螺杆压缩机原理与故障分析报告

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1、螺杆式压缩机原理及常见故障分析,1 工作原理 2 基本结构 3 主要零部件 4 主要参数 5 主要分类 6 压缩机组 7 单螺杆压缩机 8 常见故障分析 9 维修与保养,2,1 .1 工作原理,3,1 .1 工作原理,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。,4,1.2螺杆压缩机的工作过程,阴转子,阳转子,主机和电机系统,压缩原理,阴转子,阳转子,主机和电机系统,压缩原理,主机和电机系统,压缩原理,主机和电机系统,压缩原理,主机和电机系统,压缩原理,主机和电机系统,压缩原理,11,1.

2、3螺杆压缩机的特点,1）工作于中型制冷量范围内，易损件少，有利于实现操作自动化，可靠性和效率较高； 2）加工精度高，价格较高，噪声大； 3）部分负荷的效率较高，无活塞式的液击和离心式的喘振现象； 4）采用喷油方式，需要喷入大量油而必须配置相应的辅助设备。,螺杆式空压机在现在的工矿行业中得到了广泛的应用，主要分别在机械、冶金、发电、汽车、造船、纺织、化工、石化、电子、造纸、食品、等行业中得到的广泛的应用。,1.4螺杆压缩机应用行业,1）、Atlas Copco阿特拉斯、柯普科（以下简称AC） AC是一个跨国集团，总部在瑞典，空压机生产企业只是其下属一个集团。 由于多年的不断收购，AC几乎能生产各

3、种形式的空压机，颇负盛名。估计其在全球的占有率最高。 AC主要生产有油螺杆空压机，在全球有多个工厂，在中国无锡亦设有工厂。 AC在中国国内主要依靠其分公司销售，AC在北京、上海、广州等重要城市均设有分公司。 AC最 大优势在于知名度，对于重要项目能采取灵活价格。 AC的劣势在于服务品质较差，服务费用高，同时对于小项目的关注不多。 AC目前是国内最赢利的无油螺杆空压机。,1.5主要厂家,2）、Ingersoll-Rand英格索兰（以下简称IR）,IR亦是一个跨国集团，其总部设在美国，空压机生产企业只是其下属一个集团。IR亦能生产各种形式的空压机，产品种类丰富，知名度也高。IR在全球的市场占有率仅

4、次于AC或与之不相上下。 IR是最早在中国合资生产螺杆机的公司，1987年成立于上海。1995年以前，上海IR的生产和销售非常好。市场上的客户都等着购买螺杆机，而此时只有IR生产螺杆机。 IR主要通过分公司销售，在全国各主要城市设有分公司，如北京、沈阳、青岛、武汉、三峡、广州、上海等。在其他地区，IR则通过经销代理商进行销售。 IR因为在中国国内建立工厂比较早，知名度比较高。不过由于上海IR采用的是30年以前的生产技术，其品质不是很好，且已经大大影响了其销售。过去10年中，IR在中国最赢利的产品是离心式空压机。1997年以前，IR占有中国国内进口离心式空压机的80%的市场。其销售人员的职责仅仅

5、是忙于签单，带客户去美国观光而已。IR另一个赢利的产品是移动式空压机，该产品在中国国内被广泛应用。 IR目前的优势仍然是其知名度，其劣势在于其有两套销售系统：一是远东IR，一是上海IR。两套组织成员的观念很难统一，同时上海IR的产品质量亦在一定程度上削弱了其整体竞争力。因此，IR的螺杆机目前在中国国内的销售状况不是很好。,3）、Compair/Demag康普艾/德马格（以下简称Compair）,Compair是一家英国公司，主要以生产滑片式空压机（50 HP）而闻名于业内。目前，并无资料显示其赢利来源。近年来，Compair 陆续并购了德国Demag的螺杆式空压机部门和美国的Leroi空压机公

