螺杆式压缩机
螺杆式压缩机工作原理
螺杆式压缩机工作原理
螺杆式压缩机是一种常用的压缩机类型，其工作原理如下：
1. 主要构成
螺杆式压缩机由一个固定螺杆和一个活动螺杆组成。
活动螺杆通过一个传动机构与电动机连接，使其能够旋转。
2. 吸气过程
当活动螺杆开始旋转时，两个螺杆之间的工作腔体逐渐扩大，形成一个低压区域。
此时，气体从外部环境中通过吸气阀进入腔体。
3. 压缩过程
随着活动螺杆的旋转，螺杆之间的空间逐渐减小，气体受到压缩并被推入壁挂。
4. 排气过程
当气体被压缩到一定程度后，排气阀打开，将压缩气体推出腔体。
同时，活动螺杆的旋转还将残余气体排出。
这样就完成了一个压缩循环。
5. 冷却和润滑
在工作过程中，压缩机会产生较大的摩擦热，而且螺杆之间的密封是关键。
因此，螺杆式压缩机通常需要进行冷却和润滑。
润滑油通过油循环系统不断供给螺杆，起到润滑和冷却作用。
6. 控制系统
螺杆式压缩机通常配备了一个控制系统，用于监控和控制压缩机的运行。
通过传感器监测压力、温度等参数，并通过控制器调整电动机的转速，以实现所需的运行状态。
总结：
螺杆式压缩机通过两个相互啮合的螺杆的旋转运动，将气体压缩并排出，实现压缩过程。
它具有结构简单、高效率、运行平稳等优点，广泛应用于空压机、制冷设备、工业气体输送等领域。
螺杆式压缩机讲解
压缩机
2．类型
压缩机
(1)无油(干式)螺杆式压缩机
螺杆之间并不直接接触，相互之间存在着一定的间隙，通过一 对螺杆的高速旋转而达到密封气体、提高气体压力的目的。利用 同步齿轮来传递运动、传输动力，并确保螺杆间的间隙及其分配。
(2) 喷油螺杆式压缩机
喷入机体的大量的润滑油起着润滑、密封、冷却和降低噪音的作 用。喷油螺杆式压缩机中不设同步齿轮，一对螺杆就象一对齿轮一样， 由阳螺杆直接拖动阴螺杆转动；同时，由于油膜的密封作用，取代了 轴封。所以，喷油螺杆式压缩机的结构更为简单。
3、其他齿形
压缩机
四、螺杆式压缩机的计算
1．排气量的计算 螺杆式压缩机的实际排气量可表示为：
Q0 z1 f1 iz 2 f 2 Lncv
式中 zl、z2—阳螺杆、阴螺杆齿(槽)数； f1、f2—阳螺杆、阴螺杆齿间面积； i—齿(槽)数比； L—螺杆长度； n—转速；
Cψ—扭角系数；
螺杆继续回转。在阴螺 杆、阳螺杆齿间容积彼 此连通之前，阳螺杆齿 间容积中的气体受阴螺 杆齿的进入先行压缩。 经某一转角后，阴螺杆、 阳螺杆齿间容积连通， 通常将此连通的阴螺杆、 阳螺杆呈“V”字形的齿 间容积称作齿间容积对， 齿间容积对，因齿的互 相挤入，其容积值逐渐 减小，实现气体的压缩 过程，直到该齿间容积 对与排气孔口相连通时 为止。
二、啮合线与接触线
螺杆压缩机的一对齿间容 积，在压缩过程与排气过 程中都不应与相邻的低压 区相通，因此一对齿形在 端面上的啮合线也应是封 闭的，图 (a)。同时一对 啮合的螺杆接触线也应连 续，图 (b) 。接触线包括 齿形的啮合部分与齿顶和 齿根的接触部分，接触线 长度以短为佳，但制造公 差使两螺杆啮合面之间不 可避免地存在间隙，后者 乘以接触线长度便是泄漏 面积，接触线长便意味着 泄漏面积大。同时接触线 长度与齿形有关。
螺杆式压缩机
3.1、螺杆式压缩机的发展历史20世纪30年代，瑞典工程师Alf Lysholm在对燃气轮机进行研究时，希望找到一种作回转运动的压缩机，要求其转速比活塞压缩机高得多，以便可由燃气轮机直接驱动，并且不会发生喘振。
为了达到上述目标，他发明了螺杆压缩机。
在理论上，螺杆压缩机具有他所需要的特点，但由于必须具有非常大的排气量，才能满足燃气轮机工作的要求，螺杆压缩机并没有在此领域获得应用。
