螺杆压缩机性能分析
三种压缩机性能特点优缺点比较
三种压缩机性能特点优缺点比较压缩机是一种将气体压缩到高压状态的设备，广泛应用于工业生产中。
常用的三种压缩机分别是往复式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机。
这三种压缩机在性能特点、优缺点等方面有着不同的特点，下面将进行详细的比较分析。
一、往复式压缩机往复式压缩机是一种通过往复式活塞运动将气体压缩的压缩机。
它的主要性能特点如下：1.结构简单：往复式压缩机由活塞、缸体、连杆、曝气阀、进气阀等基本部件组成，结构简单，操作方便。
2.压力范围广：往复式压缩机可以实现较高压力的压缩，适用于各种压缩气体。
3.效率高：往复式压缩机在无需变频控制的情况下，可以保持较高的工作效率。
4.声音大：由于活塞运动频率较高，往复式压缩机的运转声音较大。
5.振动大：由于活塞往复运动带来的振动较大，需要进行良好的减震措施。
二、螺杆式压缩机螺杆式压缩机是一种通过两个交叉旋转的螺杆将气体压缩的压缩机。
它的主要性能特点如下：1.运转平稳：由于螺杆结构的特殊性，螺杆式压缩机的运转平稳，振动小。
2.压力范围较窄：螺杆式压缩机的压力范围通常较窄，适用于低中压的气体压缩。
3.节能高效：螺杆式压缩机采用无级变频控制系统，可根据需要调节转速，达到节能效果。
4.体积较小：螺杆式压缩机体积相对较小，占用空间少。
5.维护成本高：螺杆式压缩机的密封结构较复杂，维护成本较高。
三、离心式压缩机离心式压缩机是一种通过离心力将气体压缩的压缩机。
它的主要性能特点如下：1.高效节能：离心式压缩机采用先进的设计和制造工艺，具有较高的效率和节能性能。
2.压力范围广：离心式压缩机适用于较广的压力范围，能够满足不同工艺要求。
3.体积大：离心式压缩机相对体积较大，需要较大的空间进行安装。
4.运转平稳：离心式压缩机运转平稳，振动小，噪音低。
5.维护成本低：离心式压缩机由于结构简单，维护成本较低。
综上所述，往复式压缩机适用于要求较高压力的工况，结构简单，但噪音大、振动大；螺杆式压缩机体积小，运转平稳，但压力范围较窄，维护成本高；离心式压缩机高效节能，压力范围广，但体积大。
螺杆式制冷压缩机工作特点
螺杆式制冷压缩机工作特点
螺杆式制冷压缩机作为回转式制冷压缩机的一种，同时具有活塞式和动力式（速度式）两者的特点。
1）与往复活塞式制冷压缩机相比，螺杆式制冷压缩机具有转速高，重量轻，体积小，占地面积小以及排气脉动低等一系列优点。
2）螺杆式制冷压缩机没有往复质量惯性力，动力平衡性能好，运转平稳，机座振动小，基础可作得较小。
3）螺杆式制冷压缩机结构简单，机件数量少，没有像气阀、活塞环等易损件，它的主要摩擦件如转子、轴承等，强度和耐磨程度都比较高，而且润滑条件良好，因而机加工量少，材料消耗低，运行周期长，使用比较可*，维修简单，有利于实现操纵自动化。
4）与速度式压缩机相比，螺杆式压缩机具有强制输气的特点，即排气量几乎不受排气压力的影响，在小排气量时不发生喘振现象，在宽广的工况范围内，仍可保持较高的效率。
5）采用了滑阀调节，可实现能量无级调节。
6）螺杆压缩机对进液不敏感，可以采用喷油冷却，故在相同的压力比下，排温比活塞式低得多，因此单级压力比高。
7）没有余隙容积，因而容积效率高。
螺杆压缩机—螺杆压缩机的基本参数
Ma 确定最佳圆周速度的数值
u 80 ~ 120m / s
Ma 0.15 ~ 0.35m / s
u 30 ~ 50m / s
Ma 0.05 ~ 0.12m / s
3. 圆周速度的影响因素
圆周速度的大小与机器的压力差、压力比、排气量等因素有关。在压力差和压力 比较大时，泄漏的影响较大，最佳圆周速度的数值也相应大一些。
因此，在圆周速度达到最佳数值以后，减小间隙是进一步提高螺杆压缩机经济性 的有效措施，但间隙过小，往往会发生转子咬住的现象。
2. 间隙的确定 （1）在确定间隙时应综合考虑下列因素
① 转子和机体受气体加热引起的热膨胀。 ② 转子受到气体压差作用引起的弯曲变形。 ③ 轴承、同步齿轮等零部件正常工作所必需的间隙。 ④ 转子、机体、轴承、同步齿轮等零部件，由于加工 及安装所产生的误差。