6、司而成为全球性空压机公司。 Compair在1993年设立了上海工厂，但目前其在中国国内的全国性销售网络尚未建立，故并未具有很大影响。 Compair 的优势在于：a、滑片机的便宜；b、 Demag的螺杆机亦有价格上的优势； c、产品品种的齐全；d、在中国国内设立有工厂。 Compare的劣势在于：、产品品质一般；、营销网络的不健全；、知名度不够。,4）、 Sullair寿力,Sullair是美国一家大型航空（军工）企业的下属公司，生产空压机的历史不长，主要是螺杆机。Sullair在全球设有分公司，在美国，它是仅次于IR的空压机公司。 Sullair在中国的工厂设在深圳蛇口。 Sullair公

7、司主要通过代理商销售。1999年以前，其代理商主要是来自台湾的唐胜和广州的科明。近来，其代理商数量大大增加。目前，Sullair在某些行业有相当的业绩，如纺织、汽车等。 Sullair的主要产品是有油螺杆式和移动式，其有油螺杆式在大马力型（300HP）时间，有很大的价格竞争力。据说，其移动式近年主要国产化，此举将增加其市场份额。 Sullair目前的知名度还不大，在中国国内的投资力度也不大。其主要优势体现在已在中国国内设有工厂，其大马力型产品的价格较便宜。 Sullair的劣势在于其机器的外观粗犷，知名度不高，没有无油式的产品。,5）、Fusheng 复盛,复盛是合资企业，在中国国内有三家工厂

8、：中山、上海、北京。复盛通过其品质不错的小活 塞机打开了中国市场，经销商遍布全国。 复盛在中国国内已是一家知名度很高的空压机制造商，但其螺杆机仍是低档机的代表。 复盛的最大优势是价格便宜，知名度高。 复盛的劣势是质量较差，大马力型机的失败率很高；无油机使用日本三井淘汰的水润滑单螺杆；,6）、Kaeser凯撒,Kaeser是德国最大的空压机制造商，生产能力强，在欧洲与BOGE 一样享有盛誉。 Kaeser在中国国内的上海设立了分公司，在深圳有一个代理商，目前尚未在全国建立起销售网络。 Kaeser不生产无油式，虽然其销售比BOGE 大，但其品质比BOGE 差。创新意识不强，整体在走下坡路。 Ka

9、eser的优势是在欧洲非常著名，其价格有竞争力。 Kaeser的劣势是网络不健全，创新意识不够。,7）、其他国外品,a、昆西 （美国）； b、 BOGE 博格 （德国）； c、ZSCREW三井 (日本）； d、KOBELCO神钢（日本）；e、HITACHI 日立（日本）,8）、国产空压机品牌,国内空压机工厂很多，目前在全国有影响的有：柳州、南京、无锡和沈阳的几家。其中当以柳州、无锡在国产螺杆机市场的占有率最高。 主要国产空压机品牌有： a、博莱特 （上海）； b、富达 （柳州）； c、优耐特斯 （上海）； d、维肯 （上海）； e、斯可络 （上海）； f、浪潮 （上海）； g、日盛-施耐德（上

10、海）； h、东方 （上海）； 国产机的优势：价格低，销售网络健全。 国产机的劣势：品质差、能耗高。,电 机,主 机,主动齿轮,被动齿轮,阴转子,阳转子,2 基本结构,主机,主机和电机系统,主机吸入端,主机和电机系统,主机吸入端,主机排气端,主机和电机系统,主机排气端,25,HITACHI Screw Compressor,R-22, R-134a, and R-407C refrigerants,日立螺杆式压缩机,26,3 主要零部件,1） 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，材料通常采用灰铸铁。,27,2） 转子,转子是螺杆式制冷压缩机的主要部件，常采用

