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螺杆式压缩机与活塞式压缩机的比较

作者: 日期:2022/8/29 21:16:37 人气:0

  螺杆式压缩机与活塞式压缩机的比较

  活塞式的传动机构是曲轴连杆往复运动结构,与螺杆式的旋转运动结构相比较,在技术上存在如下缺点:

  零部件的数量多,零部件的损坏的机率大,产品的可靠性低。这样必然增加用户的维修费用。

  曲轴连杆往复运动结构,由于其往复运动的特性,限制了其转速的提高,致使机器笨重,同时,该运动结构所产生的惯性力能以平衡,剩余的惯性力,会使机器产生振动、噪声以及零部件的不正常的损坏。所以活塞式振动大,机械性噪音大、可靠性低。

  气流噪音是空压机的主要噪声源。从气流噪声的角度,可以简要分析如下:

  在空机上气流噪声主要是由气流脉动状况形成的,气流脉动与空压机在单位时间内排气次数直接相关。假定活塞式转速为每分钟740转(740r/min),一个二级缸,双作用,则每分钟排气次数为1440次。蜗杆式转速为每分钟2970转(2970r/min),12个气缸,则每分钟排气次数为35640次。单位时间内排气次数越少,气流脉动越严重,气流噪声也就越大。反之亦然,两者相比悬殊。

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  单螺杆压缩机与双螺杆压缩机的比较:

  由技术概况可知,单螺杆压缩机除具备双螺杆回转式压缩机结构简单、紧凑、单位容积利用率高和无气阀组件等特点外,因其星轮对称地配置于蜗杆的两侧,还具有下列双螺杆压缩机所无法比拟的独特优点。

  1、单机容量大,无余隙容积

  单螺杆上开有6个螺槽,由两个星轮将各螺槽分隔成上下两个空间,各自实现吸气、压缩、排气过程,而且是同步进行的,这是双螺杆压缩机无法做到的,也是在气流脉动,气流噪声方面无法比拟的地方。

  由于两种型式的空压机转速可以完全相同,放在相同的转速下进行分析对比。由于单螺杆压缩机运行时,螺杆每转一周,每一个螺杆槽均工作两次(双作用),使螺杆空间得到充分利用,因此与双螺杆压缩机相比,两者结构尺寸相同时,螺杆压缩机排气量较大;而当两者排气量相同时,则单螺压缩机结构尺寸较小。

  如以每分钟2970转(2970r/min)的单螺压缩机为例,每分钟压缩次数为2970*12=35640次;而双螺杆的2根螺杆的齿数比选其大的数值,取为5,相当于5个气缸,其转速也取为2970r/min,其每分钟次数为2970*5=14850次,显然与单螺压缩机的35640次相差很多。因此,双螺杆压缩机与单螺蜗杆压缩机相比,在相同转速下单位内排气次数少,气流脉动大,气流噪声大。

  此外,单螺的蜗杆槽深度随压力的增高而减少,在排气结束,星轮齿脱离单槽时,深度为零,故不存在余隙容积。因而,单螺压缩机较双螺杆压缩机的容积效率要高。

  2、结构合理,具有理想的力平衡性

  双螺杆压缩机主机的主要件就是两个螺杆(俗称双螺杆),单螺压缩机的主要件是单螺(俗称单螺杆)。下面分析双螺杆,螺杆的受力状况:

  双螺杆压缩机在压缩气体的过程中,必然受到气体的反作用力,该力在两个螺杆上形成很大的径向力与轴向力,并自然传递到轴承上,所以双螺杆压缩机即使是选用最好的进口轴承,其寿命一般也只在一万五千个小时左右。

  单螺杆压缩机在压缩气体的过程中,也同样必然受到气体的反作用力,该力也在螺杆上形成很大的径向力和轴向力。螺杆压缩机在螺杆两端间开有引气通道,流至高压侧的气体将通过引气通道回流至低压侧,从而使螺杆两端而上的气体力相互平衡。由于星轮在螺杆轴线两侧对称布置,作用于蜗杆上的气体径向力平衡,作用于螺杆槽内的气体轴向力也相互抵消,达到自身平衡。因此,螺杆不受任何径向或轴向气体力的作用,且星轮片上所受的力也只是双螺杆压缩机的1/30左右,故单螺杆压缩机的主机能平衡,无振动地在高转速下运转,而无需特别的基础,仅需安放在水平地面上。单螺杆压缩机即使利用国产的普通轴承,其寿命也可以达到15万小时,而且可以在用户处就地维修。

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  3、主机寿命长

  由于单螺杆压缩机的高速轻载,啮合副型线的优化设计,间隙适当,容易在螺杆与星轮之间的间隙中建立流动体动力润滑油膜,从而有效地减少了星轮的磨损,降低了气体的泄漏,提高了机器的寿命与效率,保障了运行安全可靠。

  4、维护简便,易损件少

  世界上没有永不磨损的机器,无论双螺杆压缩机还是单螺杆压缩机,在若干年后,均需对主机进行维修保养。

  单就更换轴承而言,双螺杆压缩机的进、排气端4只重载轴承和2只四点轴承均需国外购进,成本昂贵;如若主、副转子出现磨损或者轴承走外圈,主副转子与机壳内壁发生磨擦,均无法在现场维修,须将主机运回生产厂,并花费巨额费用(约占整机售价的1/4~1/3)。而单螺杆压缩机则无此顾虑,在生产厂家技术人员的指导下,现场即能进行解决,其费用极低。

  同时,由于双螺杆压缩机受力不好,轴承受力大,其机械噪声也要比单螺杆压缩机要大。

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