【正文】 ...... 19 漏氣 ....................................................................................................................... 19 冷卻效果差 ........................................................................................................... 19 吸、排氣系統(tǒng)阻力過大 ....................................................................................... 20 潤(rùn)滑效果不好 ....................................................................................................... 20 余隙容積不合理 ................................................................................................... 20 總結(jié) ....................................................................................................................... 20 5 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的相關(guān)及邊緣常識(shí) ............................................................. 21 用戶最關(guān)心的問題 .................................................................................................. 21 儲(chǔ)氣罐 ...................................................................................................................... 22 螺桿機(jī)油的作用 ...................................................................................................... 23 空壓機(jī)空氣流程 ...................................................................................................... 24 空壓機(jī)的機(jī)油流程 .................................................................................................. 24 空壓機(jī)電纜選型及電路連接注意事項(xiàng) .................................................................. 25 空壓機(jī)冷卻用風(fēng)量和壓縮用風(fēng)量 .......................................................................... 25 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 Ⅲ 頁 共 Ⅲ 頁 礦用螺桿機(jī)國(guó)內(nèi)拼裝廠、組裝廠 、制造廠現(xiàn)狀 .................................................. 26 阿特拉斯 250kw 空壓機(jī) ......................................................................................... 26 美國(guó)復(fù)盛 250kw 空壓機(jī) ....................................................................................... 26 6 結(jié)論 ............................................................................................................................. 27 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................................................................................... 28 致 謝 ............................................................................................................................... 29 中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 1 頁 共 29 頁 1 緒論 引言 目前，我國(guó)礦山常用的空氣壓縮機(jī)多為往復(fù)式活塞型空壓機(jī)，而回轉(zhuǎn)式螺桿型空壓機(jī)的使用則較少。②長(zhǎng)期使用積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一支熟練的使用、維修隊(duì)伍。④對(duì)螺桿式空壓機(jī)的性能、特點(diǎn)不太了解。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，性能優(yōu)越的螺桿式空壓機(jī)一能在國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)成本的降低使得它的應(yīng)用前景越來越廣闊，并逐漸應(yīng)用于工廠、礦山。在礦山推廣使用，有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。里斯霍爾姆在 1934 年首先提出的，第一臺(tái)樣機(jī)由瑞典 SRM 公司制造出來 [1]。 70 年代末期，荷蘭、英國(guó)和日本等國(guó)家先后開發(fā)生產(chǎn)制冷、 空調(diào)用單螺桿壓縮機(jī)，其形式有開啟式和半封閉式兩種。目前世界上已有英、法、美、日、荷蘭等國(guó)家的廠商可以生產(chǎn)出不同規(guī)格單螺桿壓縮機(jī)。當(dāng)然 我國(guó)的螺桿式空氣壓縮機(jī)近年來也已獲得了很大的發(fā)展，如無錫壓縮股份有限公司已能批量生產(chǎn)不同規(guī)格、多品種的螺桿式空氣壓縮機(jī)，順德市正力精密機(jī)械有限公司已能生產(chǎn)出長(zhǎng)壽 節(jié)能單螺桿式空氣壓縮機(jī)。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)子副齒面的互相接觸所組成的接觸線沿軸向方向運(yùn)動(dòng)。 空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)、原理和結(jié)構(gòu) 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越 多。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)。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)。 1） 故障少、維修簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)。 3） 對(duì)一組陰陽轉(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)吸入過程。 4） 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。另外它和離心式空壓機(jī)亦不相同，它的加壓過程和氣體的比重?zé)o關(guān)。 6） 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。 