尽管如此，Alf Lysholm及其所在的瑞典SRM公司，对螺杆压缩机在其它领域的应用，继续进行了深入的研究。
1937年，Alf Lysholm 在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。
1946年，位于苏格兰的英国James Howden 公司，第一个从瑞典SRM公司获得了生产螺杆压缩机的许可证。
随后，欧洲、美国和日本的多家公司也陆续从瑞典SRM公司获得了这种许可证，从事螺杆压缩机的生产和销售。
最先发展起来的螺杆压缩机是无油螺杆压缩机。
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。
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。
3.2、螺杆式压缩机的基本结构通常所称的螺杆式压缩机是指双螺杆式压缩机，与活塞式压缩机等其他类型相比较，螺杆式压缩机是一种比较新颖的压缩机。
螺杆式压缩机的结果示意图如下：在压缩机的机体中，平行配置着一对相互啮合的螺旋形转子。
通常把节圆外形具有凸齿的叫做阳转子，另一个叫做因转子。
一般阳转子直接与电动机相连，阳转子带动阴转子。
转子两端的圆柱滚子轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机的轴向力。
在压缩机的机体两端开一定形状和大小的孔，分别称作吸气孔口和排气孔口。
3.3、螺杆式压缩机的工作原理螺杆式压缩机的工作循环可以分为吸气、压缩和排气三个过程。
螺杆压缩机
2. 转子的齿数和扭转角
转子的齿数和压缩机的输气量、效率及转子的刚度有很 大关系。通常转子齿数越少，在相同的转子长度和端面 面积时，压缩机有较大的输气量。(p166) 转子的扭转角是指转子上的一个齿在转子两端端平面上 投影的夹角，如图 3-17 所示，它表示转子上一个齿的扭 曲程度。(p171)
第二节
结构及基本参数
一、主要零部件的结构 螺杆式制冷压缩机的主要零部件包括机壳、 转子、轴承、平衡活塞、轴封及输气量调节装置 等。
1 端它 螺 座由 及机杆 机 两体式 壳 端（制 端气冷 盖缸压 组体缩 成）机 ，、的 如吸机 图 壳 所气一 示端般 。座为 、剖 排分 气式 。 1—吸气端盖 .
(1)普遍采用内容积比调节机构 图3-25所示是按三种内容积比Vi=2.6、3.5、5开设的排气 孔口，在工况变化时，通过内容积比调节所得到的压缩机 在全负荷时轴功率的提高率。
（2）采用单机双级压缩 制冷装置采用两级压缩系统， 设备费用较高，因此，如日本日立制作所、瑞典Stals 等公司研制了单机双级螺杆式压缩机，如图 3-26 所示。
SRM对 称齿形
几种齿形的面积利用系数
SRM不对 称齿形 单边不对 称齿形 Sigma 齿形 CF齿 形
齿形名称
阴阳转子 齿数比 z2:zl
X齿形
6:4
0.472
6:4
0.52
6:4
0.521
6:4
0.56
6:5
0.417
6:5
0.595
面积利用 系数Cn
当转子的扭转角大到某—数值时，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。表3-3列出了阳转子扭转角1与C的对应 关系。
螺杆式压缩机标准
螺杆式压缩机标准螺杆式压缩机是一种广泛应用于工业和制冷领域的空气压缩设备。
由于其具有结构简单、运转平稳、维护成本较低等优点，因此在许多行业中得到了广泛应用。
为了确保螺杆式压缩机的安全、稳定和长期运行，制定了一系列的标准和规范。
