qū)與氣體區(qū)之間設(shè)置可靠的軸封。軸封不僅需要能在高圓周速度之下有效的工作,并且必須有一定的彈性,以適應(yīng)采用滑動(dòng)推力軸承時(shí)轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生的軸向移動(dòng)。另外,軸封的材料還必須能耐壓縮機(jī)所壓縮氣體的化學(xué)腐蝕。目前,無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的軸封主要有石墨環(huán)式、迷宮式和機(jī)械式
43、三種。</p><p> 石墨環(huán)式軸封的密封環(huán)由摩擦系數(shù)較低的石墨制成,由于石墨具有良好的自潤(rùn)滑性,即使石墨環(huán)與軸頸接觸也無(wú)妨礙。為了保證強(qiáng)度和使環(huán)孔的熱膨脹率與轉(zhuǎn)子軸材料的熱膨脹率相同,在密封環(huán)上往往還裝有鋼制支撐環(huán)。這樣,就可使密封環(huán)和軸之間的間隙很小,以達(dá)到好的密封效果,并且在一個(gè)寬的工作溫度范圍內(nèi)也可正常工作。</p><p> 石墨環(huán)式軸封采用環(huán)狀波紋彈簧,把密封環(huán)壓向密封表
44、面,以防止氣體經(jīng)石墨環(huán)的兩側(cè)面泄漏。當(dāng)軸的旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生變化時(shí),借助于環(huán)孔和彈簧的作用,密封環(huán)也移動(dòng)到新的位置并保持在這一位置,從而防止了磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生。</p><p> 氣體經(jīng)石墨環(huán)式軸封的泄漏量與間隙值、壓差、密封環(huán)數(shù)目等有密切的關(guān)系。除了高壓場(chǎng)合以外,通過(guò)四道軸封環(huán)聯(lián)合作用的氣體泄漏量將減少0.4%。當(dāng)然,如果向軸封內(nèi)充入氣體,壓縮機(jī)的氣體泄漏量將為零。</p><p> 在迷宮
45、式軸封中,密封齒和密封面之間有很小的間隙,并形成曲折的流道,使氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)產(chǎn)生很大的阻力,以阻止氣體的泄漏。密封齒可以做在軸上,與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),也可以做成具有內(nèi)密封齒的密封環(huán),固定在機(jī)體上。多數(shù)情況下,密封齒是加工在與軸固定的一個(gè)軸套上,當(dāng)密封齒損壞時(shí)便于更換。</p><p> 在無(wú)油螺桿壓縮機(jī)中,輿論采用石墨環(huán)式軸封還是迷宮式軸封,密封單元之間的引氣孔都可以有多種選擇方案。如果被壓縮氣體可以漏入大
46、氣,例如空氣、氮?dú)饣蚨趸嫉龋瑒t所以密封單元可以聯(lián)系布置,只是最后一個(gè)通向大氣。如果被壓縮氣體有毒、易燃、易爆或十分貴重,則可將泄漏的氣體引回至吸氣管。有時(shí)還可用壓力稍高于壓縮機(jī)內(nèi)氣體壓力的惰性氣體充入軸封內(nèi),以阻止高壓氣體向外界泄漏。</p><p> 當(dāng)無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí),還可以采用有油潤(rùn)滑的機(jī)械密封。這種軸封工作可靠、密封性好。然而,這種軸封需要少量的潤(rùn)滑油流過(guò)密封表面,這些潤(rùn)滑油可能會(huì)混入所壓
47、縮的氣體中。如果所壓縮氣體不允許有這種少量的污染,則需要在軸封和壓縮機(jī)腔之間開一個(gè)泄油槽。應(yīng)當(dāng)注意的是,在無(wú)油螺桿壓縮機(jī)的工作轉(zhuǎn)速下,采用有油潤(rùn)滑的機(jī)械密封時(shí),所消耗的功是比較到的。在許多場(chǎng)合,單個(gè)軸封的摩擦功耗就可以達(dá)到數(shù)千瓦。而無(wú)油螺桿壓縮機(jī)中,要采用四個(gè)軸封,因而必須考慮軸封的功耗這一因素。</p><p> 值得注意的是,雖然無(wú)油螺桿壓縮機(jī)對(duì)被壓縮氣體中帶有液體不敏感,但如果有大量的液體長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)入無(wú)油螺
48、桿壓縮機(jī),則唯一需要注意的地方就是軸封。許多軸封都不是為液體而設(shè)計(jì)的,在液體存在的情況下,軸封會(huì)與軸意趣旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生磨損。并且,液體也會(huì)順著軸與軸封間的間隙流入到潤(rùn)滑區(qū)域,破壞潤(rùn)滑油的、特性,影響軸承及齒輪的正常潤(rùn)滑。</p><p> 4.2噴油螺桿壓縮機(jī)軸封</p><p> 噴油螺桿壓縮機(jī)中有兩種不同的軸封:①與壓縮腔緊鄰的轉(zhuǎn)子軸段的軸封,特別是在排氣端,這種軸封更為重要;②伸出壓