7） 由于陰陽轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與外殼之間不存在固體接觸引起的摩擦。 8） 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。 （ 2）螺桿式空壓機(jī)的缺點(diǎn) ： 1） 造價(jià)高。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。螺桿式壓縮機(jī)制造工藝要求高，不適用于高壓壓縮機(jī)用。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 。螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于179。 4） 由于運(yùn)動(dòng)部件必不可少的間隙，泄漏大，效率較低。 螺桿壓縮機(jī)的主要部件是一對(duì)陰陽轉(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)。螺桿間存在一定的間隙。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，吸氣過程結(jié)束。 2）壓縮過程 轉(zhuǎn)子繼續(xù)回轉(zhuǎn)，在陰陽螺桿齒間容積連通之前，陽轉(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、陽螺桿齒間容積連通（以后將此連通的陰陽螺桿中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 4 頁 共 29 頁 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。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，此一過程一直延續(xù)到該容積對(duì)達(dá)到最小時(shí)為止。在螺桿壓縮機(jī)中，陰、陽螺桿轉(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)。 1）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)陰陽轉(zhuǎn)子所組成。 2）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)水冷卻，油的冷卻也有水冷和風(fēng)冷兩種。陽轉(zhuǎn)子是凸形齒，陰轉(zhuǎn)子是凹形齒，壓縮機(jī)通常是通過陽轉(zhuǎn)子來驅(qū)動(dòng)。螺桿式無油潤(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。轉(zhuǎn)子通常用各種牌號(hào)的剛制造，殼體多半用鑄鐵制造。對(duì)于大型無油潤(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。無水冷的壓縮機(jī)，無論是無油潤(rùn)滑還是噴油潤(rùn)滑，其殼體的表面都有肋棱，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。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)。目前，無油螺桿壓縮機(jī)的軸封主要有石墨環(huán)式、迷宮式和機(jī)械式三種。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)。 石墨環(huán)式軸封采用環(huán)狀波紋彈簧，把密封環(huán)壓向密封表面，以防止氣體經(jīng)石墨環(huán)的兩側(cè)面泄漏。 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。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。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。 在無油螺桿壓縮機(jī)中，無論采用石墨環(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 [5]。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。 當(dāng)無油螺桿壓縮機(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。然而，這種軸封需要少量的潤(rùn)滑油流過密封表面，這些潤(rùn)滑油可能會(huì)混入所壓縮的氣體中。應(yīng)當(dāng)注意的是，在無油螺桿壓縮機(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。而無油螺桿壓縮機(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。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。 2．噴油螺桿壓縮機(jī)軸封 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伸出壓縮機(jī)端蓋外的軸段也必須有軸封，以與大氣隔開。 噴油螺桿空氣壓縮機(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。這種軸封的軸向長(zhǎng)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。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，沒有必要在提供密封油。但由于此處的軸封必須防止?jié)櫥吐┏龊臀催^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。 同噴油螺桿空氣壓縮機(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。所以。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。 單機(jī)容量大，無余隙容積 從蝸桿主機(jī)上看，單螺桿上開有 6 個(gè)螺槽，由兩個(gè)星輪將各螺槽分隔成上下兩個(gè)空間，各自實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程，而且是同步進(jìn)行的，這是雙螺桿壓縮機(jī)無法做到的，也是在氣流脈動(dòng)，氣流噪聲方面無法比擬的地方。由于蝸桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，蝸桿每轉(zhuǎn)一周，每一個(gè)蝸桿槽均工作兩次（雙作用），使蝸桿空間得到充分利用，因此與雙螺桿壓 縮機(jī)相比，兩者結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，蝸桿壓縮機(jī)排氣量較大；而當(dāng)兩者排氣量相同時(shí)，則蝸桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較小。因此，雙螺桿壓縮機(jī)與蝸桿壓縮機(jī)相比，在相同轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少，氣流脈動(dòng)大，氣流噪聲大。因而，蝸桿壓縮機(jī)較雙螺桿壓縮機(jī)的容積效率要高。下面分析雙螺桿，蝸桿的受力狀況： 雙螺桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過程中，必然受到氣體的反作用力，該力在兩個(gè)螺桿上形成很大的徑向力與軸向力（見宣傳資料上的受力分析圖），并自然傳遞到軸承上，所以雙螺桿壓縮機(jī)即使是選用最好的進(jìn)口軸承，其壽命一般也只在一萬五千個(gè)小時(shí)左右。蝸桿壓縮機(jī)在蝸桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側(cè)的中北大學(xué) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 9 頁 共 29 頁 氣體將通過引氣通道回流至低壓側(cè)，從而使蝸桿兩端而上的氣體力相互平衡。因此，蝸桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用，且星輪片上所受的力也只是雙螺桿壓縮機(jī)的 1/30 左右，故蝸桿壓縮機(jī)的主機(jī)能平衡，無振動(dòng)地在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而無需特別的基礎(chǔ)