表 4-3 长螺杆和短螺杆参数比较（长螺杆各参数均为 100%时）
相对长度
吸入孔口面积 吸入气流速度 排出孔口面积 排出气流速度
1.5
100%
100%
100%
100%
0.75
200%
50%
220%
45%
减小相对长度 ，螺杆变得粗短，使转子具有良好的刚度，增加了运转的可靠性，并有利于
螺杆式压缩机向高压方向发展。同时，使在一个轴上串联两段螺杆成为可能，组成两级压缩 机。
应用（适用于转子材料为钢或球墨铸铁，机体材料为铸铁）
中小直径的压缩机 大直径的压缩机
吸入端
排出端
0.08~0.20
0.20~0.50
0.06~0.15
0.15~0.40
0.15~0.25
0.25~0.44
0.8~1.2
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。
往复压缩机与螺杆压缩机的性能比较
往复压缩机与螺杆压缩机的性能比较一、往复压缩机1、气缸存在余隙。
当活塞压缩往上运行时,为使活塞不致与上端缸盖相碰,设计时留有一定的余隙,是活塞往上运行的止点。
当活塞往下运行时,余隙内的压缩气体进行膨胀,压力减少,到压力低于吸口压力时才吸气。
由于余隙内的气体存在,减少了吸气量,效率降低。
评价往复压缩机的余隙影响时,有一物理参数--相对余隙∪=Ⅴ1/Ⅴ2即气缸余隙容积与气缸理论容积之比,其值2-6%,我国系列压缩机为4%.相对余隙是影响往复压缩机的一个参数,此值应尽可能小。
2、气缸设有吸气阀和排气阀,吸气或排气时要克服顶开弹簧的阻力,造成能量损失。
3、往复式压缩机都是采用皮带轮传动,皮带轮起惯性轮的作用,有利于曲轴的平稳运转,但皮带传动产生了传动效率µ=0.9-0.95 ,即产生了5-10%的能量损失。
直接传动时µ=1。
二、螺杆气体压缩机1、它是利用螺旋形阴、阳螺杆啮合转动,来改变齿槽容积的位置,完成吸气、压缩、排气的过程。
此类型压缩机,上世纪30年代问世,用于空气压缩,50年代用于制冷,60年代出现气缸内喷油的螺杆压缩机,其工作性能得到进一步提高。
2、螺杆压缩机是利用改变齿槽容积位置来完成吸气-压缩-排气的过程,它不需设吸气阀和排气阀,吸气、排气无需克服吸、排气阀的附加阻力。
3、螺杆机只有旋转运动,无往复运动,平衡性能好,它又是直接传动,无传动损失,传动效率µ=1。
4、无吸气、排气阀,所以,易损件少,可靠性高。
5、采用油冷却,排气温度比往复压缩机低。
6、气缸内喷油,需要有一套辅助的润滑油分离、冷却、过滤、加压的系统,使压缩机组体积较大。
同时管道系统除油负荷较重。
7、由于气体在啮合槽内高速流动,啮合不严时,引起的损失、泄漏较大,导致能耗增加。
选型时要特别关注转子的加工质量。
参考资料1,李化治,制氧技术,北京,冶金工业出版社,1997,p.1492,陆亚俊等,制冷技术与应用,北京,中国建筑工业出版社,1992,P.48-78意见:螺杆压缩机是在往复活塞压缩机气缸存在余隙,气缸上需有吸、排气阀,间接传动等缺陷基础上发展起来的。
螺杆式空气压缩机基本性能、选购、维修维护保养知识与操作规程
螺杆式空气压缩机基本性能、选购、维修维护保养知识与操作规程一、总则用可靠性高的螺杆式空压机取代易损件多、可靠性差的活塞式空压机，已经成为必然趋势。
螺杆空压机具有结构简单、体积小、没有易损件、工作可靠、寿命长、维修简单等优点。
单螺杆空压机又称蜗杆空压机，单螺杆空压机的啮合副由一个6头螺杆和2个11齿的星轮构成。
蜗杆同时与两个星轮啮合即使蜗杆受力平衡，又使排量增加一倍，空压机的体积小，每分钟只有9立方米(9m3/min)蜗杆空压机的重量仅为活塞式的1/6。
蜗杆受力平衡使蜗杆空压机具有一系列优点:二、高性能高效率空压机设备-螺杆式空气压缩机采用高容量压缩组件，其转子外圆速度低而且达到较好注油，实现了高效率、高可靠性。
设计都能确保系统温度及压缩空气温度极低。
保证所有部件均达到更好冷却效果及更高使用寿命。
1、折叠驱动理念：空压机设备螺杆式空气压缩机通过高效传动系统以适合用途的更好速度驱动压缩组件。
正常操作期间完全无需维护。
具有免维护、高度可靠和高效率的优点。
