制冷原理与设备_螺杆式制冷压缩机

制冷原理与设备螺杆式制冷压缩机主 编 李晓东电子制作 荣红林 第 6章 螺杆式制冷压缩机6.1 螺杆式制冷压缩机的工作过程6.1.1 基本构造螺杆式制冷压缩机主要由转子、机壳（包括中部的气缸体和两端的吸、排气端座等）、轴承、轴封、平衡活塞及输气量调节装置组成。图是典型开启螺杆式压缩机的一对转子、气缸和两端端座的外形图。第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机l 6.1.2 工作原理l 螺杆式压缩机的工作是依靠啮合运动着的一个阳转子与一个阴转子，并借助于包围这一对转子四周的机壳内壁的空间完成的。吸入 压缩 排出工作原理第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机6 依靠 啮 合运 动 着的一 对 阴阳 转 子，借助它 们 的 齿 、 齿槽与机壳内壁所构成的呈 “V”字形的一 对齿间 容 积 呈周期性大小 变 化，来完成制冷 剂 气体 吸入 压缩 排出 的工作 过程。 螺杆式压缩机的工作原理6.1.3 工作过程螺杆式压缩机的工作过程示意图。其中， a、 b为一对转子的俯视图， c、 d、 e、f为一对转子由下而上的仰视图。第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机l 6.1.4 内容积比及附加功损失l 1.内容积比 如果略去气阀的阻力损失，可近似地认为活塞式制冷压缩机压缩终了时的压力等于排气腔内气体压力 第 6章 螺杆式制冷压缩机l 2.附加功损失 l （ 1） p2pd l （ 2） p2pd l （ 3） p2pd 二、特点就压缩气体的原理而言，螺杆式制冷压缩机与往复活塞式制冷压缩机一样，同属于容积式压缩机械，就其运动形式而言，螺杆式制冷压缩机的转子与离心式制冷压缩机的转子一样，作高速旋转运动。所以螺杆式制冷压缩机兼有二者的特点。1. 优点（ 1）转速较高、又有质量轻、体积小，占地面积小等一系列优点。（ 2）动力平衡性能好，故基础可以很小。（ 3）结构简单紧凑，易损件少，维修简单，使用可靠，有利于实现操作自动化。（ 4）对液击不敏感，单级压力比高。（ 5）输气量几乎不受排气压力的影响。在较宽的工况范围内， 仍可保持较高的效率。（ 1）噪声大。（ 2）需要有专用设备和刀具来加工转子。（ 3）辅助设备庞大。2. 缺点第 6章 螺杆式制冷压缩机一、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。6.3.1 机壳螺杆式制冷压缩机的机壳一般为剖分式。它由机体（气缸体）、吸气端座、排气端座及两端端盖组成，如图所示。6.3 螺杆式制冷压缩机的主要零部件第 6章 螺杆式制冷压缩机6.3.2 转子转子是螺杆式制冷压缩机的主要部件。如图所示，常采用整体式结构，将螺杆与轴做成一体。第 6章 螺杆式制冷压缩机1. 转子的齿形型面：主动转子和从动转子的齿面均为型面，是空间曲面。（ 1）齿形的基本要求1) 较好的气密性 。2)接触线长度尽量短 3)较大的面积利用系数 。第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机泄漏途径 如图所示接触线方向的泄漏如图所示 第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机（ 2）典型齿形瑞典 Atlas copco公司德国 Kaeser压缩机公司 第 6章 螺杆式制冷压缩机日本神户的 齿形瑞典斯达尔（ Stals） 齿形 SRM双边不对称齿形 CF齿形 德国 GHH公司2.转子主要结构参数（ 1）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。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，如图所示，它表示转子上一个齿的扭曲程度。第 6章 螺杆式制冷压缩机（ 2） 圆 周速度和 转 速 喷 油螺杆式 压缩 机最佳 圆 周速度 选择 在 2535m/s左右 （ 3）公称直径、 长 径比 确定螺杆直径系列化的原 则 是：在最佳 圆 周速度的范 围 内，以尽可能少的螺杆直径 规 格来 满 足尽可能广泛的 输 气量范 围 。一般 值 在 11.5之 间 ，我国 产 品有两种 长 径比，即 =1.0和 =1.5 第 6章 螺杆式制冷压缩机阳转子名义直径 /mm 100 125 100 120 160 200 250 315 400 500 阳转子转速 /（ r/min） 4400 2960 1450转子长径比 1、 1.5制冷剂 R12、 R22、 R717表 我国螺杆压缩机结构参数按我国机械工业部标准 JB T69061993 喷油螺杆式单级制冷压缩机 中，推荐的螺杆压缩机结构参数系列见表第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机l 6.3.3 轴承与平衡活塞l 螺杆式制冷压缩机属高速重载。为了保证阴、阳转子的精确定位及平衡轴向力和径向力，必须选用高精度、高速、重载的轴承和相应的平衡机构，确保转子可靠运行。l 一般说，低负荷、小型机器中，多采用滚动轴承；高负荷、大中型机器中，多采用滑动轴承。第 6章 螺杆式制冷压缩机为了平衡部分或全部轴向力，通常用一个平衡活塞来达到这一目的。图为一个油压平衡活塞的结构。螺杆式制冷压缩机属高速重载。为了保证阴、阳转子的精确定位及平衡轴向力和径向力，必须选用高精度、高速、重载的轴承和相应的平衡机构，确保转子可靠运行。 第 6章 螺杆式制冷压缩机l 6.3.4 能量及内容积比调节机构l 螺杆式制冷压缩机输气量调节的方法主要有吸入节流调节、转停调节、变频调节、滑阀调节、柱塞阀调节等。目前使用较多的为滑阀调节和塞柱阀调节。l 1. 滑阀调节l 1)工作原理 即通过改变转子的有效工作长度，来达到输气量调节的目的。1.滑阀调节 输气量调节滑阀是螺杆式制冷压缩机中用来调节输气量的一种结构元件，虽然螺杆式制冷压缩机的输气量调节方法有多种，但采用滑阀的调节方法获得了普遍的应用。如图所示 喷油结构螺杆式制冷压缩机大多采用喷油结构。如图 b所示6.3.4 能量及内容积比调节机构第 6章 螺杆式制冷压缩机第 6章 螺杆式制冷压缩机滑阀调节的原理图调节机构的组成 输气量调节机构由三部分组成：第一部分包括滑阀、滑阀顶杆、油活塞、液压缸、压缩弹簧及端座；第二部分为输气量调节指示器；第三部分为油路及输气量调节控制阀。3)调节过程 滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度，通过液压传动机构来完成的，图 3-20表示电磁换向阀组控制输气量调节滑阀的工作情况。2. 塞柱阀调节塞柱阀的启闭是通过电磁阀控制液压泵中油的进出来实现的。塞柱阀调节输气量只能实现有级调节。这种调节方法在小型、紧凑型螺杆压缩机中常常可以看到。第 6章 螺杆式制冷压缩机3、内容积比调节内容积比调节机构的目的：就是通过改变径向排气孔口的位置来改变内容积比，以适应不同的运行工况。一般生产厂根据压缩机应用中的常用工况要求，提供不同内容积比的压缩机供选择，以适