螺桿式壓縮機(jī)與活塞式壓縮機(jī)的比較
活塞式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),與螺桿式的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比較,在技術(shù)上存在如下缺點(diǎn):
零部件的數(shù)量多,零部件的損壞的機(jī)率大,產(chǎn)品的可靠性低。這樣必然增加用戶的維修費(fèi)用。
曲軸連桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),由于其往復(fù)運(yùn)動(dòng)的特性,限制了其轉(zhuǎn)速的提高,致使機(jī)器笨重,同時(shí),該運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的慣性力能以平衡,剩余的慣性力,會(huì)使機(jī)器產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲以及零部件的不正常的損壞。所以活塞式振動(dòng)大,機(jī)械性噪音大、可靠性低。
氣流噪音是空壓機(jī)的主要噪聲源。從氣流噪聲的角度,可以簡(jiǎn)要分析如下:
在空機(jī)上氣流噪聲主要是由氣流脈動(dòng)狀況形成的,氣流脈動(dòng)與空壓機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)排氣次數(shù)直接相關(guān)。假定活塞式轉(zhuǎn)速為每分鐘740轉(zhuǎn)(740r/min),一個(gè)二級(jí)缸,雙作用,則每分鐘排氣次數(shù)為1440次。蝸桿式轉(zhuǎn)速為每分鐘2970轉(zhuǎn)(2970r/min),12個(gè)氣缸,則每分鐘排氣次數(shù)為35640次。單位時(shí)間內(nèi)排氣次數(shù)越少,氣流脈動(dòng)越嚴(yán)重,氣流噪聲也就越大。反之亦然,兩者相比懸殊。
單螺桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的比較:
由技術(shù)概況可知,單螺桿壓縮機(jī)除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、單位容積利用率高和無(wú)氣閥組件等特點(diǎn)外,因其星輪對(duì)稱地配置于蝸桿的兩側(cè),還具有下列雙螺桿壓縮機(jī)所無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。
1、單機(jī)容量大,無(wú)余隙容積
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(guò)程,而且是同步進(jìn)行的,這是雙螺桿壓縮機(jī)無(wú)法做到的,也是在氣流脈動(dòng),氣流噪聲方面無(wú)法比擬的地方。
由于兩種型式的空壓機(jī)轉(zhuǎn)速可以完全相同,放在相同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行分析對(duì)比。由于單螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí),螺桿每轉(zhuǎn)一周,每一個(gè)螺桿槽均工作兩次(雙作用),使螺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),螺桿壓縮機(jī)排氣量較大;而當(dāng)兩者排氣量相同時(shí),則單螺壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較小。
如以每分鐘2970轉(zhuǎn)(2970r/min)的單螺壓縮機(jī)為例,每分鐘壓縮次數(shù)為2970*12=35640次;而雙螺桿的2根螺桿的齒數(shù)比選其大的數(shù)值,取為5,相當(dāng)于5個(gè)氣缸,其轉(zhuǎn)速也取為2970r/min,其每分鐘次數(shù)為2970*5=14850次,顯然與單螺壓縮機(jī)的35640次相差很多。因此,雙螺桿壓縮機(jī)與單螺蝸桿壓縮機(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。
此外,單螺的蝸桿槽深度隨壓力的增高而減少,在排氣結(jié)束,星輪齒脫離單槽時(shí),深度為零,故不存在余隙容積。因而,單螺壓縮機(jī)較雙螺桿壓縮機(jī)的容積效率要高。
2、結(jié)構(gòu)合理,具有理想的力平衡性
雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)的主要件就是兩個(gè)螺桿(俗稱雙螺桿),單螺壓縮機(jī)的主要件是單螺(俗稱單螺桿)。下面分析雙螺桿,螺桿的受力狀況:
雙螺桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)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,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(wàn)五千個(gè)小時(shí)左右。
單螺桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中,也同樣必然受到氣體的反作用力,該力也在螺桿上形成很大的徑向力和軸向力。螺桿壓縮機(jī)在螺桿兩端間開有引氣通道,流至高壓側(cè)的氣體將通過(guò)引氣通道回流至低壓側(cè),從而使螺桿兩端而上的氣體力相互平衡。由于星輪在螺桿軸線兩側(cè)對(duì)稱布置,作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡,作用于螺桿槽內(nèi)的氣體軸向力也相互抵消,達(dá)到自身平衡。因此,螺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,故單螺桿壓縮機(jī)的主機(jī)能平衡,無(wú)振動(dòng)地在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn),而無(wú)需特別的基礎(chǔ),僅需安放在水平地面上。單螺桿壓縮機(jī)即使利用國(guó)產(chǎn)的普通軸承,其壽命也可以達(dá)到15萬(wàn)小時(shí),而且可以在用戶處就地維修。
3、主機(jī)壽命長(zhǎng)
由于單螺桿壓縮機(jī)的高速輕載,嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計(jì),間隙適當(dāng),容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動(dòng)體動(dòng)力潤(rùn)滑油膜,從而有效地減少了星輪的磨損,降低了氣體的泄漏,提高了機(jī)器的壽命與效率,保障了運(yùn)行安全可靠。
4、維護(hù)簡(jiǎn)便,易損件少
世界上沒(méi)有永不磨損的機(jī)器,無(wú)論雙螺桿壓縮機(jī)還是單螺桿壓縮機(jī),在若干年后,均需對(duì)主機(jī)進(jìn)行維修保養(yǎng)。
單就更換軸承而言,雙螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣端4只重載軸承和2只四點(diǎn)軸承均需國(guó)外購(gòu)進(jìn),成本昂貴;如若主、副轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磨損或者軸承走外圈,主副轉(zhuǎn)子與機(jī)殼內(nèi)壁發(fā)生磨擦,均無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)維修,須將主機(jī)運(yùn)回生產(chǎn)廠,并花費(fèi)巨額費(fèi)用(約占整機(jī)售價(jià)的1/4~1/3)。而單螺桿壓縮機(jī)則無(wú)此顧慮,在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下,現(xiàn)場(chǎng)即能進(jìn)行解決,其費(fèi)用極低。
同時(shí),由于雙螺桿壓縮機(jī)受力不好,軸承受力大,其機(jī)械噪聲也要比單螺桿壓縮機(jī)要大。
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