一、压缩空气质量标准螺杆式压缩机在压缩空气时，必须保证输出的空气质量符合相关标准。
否则，空气中的杂质和水分会对设备的运行造成不良影响，甚至导致故障。
因此，针对压缩空气的质量，通常会制定以下标准：1.含油量：压缩空气中的含油量应低于0.01mg/m³。
这是因为油会对气动设备、阀件和管道造成污染，影响其正常运行。
2.含尘量：压缩空气中的含尘量应低于1mg/m³。
尘埃会对气动设备、阀件和管道造成磨损和堵塞，影响设备的正常运行。
3.含水量：压缩空气中的含水量应低于8g/m³。
水分在气动设备中易形成冷凝水，对设备造成腐蚀和堵塞。
4.压力露点：在一定的压力下，压缩空气的含水量达到饱和状态时的温度称为压力露点。
对于气动设备，压力露点应低于环境温度10℃以下。
二、能效标准螺杆式压缩机的能效直接影响到企业的运营成本。
为了降低能源消耗，保护环境，通常会制定能效标准对螺杆式压缩机的能耗进行限制。
以下是一些常见的能效标准：1.额定功率：螺杆式压缩机的额定功率应符合相关标准。
额定功率是指设备在规定的使用条件下，能够长时间稳定运行的功率。
2.效率：螺杆式压缩机的效率应符合相关标准。
效率是指设备在单位时间内输出的有用功与输入的电功率之比。
效率越高，能源利用率就越高。
3.噪声标准：螺杆式压缩机运行时会产生噪声，过高的噪声会对操作人员的身心健康造成影响。
因此，需要制定噪声标准对螺杆式压缩机的噪声进行限制。
三、安全标准安全是使用螺杆式压缩机的前提。
为了确保操作人员的安全和设备的稳定运行，需要制定一系列的安全标准。
以下是一些常见的安全标准：1.防爆标准：对于易燃易爆气体和粉尘的压缩，需要制定防爆标准以防止发生爆炸事故。
简单描述螺杆式压缩机的分类。
简单描述螺杆式压缩机的分类。
螺杆式压缩机是一种能够将气体压缩成高压气体的设备，它的工作原理是通过两个相互啮合的螺杆在旋转过程中将气体沿着螺杆的轴向进行压缩。
根据不同的工作方式和应用领域，螺杆式压缩机可以分为以下几种不同的分类。
1. 单级螺杆式压缩机和多级螺杆式压缩机：按照压缩级数的不同，螺杆式压缩机可以分为单级和多级两种。
单级螺杆式压缩机只进行一次压缩过程，适用于低压差的压缩需求；而多级螺杆式压缩机则通过多级压缩来获得更高的压缩比，适用于高压差和高压缩比的压缩需求。
2. 平衡式螺杆式压缩机和非平衡式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的密封方式的不同，螺杆式压缩机可以分为平衡式和非平衡式两种。
平衡式螺杆式压缩机通过在螺杆之间设置平衡孔和平衡环，使得螺杆受力均衡，减少摩擦和振动；而非平衡式螺杆式压缩机则没有平衡孔和平衡环，适用于小功率和低压差的情况。
3. 干式螺杆式压缩机和润滑式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的润滑方式的不同，螺杆式压缩机可以分为干式和润滑式两种。
干式螺杆式压缩机不需要额外添加润滑剂，适用于对气体纯净度要求较高和不允许污染的场合；而润滑式螺杆式压缩机需要添加润滑剂，可以提高螺杆之间的密封和减少摩擦，适用于对气体纯净度要求较低的场合。
4. 固定式螺杆式压缩机和可调式螺杆式压缩机：按照螺杆之间的间隙的不同，螺杆式压缩机可以分为固定式和可调式两种。
固定式螺杆式压缩机的螺杆间隙大小固定，适用于稳态负荷工况；而可调式螺杆式压缩机可以通过调整螺杆之间的间隙大小来实现负载调节，适用于变负荷工况。
