螺桿式壓縮機與活塞式壓縮機的比較
螺桿式壓縮機與活塞式壓縮機的比較
活塞式的傳動機構(gòu)是曲軸連桿往復(fù)運動結(jié)構(gòu),與螺桿式的旋轉(zhuǎn)運動結(jié)構(gòu)相比較,在技術(shù)上存在如下缺點:
零部件的數(shù)量多,零部件的損壞的機率大,產(chǎn)品的可靠性低。這樣必然增加用戶的維修費用。
曲軸連桿往復(fù)運動結(jié)構(gòu),由于其往復(fù)運動的特性,限制了其轉(zhuǎn)速的提高,致使機器笨重,同時,該運動結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的慣性力能以平衡,剩余的慣性力,會使機器產(chǎn)生振動、噪聲以及零部件的不正常的損壞。所以活塞式振動大,機械性噪音大、可靠性低。
氣流噪音是空壓機的主要噪聲源。從氣流噪聲的角度,可以簡要分析如下:
在空機上氣流噪聲主要是由氣流脈動狀況形成的,氣流脈動與空壓機在單位時間內(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 二級缸,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個氣缸,則每分鐘排氣次數(shù)為35640次。單 位時間內(nèi)排氣次數(shù)越少,氣流脈動越嚴重,氣流噪聲也就越大。反之亦然,兩者相比懸殊。
單螺桿壓縮機與雙螺桿壓縮機的比較:
由技術(shù)概況可知,單螺桿壓縮機除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、單位容積利用率高和無氣閥組件等特點外,因其星輪對稱地配置于蝸桿的兩側(cè),還具有下列雙螺桿壓縮機所無法比擬的獨特優(yōu)點。
1、單機容量大,無余隙容積
單螺桿上開有6個螺槽,由兩個星輪將各螺槽分隔成上下兩個空間,各自實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程,而且是同步進行的,這是雙螺桿壓縮機無法做到的,也是在氣流脈動,氣流噪聲方面無法比擬的地方。
由于兩種型式的空壓機轉(zhuǎn)速可以完全相同,放在相同的轉(zhuǎn)速下進行分析對比。由于單螺桿壓縮機運行時,螺桿每轉(zhuǎn)一周,每一個螺桿槽均工作兩次(雙作用),使螺桿空間得到充分利用,因此與雙螺桿壓縮機相比,兩者結(jié)構(gòu)尺寸相同時,螺桿壓縮機排氣量較大;而當兩者排氣量相同時,則單螺壓縮機結(jié)構(gòu)尺寸較小。
如以 每分鐘2970轉(zhuǎn)(2970r/min)的單螺壓縮機為例,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,相當于5個氣缸,其轉(zhuǎn)速也取為2970r/min,其每分鐘次數(shù)為2970*5=14850次,顯然與單螺壓縮機的35640次相差很多。因此,雙螺桿壓縮機與單螺蝸桿壓縮機相比,在相同轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少,氣流脈動大,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,深度為零,故不存在余隙容積。因而,單螺壓縮機較雙螺桿壓縮機的容積效率要高。
2、結(jié)構(gòu)合理,具有理想的力平衡性
雙螺桿壓縮機主機的主要件就是兩個螺桿(俗稱雙螺桿),單螺壓縮機的主要件是單螺(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,所以雙螺桿壓縮機即使是選用最好的進口軸承,其壽命一般也只在一萬五千個小時左右。
單螺桿壓縮機在壓縮氣體的過程中,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。螺桿壓縮機在螺桿兩端間開有引氣通道,流至高壓側(cè)的氣體將通過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的1/30 左右,故單螺桿壓縮機的主機能平衡,無振動地在高轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),而無需特別的基礎(chǔ),僅需安放在水平地面上。單螺桿壓縮機即使利用國產(chǎn)的普通軸承,其壽命也可以達到15萬小時,而且可以在用戶處就地維修。
3、主機壽命長
由于單螺桿壓縮機的高速輕載,嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計,間隙適當,容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動體動力潤滑油膜,從而有效地減少了星輪的磨損,降低了氣體的泄漏,提高了機器的壽命與效率,保障了運行安全可靠。
4、維護簡便,易損件少
世界上沒有永不磨損的機器,無論雙螺桿壓縮機還是單螺桿壓縮機,在若干年后,均需對主機進行維修保養(yǎng)。
單就更換軸承而言,雙螺桿壓縮機的進、排氣端4只重載軸承和2只四點軸承均需國外購進,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)子與機殼內(nèi)壁發(fā)生磨擦,均無法在現(xiàn)場維修,須將主機運回生產(chǎn)廠,并花費巨額費用(約占整機售價的1/4~1/3)。而單螺桿壓縮機則無此顧慮,在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下,現(xiàn)場即能進行解決,其費用極低。
同時,由于雙螺桿壓縮機受力不好,軸承受力大,其機械噪聲也要比單螺桿壓縮機要大。