2、内置智能控制：欲降低运行费用，精密的操作控制必不可少。
所有螺杆式压缩机均装有智能控制系统，其控制菜单简便易用。
3、进气：螺杆空压机的工作过程详细分析之进气过程:转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间更大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。
当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。
4、排气：螺杆空压机的工作过程详细分析之排气过程:当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为0，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到更长，进气过程又再进行。
三、工作压力压力单位的表示形式很多，这里主要介绍螺杆式空气压缩机常用的压力表示单位;①、工作压力，常称排气压力。
螺杆式制冷压缩机性能分析
螺杆式制冷压缩机性能分析
螺杆式制冷压缩机，市场份额占比最大的主要有比泽尔、莱富康、富士豪、复盛和汉钟等等几个螺杆机品牌。
螺杆机和活塞机在气体压缩机方式上相同，都属于容积型制冷压缩机。
螺杆式压缩机又分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。
其中双螺杆压缩机是利用置于机体内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相啮合旋转及其与机体内壁和吸、排气端座内壁的配合，造成齿间容积的变化，从而完成气体的吸入、压缩及排出过程。
制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机的优点
(1)零部件少，易损件少，可靠性高。
(2)操作维护方便。
(3)没有不平衡惯性力.运转平稳安全，振动小。
(4)具有强制输气的特点，排气量几乎不受排气压力的影响，工况适应性强。
(5)螺杆压缩机的转子齿面实际上是有间隙的.因此对湿行程不敏感，能耐液击。
(6)排气温度低，可在较高压比的工况下运行。
(7)可实现制冷情无级调节，采用滑阀机构，使制冷量可从15%~100%进行无级调节，节省运行费用。
(8)容易实现自动化，可实现远程通信。
制冷压缩机
螺杆式制冷压缩机的缺点
(1)转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具，在价格昂贵的设备上加工，机体零部件加工精度也有较高的要求，必须采用高精度设备。
(2)由于齿间容积周期性地与吸、排气口连通，故压缩机噪声高。
(3)由于受到转子刚度和轴承寿命等限制，压缩机内部只能依靠间隙密封，所以螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，不能用于高压场合。
(4)由于喷油量大，油处理系统复杂，故机组附属设备多。
(5)螺杆压缩机依靠间隙密封气体，在小容积范围内不具有优越的性能。
制冷压缩机。
螺杆压缩机
螺杆压缩机螺杆压缩机是一种高效能、可靠性强的压缩机。
它以自动调节体积为基础，通过连续进料、连续压缩和连续排出气体的方式，将气体压缩到所需压力，广泛应用于各个行业中。
螺杆压缩机的工作原理是通过旋转螺杆和定子螺杆之间的相对运动，实现气体的压缩。
在螺杆压缩机中，两个螺杆分别为主动螺杆和从动螺杆。
主动螺杆驱动从动螺杆旋转，气体在两螺杆的螺沟间被连续压缩。
螺杆压缩机具有以下几个主要特点。
首先，它具有较高的压缩比。
由于螺杆压缩机采用了连续压缩的方式，因此实现了较高的压缩比。
其次，螺杆压缩机具有较低的振动和噪音。
螺杆压缩机的结构紧凑，采用了平滑的螺杆设计，使得其运行时振动和噪音较小。
再次，它运行稳定可靠。
螺杆压缩机采用了先进的润滑系统和高品质的密封材料，确保了其长时间稳定运行。
最后，螺杆压缩机具有高效能。
螺杆压缩机具有较高的转速和较大的排气量，能够在短时间内完成大量气体的压缩工作。