参考内容：1. 《螺杆式压缩机的设计与实战应用》（罗杰·安德森，1996）2. 《螺杆式压缩机的工作原理与优化研究》（马军，2010）3. 《螺杆式压缩机的节能技术研究》（王亚军，2012）4. 《螺杆式压缩机的故障诊断与维修》（张强，2008）5. 《螺杆式压缩机在石油化工中的应用与研究》（钟成志，2015）。
螺杆式制冷压缩机
互相啮合的转子，在每个运动周期内，分别有若干相同 的基元容积依次进行相同的工作过程。只需研究其中一个 基元容积的整个工作循环，就能了解压缩机工作的全貌。
▪ 由于采用喷油方式，需配置相应的辅助设备，使机组的体积 和质量加大；
▪ 没有吸、排气阀，可能出现过压缩和欠压缩现象。
第六章
喷油式螺杆压缩机的特点
螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。无油螺杆压缩机本世纪30 年代问世时主要用于压缩空气，50年代才用于制冷装置中。60年代出现了 气缸内喷油的螺杆式制冷压缩机，使制冷机的性能大大改善，故螺杆式制 冷压缩机绝大部分为喷油式。
第六章
工作特点
就压缩气体原理而言，螺杆式制冷压缩机与往复式一样同属容积式 压缩机；就运动形式而言，螺杆式制冷压缩机的转子与离心式一样作高 速旋转运动。故螺杆式制冷压缩机兼有往复式与离心式的特点。
优点:
与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机的转速较高（通常在 3000r/min以上），又有质量轻、体积小，占地面积小等一系列优点，因而 经济性较好；
与
双 制造成本方面
螺
▪ 单螺杆压缩机的螺杆和星轮轴承可选用普通轴承，制造成本较低；
杆
▪ 双螺杆压缩机两螺杆转子负荷比较大，需选用精度较高的轴承，制造成本较高。
压 可靠性方面
缩
▪ 单螺杆压缩机的星轮是易损部件，对材料有较高要求，星轮还需定期更换；
机
▪ 双螺杆压缩机中没有易损件，无故障运行时间可达4～8万小时。
优点
▪ 降低排气温度，减少工质泄漏，提高密封效果； ▪ 增强对零部件的润滑，提高零部件寿命； ▪ 对声能和声波有吸收和阻尼作用，可以降低噪声； ▪ 冲洗掉机械杂质，减少磨损。
螺杆式空气压缩机原理及其各个系统原理
螺杆式空气压缩机原理及其各个系统原理螺杆式空气压缩机是一种常用的压缩设备，它通过两个相互啮合的螺杆，将空气逐渐压缩并提供给下游系统使用。
本文将详细介绍螺杆式空气压缩机的原理以及其各个系统的原理。
一、螺杆式空气压缩机的原理螺杆式空气压缩机的工作原理基于两个相互啮合的螺杆（一为主动螺杆，一为从动螺杆）的旋转运动。
当主动螺杆和从动螺杆旋转时，它们的啮合空间逐渐减小，从而实现对空气的压缩。
具体来说，螺杆式空气压缩机的工作过程如下：1. 吸气过程：当螺杆旋转时，两个螺杆的啮合空间逐渐扩大，形成一个吸气腔。
此时，外界空气通过吸气阀进入吸气腔。
2. 压缩过程：随着螺杆的旋转，啮合空间逐渐减小，将吸入的空气逐渐压缩。
在这个过程中，空气的温度和压力都会逐渐升高。
3. 排气过程：当啮合空间减小到最小值时，空气被排出到排气管道中。
此时，排气阀打开，将压缩好的空气送至下游系统使用。
二、螺杆式空气压缩机的各个系统原理螺杆式空气压缩机包括吸气系统、压缩系统、冷却系统、润滑系统和控制系统等多个系统。
下面将分别介绍这些系统的原理。
1. 吸气系统：吸气系统负责将外界空气引入螺杆式空气压缩机中。
它包括吸气阀、吸气管道和过滤器等组成部份。
吸气阀控制空气的进出，吸气管道将空气引入压缩腔体，过滤器则用于过滤空气中的杂质，以保证系统正常运行。
2. 压缩系统：压缩系统是螺杆式空气压缩机的核心部份，它由主动螺杆和从动螺杆组成。
