什么是单螺杆式空压机?
单螺杆就是双螺杆少了一根螺杆吗?
如果你是这么认为,那就错了。
单螺杆和双螺杆仅一字之差,让人误以为他们是兄弟。
实际上,这两种类型的压缩机在原理和结构上都明显不同。
只是在成套后的结构、布局和工作流程上,大体相同。
而且在产品的应用范围上高度重叠,互为竞争机型。
-1-
结构原理
单螺杆压缩机只有一根螺杆,其螺杆同时与两个或两个以上的星轮啮合。
螺杆和星轮根据其外形可分为圆柱形(C)和平面形(P),这两种类型可组合成四种形式的单螺杆压缩机:CP型、PC型、PP型、CC型。
CP型是最常见的单螺杆压缩机形式。
CP型单螺杆压缩机的结构:由一个圆柱螺杆和两个对称分布的平面齿轮组成啮合副,装在机壳内。螺杆螺槽、机壳(气缸)内壁和星轮齿构成封闭容积,实现气体的压缩。
机壳上除了进、排气口外,与双螺杆机类似,还开有喷液口,将油、水或制冷液喷入工作腔内,起到密封、冷却、润滑的作用。
其工作原理是,动力先传到螺杆轴上,由螺杆带动星轮旋转。
通过两个星轮的交互转动,因为它们的配置是对称的,这样就将空间划分为两个,而各自分别对其中的气体进行压缩,平衡力对称是单螺杆机最大的特点。
其螺杆一般具有6个螺槽,星轮有11个齿,相当于6个气缸,两个星轮同时与螺槽啮合,因此,单螺杆压缩机相当于一台6缸双作用的活塞机,螺杆每旋转一周相当于12个气缸在工作。
-2-
工作过程
①吸气过程:螺杆螺槽在星轮齿尚未啮入前与吸气腔相通,处于吸气状态,当螺杆转到一定位置,星轮齿将螺槽封闭,此时吸气过程结束。
②压缩过程:吸气过程结束后,螺杆继续转动,随着星轮齿沿着螺槽推进,封闭的工作容积逐渐减小,实现气体的压缩过程,当工作容积与排气孔口相通时,压缩过程结束。
③排气过程:当工作容积与排气孔口连通后,随着螺杆继续转动,被压缩气体由排气孔口输送至排气管,直至星轮齿脱离螺槽为止。
-3-
优缺点
优点:
①结构合理,具有理想的力平衡性。这一点在所有结构的压缩机中表现尤为突出。
作用于螺槽内的气体,轴向负荷必然抵消,再由于星轮的对称配置,作用于螺杆上的径向力也相互抵消,因此螺杆不受任何轴向和径向的不平衡力。
故由此带来第二个特点。
②噪音低、振动小。因为单螺杆压缩机的力平衡性好,因此振动小,无需基础。星轮材质采用复合材料,再加上压缩腔喷液润滑,又无增速齿轮,因此噪音也小。
③单机容量大,无余隙容积。单螺杆压缩机工作时,螺杆上的每一个螺槽在一转中均被使用两次,使螺槽空间得以充分利用,因此,与其它回转式压缩机来说,尺寸可以更小。
此外,螺槽的深度向排气端方向变浅,直至排气时为零,因此,在理论上不存在余隙容积。
缺点:
①运动部件较多。单螺杆空压机有三个旋转轴,而且螺杆和行星齿轮的刚性相差较大,运动中受热膨胀系数不同,易变形不均匀,因而相互啮合精度难以保证。
②行星齿轮的材料需进一步改善。行星齿轮作为单螺杆压缩机的核心部件之一,其主要作用是起密封作用。另外运转过程中的受热膨胀,以及受到的剪切力和机械磨擦力,使其必须膨胀系数小且兼顾刚性和耐磨性,如何尽快找到一种强度高、膨胀度小且耐磨的材料成为各厂家需要解决的又一大问题。
③啮合副型线优化以及专用加工设备。型线的持续优化需要市场以及加工设备的支持,目前来看,这方面的难度不小。
④随着运行时间的推移,由于星轮磨损,气量减少和效率降低速度较快。
最后的话
结构这么紧凑,力平衡如此完美的机器,为什么迟迟没有发展起来,市场占有率不高的原因是什么?
请你思考。