螺杆压缩机主要应用于气体供应系统、制冷系统、石油化工、食品加工、医疗设备等领域。
在气体供应系统中，螺杆压缩机用于将大气中的气体压缩成高压气体，以满足工业生产中对高压气体的需求。
在制冷系统中，螺杆压缩机用于将制冷剂气体压缩，提供制冷效果。
在石油化工领域，螺杆压缩机用于压缩天然气、乙烯等气体。
在食品加工行业，螺杆压缩机用于压缩气体，确保食品加工过程中的卫生安全。
在医疗设备中，螺杆压缩机用于将气体压缩为所需压力，提供给呼吸机等设备使用。
综上所述，螺杆压缩机是一种高效能、可靠性强的压缩机，具有较高的压缩比、较低的振动和噪音、稳定可靠的运行以及高效能等特点。
它广泛应用于气体供应系统、制冷系统、石油化工、食品加工、医疗设备等领域，发挥着重要的作用。
随着技术的不断进步，螺杆压缩机将会进一步提升其性能，满足不断发展的需求。
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螺杆压缩机性能分析
作者：管理员发布于：2012-12-10 23:23:19 文字：【大】【中】【小】
空压机的使用不仅让公司在节能这块有了大幅的提升，并且公司的生产效率这点也比以前有了更好的改善。
螺杆式空气压缩机具有结构简单、工作可靠和操作方便等一系列独特的优点，现在已经得到了全面而又广泛的应用。
螺杆式压缩机气体的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽的容积变化而达到。
转子副在与它精密配合的机壳内转动，使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线由吸入侧推向排出侧，完成吸入、压缩、排气三个工作过程。
进气过程，转子转动时，阴阳转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子齿沟空间与进气口的相通，因在排气时齿沟的气体被完全排出，排气完成时，齿沟处于真空状态，当转至进气口时，外界气体即被吸入，沿轴向进入阴阳转子的齿沟内。
当气体充满了整个齿沟时，转子进气侧端面转离机壳进气口，在齿沟的气体即被封闭。
压缩过程，阴阳转子在吸气结束时，其阴阳转子齿尖会与机壳封闭，此时气体在齿沟内不再外流。
其啮合面逐渐向排气端移动。
啮合面与排气口之间的齿沟空间渐渐减小，齿沟内的气体被压缩压力提高。
排气过程，当转子的啮合端面转到与机壳排气口相通时，被压缩的气体开始排出，直至齿尖与齿沟的啮合面移至排气端面，此时阴阳转子的啮合面与机壳排气口的齿沟空间为零，即完成排气过程，在此同时转子的啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，进气过程又再进行。
螺杆空气压缩机组是由螺杆压缩机主机、电动机、油气分离器、冷却器、风扇、水分离器、电气控制箱以及气管路、油管路、调节系统等组成。
螺杆压缩机的性能影响分析
螺杆压缩机是依靠转子的不断啮合输出压缩气体的，因此主轴转速的变化，对压缩机的容积流量、排气压力都会产生影响，因此主轴转速是影响螺杆压缩机性能的一大因素。
当排气压力增大，压缩机功耗也增加，比功率增大，则经济效益下降，所以排气压力对压缩机的能耗有非常显著的影响。
同时，一些试验结果表明外界的环境温度也会对螺杆压缩机的性能产生影响。
中国在不同季节与不同区域的气温相差较大，环境温度不同则压缩机的吸气温度也不同，这一参数将直接影响了螺杆压缩机的性能。
因此，对于以上影响螺杆压缩机性能的因素进行分析，将对螺杆压缩机的使用产生非常大的帮助。
结构与性能分析
螺杆压缩机是一种双轴容积式回转型压缩机，其主要是主(阳)副(阴)两根转子配合，组成啮合副，主副转子齿形外部同机壳内壁构成封闭的基元容积;而蜗杆(单螺杆)压缩机是一种单轴容积式回转型压缩机，其啮合副是由一根蜗杆和两个对称平面布置的星轮所组成，由其蜗杆螺槽和星轮齿面及机壳内壁形成封闭的基元容积。
螺杆压缩机的机体均分为两种，一种为皮带传动式，另一种为直接传动
式。