当螺杆旋转时，通过啮合空间的减小，将空气逐渐压缩。
压缩系统还包括压缩腔体、密封系统等。
密封系统用于保证螺杆的密封性，防止空气泄漏。
3. 冷却系统：螺杆式空气压缩机在运行过程中会产生大量的热量，冷却系统用于将这些热量散发出去，保持系统的正常运行温度。
冷却系统通常包括冷却器、冷却风扇和冷却水管道等组成部份。
冷却器通过水或者风冷方式将压缩空气冷却，降低其温度。
4. 润滑系统：润滑系统用于保证螺杆的正常运行，减少磨损和磨擦。
它通常由润滑油箱、润滑油泵和润滑油管道等组成。
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1.3.2旋转式压缩机 回转式压缩机是依靠机内转子回转时产生容积变化而实现对气体的 压缩的。这类压缩机根据结构型式的不同,又可分为滑片式和螺杆式
1414
压缩机的概述
第三节 螺杆式压缩机的工作原理
3.1螺杆式空压机的工作原理： 螺杆式压缩机是-种按容积变化原理而工作的双轴回转式压缩机。气体 被吸人工作室后,工作室关闭并缩小,被压缩的气体在其内经受一种多变 压缩过程。 双螺轩压缩机有一对互相啮合、旋向一ห้องสมุดไป่ตู้ 一右的阴阳转子 ,其中阳转子的齿当作活塞,阴转子的齿槽(齿槽与 机体内圆柱面、端壁 面共同构成工作容积称基元容积)视作气缸, 就如同活塞式压缩机的 工 作过程。
1717
压缩机的概述
第四节 喷油螺杆压缩机
为改善压缩过程的热交换,降低气体的排出温度,提高单级压缩比,在螺杆 压缩机工 作腔内喷入具有一定压力的液体。液体与压缩气体直接接触， 并吸收压缩过程 中产生的热量，使压缩过程接近等温，我们通常喷入的 液体是油，因此我们把向工作腔内喷油的螺杆式压缩机称作喷油式螺杆 压缩机。 4.1向工作腔内喷油有四个作用：
螺杆式压缩机
目录
一、压缩机的概述 二、螺杆压缩机的系统 三、螺杆压缩机故障分析
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压缩机的概述
第一节 压缩机的应用与分类 第二节 螺杆式压缩机的分类 第三节 螺杆式压缩机的工作原理 第四节 喷油螺杆式压缩机
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压缩机的概述
第一节 压缩机的应用与分类
1.1 压缩机的应用： 压缩机就是生产气体压力能的机器，它在国民经济各个部门中已成为必不 可少的关键设备，在医疗、棉纺、制冷、矿产等领域被广泛 应用。
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压缩机的概述
第二节 螺杆式压缩机的分类
因在油田实际生产中，螺杆式压缩机和往复式压缩机得到非常广泛 的应用，所以本章重点介绍螺杆式压缩机和往复式压缩机。首先， 我们共同了解一下螺杆式压缩机。 2.1螺杆式压缩机的分类： 运行方式：喷油、无油（干式）、喷水 应用场合：固定式、移动式 冷却方式：风冷、水冷 驱动方式：电动机、发动机；带传动、齿轮传动 压缩级数：单级、双级 压力范围：标准(7 ~ 13 bar)、中压(22bar)、真空泵
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压缩机的概述
1.4 速度式压缩机： 速度式压缩机的工作原理与容积式的截然不同,它是靠机内作高速旋转的叶轮将 能量传给气体,使气体的压力和速度都有所提高,并通过扩压元件把气流的动能转 换成所需的压力能.根据机内气流方向的不同,速度式压缩机又可分为离心式和轴 流式两种.