49、縮機(jī)端蓋外的軸段也必須有軸封,以與大氣隔開。由于壓縮介質(zhì)和允許工況的不同,噴油螺桿制冷壓縮機(jī)的軸封與螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的軸封有很大的不同。</p><p> 噴油螺桿制冷壓縮機(jī)大都采用滾動(dòng)軸封,為了防止壓縮腔的氣體通過(guò)轉(zhuǎn)子軸向外泄漏,必須在排氣端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間家一個(gè)軸封。這種軸封可以做得非常簡(jiǎn)單,只要在與軸頸相應(yīng)的機(jī)體處開設(shè)特定的油槽,通入具有一定壓力的密封油,即可達(dá)到有效的軸向密封。這種軸封的軸向長(zhǎng)
50、度要盡量短,以使軸承盡量靠近轉(zhuǎn)子的工作噸,提高轉(zhuǎn)子的剛性。在螺桿壓縮機(jī)正常工作時(shí),吸入端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間幾乎沒(méi)有壓差,當(dāng)利用吸氣節(jié)流的方式調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的氣量時(shí),此處也僅有可能會(huì)有噎嗝大氣壓力的壓差。所以,在吸氣端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間,只用間隙密封就能滿足要求,沒(méi)有必要在提供密封油。</p><p> 噴油螺桿制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外伸軸通常都設(shè)計(jì)在吸氣側(cè),只要在利用吸氣節(jié)流的方式調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的氣量時(shí),外伸軸上的軸
51、封兩側(cè)才可能會(huì)有一個(gè)大氣壓力的壓差。但由于此處的軸封必須防止?jié)櫥吐┏龊臀催^(guò)濾空氣的漏入,故在小型空壓機(jī)中,通常采用簡(jiǎn)單的唇行密封。在大中型空壓機(jī)中,往往采用有油潤(rùn)滑機(jī)械密封。</p><p> 同噴油螺桿制冷壓縮機(jī)相比,噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)與帶器之間的密封就復(fù)雜多了。主要原因在于:①壓縮機(jī)內(nèi)要密封的不是空氣,而有可能是有毒的或易燃?xì)怏w,并且通常都很貴重;②它可能不允許被從外面漏入的空氣污染或沖淡;③軸封一
52、側(cè)的壓縮機(jī)內(nèi)壓力可能是不同程度的真空,也有可能是達(dá)1MPa的高壓,并且停機(jī)時(shí)需要密封的壓力可能會(huì)更高。所以。在噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子外伸軸處,通常都采用負(fù)責(zé)的面接觸式機(jī)械密封,主要有彈簧式和波紋管式兩種,并且需向此軸封處供以高于壓縮機(jī)內(nèi)部壓力的潤(rùn)滑油,以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。值得注意的是,軸封中有關(guān)零部件的材料要能耐壓縮氣體的腐蝕。</p><p><b> 第五章 轉(zhuǎn)子型線</
53、b></p><p> 螺桿壓縮機(jī)中,最關(guān)鍵的是一對(duì)相互嚙合的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直的截交線稱為轉(zhuǎn)子型線,由于轉(zhuǎn)子型線作螺旋運(yùn)動(dòng)就形成了轉(zhuǎn)子的齒面,故又把轉(zhuǎn)子型線稱為端面型線或轉(zhuǎn)子型線。</p><p> 對(duì)于螺桿壓縮機(jī)的要求,主要是要在齒面容積之間有優(yōu)越的密封性能,因?yàn)檫@些齒間容積是實(shí)現(xiàn)氣體壓縮的工作腔。對(duì)于螺桿壓縮機(jī)性能有重大影響的轉(zhuǎn)子型線要素有:接觸線、泄漏三角形、