其中皮带传动式较适用于22kW左右功率的压缩机，是由2个按速度比例制造的皮带轮将动力经由皮带传动;直接传动式是1个连轴器将电动源与主机结合在一起，蜗杆式压缩机可以直接带动蜗杆旋转，而双螺杆压缩机则须再增加一级增速齿轮以提高主转子的转速。
螺杆式空气压缩机的主要性能参数即功率、容积流量、吸气压力、出口温度、排出压力以及转速等。
而在螺杆式空气压缩机的设计中，一对相互啮合的转子是一个非常重要的参数。
因为其与压缩机的性能紧密相关。
螺杆压缩机的阴阳转子可以看作是一对相互啮合的斜齿轮，因此，螺杆压缩机的阴、阳转子型线也要满足啮合定律。
转子的齿面与转子轴线垂直面的截交线称为转子型线。
螺杆压缩机的转子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，齿顶中心线两边的型线完全相同时，称为对称型线。
反之，齿顶中心线两边的型线不同时，称为不对称型线。
只在转子节圆的内部或者外部一边具有型线，称为单边型线。
节圆的内、外均有型线，称为双边型线。
一般来讲，新型线的开发设计直接影响了螺杆式空气压缩机的性能，而螺杆式空气压缩机性能好坏也取决于型线的设计。
1、螺杆压缩机与往复活塞式压缩机性能比较分析
活塞式压缩机是一种传统的气体压缩方式。
利用曲轴连杆机构，把原动机轴的旋转运动转化为活塞在气缸中往复运动来提高介质压力。
螺杆式压缩机是一种回转式的容积气体压缩机，利用螺杆回转压缩提高介质压力。
活塞式压缩机可以用于很多不同是的设备中，但是在标称压力0.7～0.1MPa范围的空气系统中，活塞式压缩机的使用已经开始慢慢的减少，并使用于中小规模的生产，而且往复式的气体压缩只能通过调整气缸的工作个数进行上、卸载控制，使得在容量控制方面只能做到级别调节(如100% --76% --33% -- 0%的三级调节)，并且活塞式压缩机容易发生液击而损坏。
螺杆式压缩机通常适用于大中规模的生产，通过滑阀调节能进行无级能量控制，一般可以在12% ～100%的宽广范围内进行无级容量调节。
表1对于两种型机的性能进行了详细的比较分析。
往复式的运动由于有吸气、压缩、排气等不同过程，故运动中有相当大的噪音和振动;而螺杆压缩机内螺杆和转子处于匀速旋转状态，圆周运动平稳圆滑，几乎没有摩擦，故噪音很低，在低负荷的情况下机组运行平稳、振动小。
总的来说，活塞式压缩机由于结构复杂，运动件多，因此维修复杂、频繁、维护周期短、费用高，而螺杆压缩机机器结构紧凑，体积小，占地面积少，重量轻;热效率高，加工件少，压缩机的零件总数只有活塞式的1/10;机器易损件少，运行安全可靠，操作维护简单;气体没有脉动，运转平稳，机组对基础不高不需要专门基础;运行中向转子腔喷油，因此排气温度低，氨制冷剂一般不超过90℃;对湿行程不敏感，湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击危险;可在较高压比下运行，单级压缩时，氨蒸汽温度可达-40℃;可借助滑阀改变压缩有效
行程，可进行10~100%的无级冷量调节。
但是也有一些缺点，螺杆压缩机需要复杂的油处理设备，要求分离效果很好的油分离器及油冷却器等设备，噪声较大，一般都在85分贝以上，需要隔声措施。
2、螺杆压缩机与离心压缩机的性能比较分析
螺杆压缩机运动方式和离心式压缩机相仿，都是高速旋转机械。
并且，随着科技的进步，现在也有一部分离心式压缩机取代了活塞式压缩机，因此螺杆压缩机与离心式压缩机的竞争便激烈起来。
在全低压空分装置中，离心压缩机得到了广泛的应用。
主要用于石油冶炼、石油化工、冶金、空分、动力站、制药、污水处理等领域。
表2对于两种型机的性能进行了详细的比较分析。
由于离心式压缩机的喘振线的存在，和它气流速度大，对流道内的零部件损害大，因此对于这样严重的影响极大的制约了离心式压缩机的使用市场。
但是大排量的场合还是离心式压缩机的使用率较高。
离心式压缩机在低压市场的优势也比较明显，但与螺杆压缩机相比较造价偏高。
在一些要求绝对无油的压缩空旷下，离心式压缩机也比螺杆压缩机条件优势明显。
对于维护上来说，离心式压缩机的维护费用要比螺杆压缩机小比较省事。
总的来说，离心式压缩机与螺杆压缩机各有优势，但是对于空气质量和大排量上离心式压缩机占有优势，在价格与初期成本上则是螺杆压缩机占有优势。