螺桿式壓縮機與活塞式空壓機結(jié)構(gòu)性能有何區(qū)別?
螺桿式壓縮機和活塞式壓縮機在生活中都是很普遍運用的,這里談?wù)剝烧咧g結(jié)構(gòu)性能有何區(qū)別?
螺桿式壓縮機是一種回轉(zhuǎn)式的容積式氣體壓縮機,利用螺桿回轉(zhuǎn)壓縮提高介質(zhì)壓力。其主要是主(陽)副(陰)兩根轉(zhuǎn)子配合,組成嚙合副,主副轉(zhuǎn)子齒形外部同機殼內(nèi)壁構(gòu)成封閉的基元容積;而蝸桿(單螺桿)壓縮機是一種單軸容積式回轉(zhuǎn)型壓縮機,其嚙合副是由一根蝸桿和兩個對稱平面布置的星輪所組成,由其蝸桿螺槽和星輪齒面及機殼內(nèi)壁形成封閉的基元容積。
活塞式壓縮機是一種傳統(tǒng)的氣體壓縮方式。利用曲軸連桿機構(gòu),把原動機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞在氣缸中往復運動來提高介質(zhì)壓力。
結(jié)構(gòu)及原理
1、螺桿式壓縮機
螺桿式壓縮機由螺桿機頭、電動機、油氣分離桶、冷卻系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全閥及控制系統(tǒng)等組成。
螺桿壓縮機氣體的壓縮是靠裝置于機殼內(nèi)互相平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子的齒槽的容積變化而達到。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機殼內(nèi)轉(zhuǎn)動,使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)推向排出側(cè),完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。
進氣過程,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝空間在轉(zhuǎn)至進氣端壁開口時,其空間zui大,此時轉(zhuǎn)子齒溝空間與進氣口的相通,因在排氣時齒溝的氣體被*排出,排氣完成時,齒溝處于真空狀態(tài),當轉(zhuǎn)至進氣口時,外界氣體即被吸入,沿軸向進入陰陽轉(zhuǎn)子的齒溝內(nèi)。當氣體充滿了整個齒溝時,轉(zhuǎn)子進氣側(cè)端面轉(zhuǎn)離機殼進氣口,在齒溝的氣體即被封閉。
壓縮過程,陰陽轉(zhuǎn)子在吸氣結(jié)束時,其陰陽轉(zhuǎn)子齒尖會與機殼封閉,此時氣體在齒溝內(nèi)不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸減小,齒溝內(nèi)的氣體被壓縮壓力提高。
排氣過程,當轉(zhuǎn)子的嚙合端面轉(zhuǎn)到與機殼排氣口相通時,被壓縮的氣體開始排出,直至齒尖與齒溝的嚙合面移至排氣端面,此時陰陽轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為零,即完成排氣過程,在此同時轉(zhuǎn)子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到zui長,進氣過程又再進行。
2、活塞式壓縮機
活塞式壓縮機由壓縮機主機、冷卻系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、安全閥、電動機及控制設(shè)備等組成。
壓縮機及電動機用螺栓緊固在機座上,機座用地角螺栓固定在基礎(chǔ)上。工作時電動機通過聯(lián)軸器直接驅(qū)動曲軸,帶動連桿、十字頭和活塞桿,使活塞在壓縮機的氣缸內(nèi)作往復運動,完成吸入、壓縮、排出等過程。該機為雙作用壓縮機,即活塞向上向下運動均有空氣吸入、壓縮和排出。
綜合性能分析
老式的活塞空壓機,其運行的經(jīng)濟性、可靠性差。
活塞式空壓機是廣大用戶非常熟悉的一種機型,在很早期是一種大家都認同的產(chǎn)品,但隨著技術(shù)的不斷革新,新型空壓機的出現(xiàn),活塞式空壓機的缺點越來越突出,與螺桿空壓機相比:
a、活塞式空壓機有氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿瓦等諸多易損件,連續(xù)運行的可靠性差,一方面會影響生產(chǎn),另一方面會增加維護管理的費用。
b、與螺桿空壓機相比,活塞式空壓機的效率低,特別是*連續(xù)運行,其經(jīng)濟性更差。由于活塞式空壓機所形成的壓縮腔內(nèi)很多都是易損件,這些易損件的磨損和損壞都將造成氣體壓縮時候更大的泄漏,zui終導致壓縮機效率的降低。由于螺桿空壓機中不存在影響機器效率的易損件,進行壓縮的一對轉(zhuǎn)子由于自身結(jié)構(gòu)的特點不會出現(xiàn)磨損。因此*連續(xù)運行的經(jīng)濟性要遠遠優(yōu)于活塞式空壓機。
c、活塞式空壓機為往復式運動機構(gòu),存在著不可消除的慣性力,因此運行時振動大,噪音高,較大的活塞式空壓機安裝時需要專門的固定基礎(chǔ)。螺桿空壓機為回轉(zhuǎn)式運動機構(gòu),平衡性很好,其振動小,噪音低,無需安裝基礎(chǔ),同時也避免了對工作環(huán)境的污染。