54、密封容積和齒間面積等。</p><p> 5.1轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則</p><p> ?、呸D(zhuǎn)子型線應(yīng)滿足嚙合要求。螺桿壓縮機(jī)的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子型線必須滿足嚙合定律的共扼型線,即無(wú)論在什么位置,經(jīng)過(guò)型線接觸點(diǎn)的公法線必須通過(guò)節(jié)點(diǎn)。</p><p> ?、妻D(zhuǎn)子型線應(yīng)形成長(zhǎng)度較短的連續(xù)接觸線。轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)應(yīng)保證能形成連續(xù)的接觸線。</p><p> ?、寝D(zhuǎn)子
55、型線應(yīng)形成較小面積的泄漏三角形。減少氣體通過(guò)泄漏三角形的泄漏,型線設(shè)計(jì)應(yīng)使轉(zhuǎn)子的泄漏三角形面積盡量小。</p><p> ?、绒D(zhuǎn)子型線應(yīng)使封閉容積較小。</p><p> ⑸轉(zhuǎn)子型線應(yīng)使齒間面積盡量大。較大的齒間面積使泄漏量占的份額相對(duì)減小,效率得到提高。</p><p> 另外,從制造、運(yùn)轉(zhuǎn)角度考慮,還要求轉(zhuǎn)子型線便于加工制造,具有良好的嚙合特性,較小的氣體動(dòng)
56、力損失,以及在高溫和受力的情況下,具有小的熱變形和彎曲變形等。</p><p> 5.2轉(zhuǎn)子型線發(fā)展過(guò)程</p><p> 隨著對(duì)螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)原則的逐步認(rèn)識(shí)和轉(zhuǎn)子加工方法的不斷改進(jìn),以及計(jì)算機(jī)在轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子型線大致經(jīng)理了三代變遷。</p><p><b> ?、睂?duì)稱圓弧型線</b></p>
57、<p> 第一代轉(zhuǎn)子型線是對(duì)稱圓弧型線,應(yīng)用于初期的螺桿壓縮機(jī)產(chǎn)品中,雖然在隨后的年代里,不對(duì)稱的轉(zhuǎn)子型線有了許多顯著的進(jìn)展,但這些進(jìn)展主要是針對(duì)噴油螺桿壓縮機(jī)的。由于對(duì)稱型線易于設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量,這類型線直到現(xiàn)在還被許多干式螺桿壓縮機(jī)制造商廣泛采用。</p><p> 螺桿壓縮機(jī)齒間容積間的泄漏主要通過(guò)四個(gè)通道進(jìn)行:①通過(guò)接觸線的泄漏;②通過(guò)泄漏三角形的泄漏;③通過(guò)齒頂間隙的泄漏;④通過(guò)排氣端面的
58、泄漏。不對(duì)稱型線的最大優(yōu)點(diǎn)之一,就是泄漏三角形的面積明顯減小。但對(duì)無(wú)油壓縮機(jī),泄漏三角形只是四個(gè)主要泄漏通道中的一個(gè),其面積的減小對(duì)壓縮機(jī)的整體效率只能產(chǎn)生有限的影響。另外,與噴油螺桿壓縮機(jī)相比,無(wú)油螺桿壓縮機(jī)工作在較低的壓比和壓差工況下,壓比和壓差對(duì)泄漏也有重大影響。</p><p><b> ⒉不對(duì)稱型線</b></p><p> 第二代轉(zhuǎn)子型線是以點(diǎn)、直線和
59、擺線等組成齒曲線為代表的不對(duì)稱型線。60年代后,隨著噴油技術(shù)的發(fā)展,發(fā)展了一SRM-A型線為代表的第二代轉(zhuǎn)子型線。這種型線為螺桿壓縮機(jī)市場(chǎng)份額的擴(kuò)大,起了巨大的推動(dòng)作用,目前仍被多家公司所采用。</p><p> 螺桿壓縮機(jī)內(nèi)共有四個(gè)主要的泄漏通道,在噴油螺桿壓縮機(jī)中,由于油的存在而使這四個(gè)同中的三個(gè)被有效的密封起來(lái)。通過(guò)齒頂、排氣端面及接觸線這三個(gè)狹長(zhǎng)間隙的泄漏大大減小。由于泄漏三角形不像其它三個(gè)泄漏通道那樣
60、是狹長(zhǎng)的間隙,而是一個(gè)近似與三角形的開口孔,因而成為唯一無(wú)法被油有效地密封的泄漏通道。</p><p> 對(duì)稱型線與不對(duì)稱型線的主要區(qū)別在于:采用不對(duì)稱型線時(shí),泄漏三角形的面積大為減小。一般不對(duì)稱型線的泄漏三角形僅是對(duì)稱型線的十分之一左右。因此,在于不對(duì)稱型線,可以使噴油螺桿壓縮機(jī)的性能得到明顯改善。</p><p><b> ?、承碌牟粚?duì)稱型線</b></p
61、><p> 80年代后,隨著計(jì)算機(jī)在螺桿壓縮機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用,精確解析螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的幾何特性成為可能,在壓縮機(jī)工作過(guò)程數(shù)學(xué)模擬的基礎(chǔ)上,出現(xiàn)了各具特色的多種第三代轉(zhuǎn)子型線。性能優(yōu)越的主要有GHH型線、日力型線和SRM-D型線。90年代后,轉(zhuǎn)子型線更加多樣化,已能夠根據(jù)螺桿壓縮機(jī)的具體應(yīng)用場(chǎng)合專門設(shè)計(jì)出新穎的高效型線。目前,所有的噴油螺桿壓縮機(jī)采用的都是不對(duì)稱型線</p><p> 第二代和第