1.4.1离心式压缩机： 离心式压缩机因单级压缩比小,故一般是多级的。工作时气体被吸人, 逐级沿叶轮 上的流道流动,在提高了气流能量头后,进入扩压器,进一步将速度能量头转换成所 需的压力能量头,最后由排出口排出。这种压缩机转速高、气量大、送气平稳、不 污染气,因此,在大型生产中被广泛应用。 1.4.2轴流式压缩机： 轴流式压缩机是由动、静叶片、转鼓和机壳组成,靠转动的叶片对气流作功。在机内 气流流动方向与主轴的轴线平行,气流流动路程短,故阻力损失较小,效率较离心式高
压缩机在平台上的应用： 空气压缩机：用于仪表气系统和日常工厂风系统 燃气压缩机：对燃料气系统中的燃气增压供给透平发电 制冷压缩机：对制冷系统中的制冷剂进行增压 风机：增加空气流动，起换气、冷却等作用
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压缩机的概述
1.2 压缩机的分类： 压缩机按着能量传递与转换方式不同，常用的压缩机可分为两大类：容积式
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压缩机的概述
2.3螺杆式压缩机的缺点： 效率低，螺杆压缩机发展到今天，虽有许多改进，但由于其内部 密封性不好和高的气流速度，螺杆压缩机的等温效率，比同等功 率的活塞压缩机低。 转子制造复杂，轴承要求高，基于高的转速和很小的间隙，螺杆 压缩机转子必须高精度加工，为此所需的工具和机床价格十分昂 贵。
活塞式压缩机 燃气压缩机 中央空调压缩机 冰库压缩机 移动空压机
离心式压缩机 透平进口压缩机
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压缩机的概述
涡旋式压缩机
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压缩机的概述
螺杆压缩机示意图
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压缩机的概述
螺杆压缩机示意图
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压缩机的概述
1.3 容积式压缩机: 容积式压缩机的工作原理是依靠气缸的工作容积周期性地变 化来压缩气体,以达到提高气体压力的目的.按其运动特点不 同,又可分为以下两种：
压缩机和速度式压缩机，具体分类如下图所示
压缩机
容积式压缩机
速度式压缩机
往复式压缩机
回转式压缩机
喷射式压缩机
透平式压缩机
活塞式压缩机
滑片式压缩机
轴流式压缩机
膜式压缩机
螺杆式压缩机
离心式压缩机
涡旋式压缩机
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压缩机的概述
螺杆式压缩机 ATLAS空压机A/B B平台空压机A/B 备用空压机
涡旋式压缩机 机械间船用空调
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压缩机的概述
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压缩机的概述
3.2螺杆式压缩机的工作过程如下: 齿间基元容积随着转子旋转而逐渐扩大,并和吸入孔口连通,气体通过吸人孔口 进入齿间基元容积,进行气体的吸入过程。当转子旋转到一定角度以后，齿间 基元容积越过吸人孔口位置,与吸人孔口断开,吸人过程结束。此时,主动转子 的齿间基元容积和从动转子的齿间基元容积彼此孤立。转子继续转过一角度以 后,两个孤立的齿间基元容积相互沟通, 形成一对齿间基元容积。此后,随着齿 的互相挤入,基元容积开始缩小,实现气体的压缩过程,直到一对齿间基元容积 与排出孔口相连通的瞬间为止。在基元容积和排出孔口相连通后,进行排出过 程,压缩后具有一定压力的气体,从基元容积排至管道。排出过程一直延续到两 个齿完全啮合,基元容积值约等于零时为止.随着转子的连续旋转,上述工作过 程循环进行。
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压缩机的概述
2.2螺杆式压缩机的优点： 可靠性高 (没有气阀、活塞环等易损件) 动力平衡性好（无往复惯性力和旋转惯性力） 适应性强 （具有强制输气的特点，排气量几乎不受背压影响，高 效工况范围广） 耐液击 （螺杆转子间有间隙，可压缩含粉尘的气体，能够承受液 击） 螺杆曲面为复杂空间曲面，且加工精度要求高，因此加工成本高 操作方便，无人值守 噪音低