d、活塞式空壓機是往復間斷性供氣,運行時氣流脈動大,螺桿壓縮機轉(zhuǎn)速高,輸氣平穩(wěn),無氣流脈動,能夠滿足要求較高氣量用戶的需求。
e、活塞式空壓機基本沒有自動控制系統(tǒng),螺桿壓縮機有完善的自動控制與保護系統(tǒng),屬于機電一體化產(chǎn)品,方便了設(shè)備的維護管理,同時也zui大限度地降低了能耗。
f、螺桿空壓機是一種整體結(jié)構(gòu)高度集中化產(chǎn)品,占地面積小,沒有了活塞式空壓機復雜的管路系統(tǒng),可以美化公司的生產(chǎn)環(huán)境。
總結(jié):往復式的運動由于有吸氣、壓縮、排氣等不同過程,故運動中有相當大的噪音和振動;而螺桿壓縮機內(nèi)螺桿和轉(zhuǎn)子處于勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài),圓周運動平穩(wěn)圓滑,幾乎沒有摩擦,故噪音很低,在低負荷的情況下機組運行平穩(wěn)、振動小。
主要故障
1、活塞式壓縮機
活塞式壓縮機可以用于很多不同是的設(shè)備中,但是在標稱壓力0.7~0.1MPa范圍的空氣系統(tǒng)中,活塞式壓縮機的使用已經(jīng)開始慢慢的減少,并使用于中小規(guī)模的生產(chǎn),而且往復式的氣體壓縮只能通過調(diào)整氣缸的工作個數(shù)進行上、卸載控制,使得在容量控制方面只能做到級別調(diào)節(jié)(如100% --76% --33% -- 0%的三級調(diào)節(jié)),并且活塞式壓縮機容易發(fā)生液擊而損壞。螺桿式壓縮機通常適用于大中規(guī)模的生產(chǎn),通過滑閥調(diào)節(jié)能進行無級能量控制,一般可以在12% ~100%的寬廣范圍內(nèi)進行無級容量調(diào)節(jié)。
正常情況下經(jīng)過壓縮后的氣體基本純凈不含油污,但由于刮油環(huán)經(jīng)常刮油不*,密封不好,導致常常有油跑到填料裝置甚至活塞環(huán)上,以致壓縮氣含油。另外,排氣溫度高,有時高達200℃;冷卻器堵塞,以致冷卻效果不好;活塞環(huán)沾到油污,特別容易磨損;閥拍漏氣;缸套磨損等。
活塞式空壓機存在活塞環(huán)的磨損,運行式盡管活塞上有刮油環(huán),但仍會有不少的潤滑油竄到氣缸中,隨氣體一起排出,這樣,一方面降低了氣體的品質(zhì),另一方面也增加了耗油量,不可避免的潤滑油外漏,也會增加耗油量,污染環(huán)境。螺桿空壓機有高效的油氣分離系統(tǒng)和過濾設(shè)備,無磨損件,供氣品質(zhì)高耗油量很低。正是基于以上情況,國家有關(guān)部門曾于2000發(fā)文,要求國內(nèi)企業(yè)在中低壓空壓機的使用上,逐步淘汰運行費用高可靠性低的活塞式空壓機,用高效的螺桿壓縮機取而代之,在發(fā)達的國家已成為一種現(xiàn)實。
2、螺桿式壓縮機
螺桿式空氣壓縮機的主要性能參數(shù)即功率、容積流量、吸氣壓力、出口溫度、排出壓力以及轉(zhuǎn)速等。而在螺桿式空氣壓縮機的設(shè)計中,一對相互嚙合的轉(zhuǎn)子是一個非常重要的參數(shù)。因為其與壓縮機的性能緊密相關(guān)。螺桿空壓機的陰陽轉(zhuǎn)子可以看作是一對相互嚙合的斜齒輪,因此,螺桿壓縮機的陰、陽轉(zhuǎn)子型線也要滿足嚙合定律。轉(zhuǎn)子的齒面與轉(zhuǎn)子軸線垂直面的截交線稱為轉(zhuǎn)子型線。螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子型線分為對稱型線和不對稱型線,以及單邊型線和雙邊型線,齒頂中心線兩邊的型線*相同時,稱為對稱型線。反之,齒頂中心線兩邊的型線不同時,稱為不對稱型線。只在轉(zhuǎn)子節(jié)圓的內(nèi)部或者外部一邊具有型線,稱為單邊型線。節(jié)圓的內(nèi)、外均有型線,稱為雙邊型線。一般來講,新型線的開發(fā)設(shè)計直接影響了螺桿式空氣壓縮機的性能,而螺桿式空氣壓縮機性能好壞也取決于型線的設(shè)計。
螺桿式空壓機的故障很少,只要定期保養(yǎng)油氣分離器、空氣及油過濾器等,就能保證其正常運行。使用的2臺
總的來說,活塞式壓縮機由于結(jié)構(gòu)復雜,運動件多,因此維修復雜、頻繁、維護周期短、費用高,而螺桿壓縮機機器結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,占地面積少,重量輕;熱效率高,加工件少,壓縮機的零件總數(shù)只有活塞式的1/10;機器易損件少,運行安全可靠,操作維護簡單;氣體沒有脈動,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),機組對基礎(chǔ)不高不需要專門基礎(chǔ);運行中向轉(zhuǎn)子腔噴油,因此排氣溫度低,氨制冷劑一般不超過
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