62、三代轉(zhuǎn)子型線都是不對(duì)稱型線,兩者之間的主要區(qū)別在于:第三代轉(zhuǎn)子型線的組成齒曲線中不再有點(diǎn)、直線和擺線,均采用圓弧、橢圓、拋物線等曲線,這種改變可使轉(zhuǎn)子齒面有“線”密封改進(jìn)為“帶”密封,能明顯提高密封效果,還有利于形成潤(rùn)滑油膜和減少齒面磨損。</p><p><b> 5.3轉(zhuǎn)子加工方法</b></p><p> 若把轉(zhuǎn)子齒面看作螺旋齒輪,加工齒輪的方法同樣可以用來(lái)
63、加工螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子。但由于壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面主要用于壓縮氣體,故又不同于一般用語(yǔ)傳輸動(dòng)力的齒輪。其主要區(qū)別表現(xiàn)在為獲得高的氣體密封性,轉(zhuǎn)子型線有多段曲線組成,并且其裸線齒的齒數(shù)少、螺旋角大?;谶@些特點(diǎn),目前轉(zhuǎn)子的加工方法有:①銑削加工法;②滾削加工法;③磨削加工法;④指形銑刀加工法;⑤飛刀加工法;⑥漆層法;⑦精密加工法等。</p><p><b> 附圖:</b></p>
64、<p><b> 體會(huì)和感受</b></p><p> 轉(zhuǎn)眼之間,自己就要結(jié)束三年的大學(xué)生活,即將離開學(xué)習(xí)和生活過(guò)的美麗的洛大校園。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是向?qū)W校交的最后一份答卷,也是對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)。</p><p> 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì),自己對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí),又有了新的認(rèn)識(shí),并且能與實(shí)際相結(jié)合。但是在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)也遇到了不少的困難,在吳老師的指導(dǎo)和
65、同學(xué)們的幫助之下,才最終得以完成。在此對(duì)給予我?guī)椭膮抢蠋熀屯瑢W(xué),表示衷心的感謝!</p><p> 離別了相處三年的老師和同學(xué),離開了美麗的洛大校園,讓我們投入到社會(huì)主義現(xiàn)代化的建設(shè)之中去,美好的人生等待著我們?nèi)?chuàng)造,祖國(guó)的繁榮昌盛需要我們?nèi)ヅΑW鳛橐幻率兰o(jì)的大學(xué)生,我們應(yīng)該用更多、更新的知識(shí)來(lái)不斷提高自己,使自己在社會(huì)發(fā)展的潮流中立于不敗之地,為社會(huì)的發(fā)展和國(guó)家的進(jìn)步作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。</p>
66、<p><b> 參考資料:</b></p><p> 1、《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》</p><p> 中央廣播電視大學(xué)出版社 盧頌峰 主編</p><p> 2、《互換性與技術(shù)測(cè)量》</p><p> 中國(guó)計(jì)量出版社 廖念釗等 主編 </p&g
67、t;<p><b> 3、《機(jī)械原理》 </b></p><p> 中央廣播電視大學(xué)出版社 張世民 主編</p><p><b> 4、《機(jī)械設(shè)計(jì)》</b></p><p> 中央廣播電視大學(xué)出版社 吳宗澤 主編</p><p> 5、《螺桿壓縮機(jī)----
68、--理論、設(shè)計(jì)及應(yīng)用》</p><p> 機(jī)械工業(yè)出版社 荊子文 主編</p><p> 6、《無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)》</p><p> 機(jī)械工業(yè)出版社 朱圣東等主編</p><p> 7、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》</p><p> 中央廣播電視大學(xué)出版社</p
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