11、整体式结构，将螺杆与轴做成一体。,转子的毛坯常为锻件，一般多采用中碳钢 ，有特殊要求时也有用40Cr等合金材料。,28,3） 轴承与油压平衡活塞,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。,高压供油产生与轴向力相反的压力，使轴向力得以平衡。,29,4） 轴封,轴封处应供以高于压缩机内部压力的润滑油，以保证在密封面上形成稳定的油膜。,30,5）输气量调节滑阀与喷油结构,滑阀,调节原理,通过改变转子的有效工作长度，来达到输气量调节的目的。,喷油： 吸收气体压缩过程中产生的热量，降低排气温度，还可

12、以起密封和润滑作用。,31,4 基本参数,1）转子的齿形,齿形的基本要求： 较好的气密性 接触线长度尽量短 较大的面积利用系数,气体沿转子外圆与机体内壁间的A方向泄漏 气体沿转子端面与端盖间的B方向泄漏 气体沿转子接触线的C方向泄漏,32,泄漏三角形,形成： 高压基元容积内气体向较低压力基元容积泄漏，其泄漏面形状接近空间曲边三角形，称为泄漏三角形，又称轴向泄漏。,转子的齿形应具有较小的泄漏三角形，理论上越小越好。,33,2）几种典型齿形,瑞典Atlas copco公司,德国Kaeser压缩机公司,34,德国GHH公司,35,3）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

13、右,喷油螺杆式压缩机若采用不对称齿形时，主动转子转速范围为7304400r/min，小直径的转子可以选用较高的转速 。,4）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=1.5,36,4.2 输气量的计算,理论输气量,（3-1）,（3-5）,实际输气量,（3-6）,输气系数,37,4.3影响输气系数的主要因素,1）泄漏 2）吸气压力损失 3）预热损失,上述三种损失的大小，与压缩机的尺寸、结构、转速、制冷工质的种类、气缸喷油量和油温，机体加工制造的精度、磨损程

14、度及运行工况等因素有关。,38,4,4 输气量调节,1）滑阀调节,滑阀的位置离固定端越远，回流孔长度越大，输气量就越小，当滑阀的背部接近排气孔口时，转子的有效长度接近于零，便能起到卸载启动的目的。,39,输气量和滑阀位置的关系曲线,调节过程中，功率与输气量在50%以上负荷运行时几乎是成正比例关系，但在50%以下时，性能系数则相应会大幅度下降，显得经济性较差。,螺杆式制冷压缩机的输气量调节范围一般为10%100%内的无级调节。,40,滑阀调节机构的组成,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 。,41,2）塞柱阀调节,当需要减少输气量时，将塞柱阀1打开，基元容积内一部分制

15、冷剂气体就回流到吸气口。当需要输气量继续减少时，则再将塞柱阀2打开。,适用于小型、紧凑型螺杆压缩机,42,4.5 内容积比调节,调节原因： 为了减少额外功耗，需进行内容积比调节，使压缩终了的压力等于 排气腔内的压力以适应螺杆式制冷压缩机在不同工况下的高效运行。,德国寇尔托马塔（Kiihlautomat）公司,几种内容积比调节机构,43,日立制作所MYCOM中V系列机器,瑞典Stals-mini-S20型,44,5.1 开启螺杆式压缩机的结构,45,开启式单机双级螺杆压缩机,46,开启式压缩机的优点,（1）压缩机与电动机相分离，使压缩机的适用范围更广。 （2）同一台压缩机，可以适应不同制冷剂，除了采用卤代烃制冷剂外，通过更改部分零件的材质，还可采用氨作制冷剂。 （3）可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的电动机。,发展趋势和研究成果,（1）普遍采用内容积比调节机构； （2）采用单机双级压缩； （3）开启螺杆式压缩机的小型化。,47,5.2 半封闭螺杆式压缩机,特点： （1）压缩机的阴阳转子都采用6:5或7:5齿数 （2）油分离器与主机做成一体 （3）内置电动机靠制冷剂气体冷却 （4）压差供油 （5）无油冷却系统,48,喷射液体制冷剂以降低排气温度,1排气温度传感器 2温控喷液阀 3视镜 4电磁阀 5喷