滑片式空壓機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)
滑片式空壓機(jī)的整機(jī)看起來(lái)比較簡(jiǎn)潔,幾乎看不到什么零配件。它把空氣過(guò)濾器、進(jìn)氣閥、油氣分離器、安全閥、最小壓力閥、油過(guò)濾器、溫控旁通閥、回油閥等部件以模塊形式全部濃縮在主機(jī)內(nèi)。
運(yùn)動(dòng)部件
滑片式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件有轉(zhuǎn)子和滑片。轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)做單一回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),進(jìn)、排氣口與轉(zhuǎn)子軸線方向垂直,不受軸向力。徑向力直接作用在轉(zhuǎn)子上,如右圖所示轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度大、剛性好,受到的徑向力可以忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)子自身的加工水平、安裝精度對(duì)壓縮機(jī)的效率和可靠性幾乎沒(méi)有影響。同時(shí)它的壽命也不受其它部件的影響。對(duì)于轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō),它是永遠(yuǎn)也不會(huì)壞的。另一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件滑片通過(guò)一層油膜同殼體進(jìn)行接觸,并且在轉(zhuǎn)子的帶動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn),實(shí)際上殼體就是一個(gè)大的滑動(dòng)軸承,而轉(zhuǎn)子與滑片就是軸,在油膜的呵護(hù)下,滑片在理論上是永遠(yuǎn)也不會(huì)壞的,更何況它自身又有很好的補(bǔ)償能力。所以無(wú)論在任何工況下,我們都保證它的使用壽命超過(guò)10萬(wàn)小時(shí)。螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件有轉(zhuǎn)子、軸承、齒輪。
螺桿式壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣口與轉(zhuǎn)子軸線方向水平,在進(jìn)、排氣口強(qiáng)大的壓差作用下及陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子嚙合力的作用下轉(zhuǎn)子同時(shí)受軸向力與徑向力的作用,對(duì)轉(zhuǎn)子自身的加工精度要求較高,轉(zhuǎn)子裝配的精度要靠軸承來(lái)保證,所以轉(zhuǎn)子的壽命要受到轉(zhuǎn)子加工設(shè)備的精度、軸承精度、齒輪箱、聯(lián)軸器等相關(guān)設(shè)備的影響。這樣螺桿的設(shè)計(jì)壽命為10萬(wàn)小時(shí),但受諸多因素影響其使用壽命很難確定。
轉(zhuǎn)子受力
回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中主要受氣體作用力、軸承支反力、轉(zhuǎn)子自重、輸入力矩、氣體內(nèi)力矩、摩擦阻力矩的共同作用。如果采用齒輪、皮帶傳動(dòng)方式,還有齒輪作用力和皮帶的徑向拉力。其中氣體作用力主要是由于吸氣端和排氣端的壓力不同產(chǎn)生的,并直接導(dǎo)致了軸向力和徑向力的產(chǎn)生。這兩種力的大小和平衡方式直接決定了轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。
從滑片式壓縮機(jī)的工作原理來(lái)看,其只是一個(gè)轉(zhuǎn)子的單純回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),另進(jìn)氣口和排氣口與軸線方向是垂直的,所以滑片
在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)并不產(chǎn)生軸向力。但由于進(jìn)氣端和排氣端的氣體壓力不同,其壓差作用可產(chǎn)生徑向力。由于轉(zhuǎn)子選用的材料剛性較好,轉(zhuǎn)子直徑較粗;另進(jìn)氣壓力產(chǎn)生的徑向力與排氣壓力產(chǎn)生的徑向力方向是相反的,相互可抵消一部分,因此徑向力對(duì)轉(zhuǎn)子的影響可忽略不計(jì)。螺桿式壓縮機(jī)的受力要復(fù)雜得多。這主要是因?yàn)槁輻U式壓縮機(jī)的排氣口和進(jìn)氣口與軸線基本處在平行位置;另由于進(jìn)氣與排氣的壓力不同,其壓差作用在螺旋齒面和進(jìn)氣、吸氣端蓋上,產(chǎn)生了很大的軸向力。如果轉(zhuǎn)子上裝有同步齒輪或增速齒輪,則齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力也會(huì)作用在轉(zhuǎn)子上。另外由于氣體壓力和齒輪、皮帶傳動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生一定的徑向力。
軸承
螺桿式壓縮機(jī)使用的是滾珠軸承和滾柱軸承,數(shù)量5-7個(gè)。因轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的裝配精度很高都要由軸承來(lái)保證,又因?yàn)檩S承支撐的螺桿受力較復(fù)雜、轉(zhuǎn)速高達(dá)3000rpm所以對(duì)軸承的加工精度和裝配精度要求較高。另外,軸承的壽命受潤(rùn)滑油的質(zhì)量影響,可能會(huì)發(fā)生積碳現(xiàn)象。所以,軸承設(shè)計(jì)壽命5萬(wàn)小時(shí)但受多種因素影響使用壽命很難確定。滑片式壓縮機(jī)使用的是滑動(dòng)軸承,因轉(zhuǎn)子與定子間的裝配精度要求不是很高,而且,轉(zhuǎn)子不受軸向力、徑向力很小可忽略不計(jì)。所以
對(duì)支撐轉(zhuǎn)子的軸承要求不嚴(yán),采用滑動(dòng)軸承即可?;綁嚎s機(jī)的滑動(dòng)軸承一般采用巴氏合金材料。這種材質(zhì)的親和性好,可吸附空氣中的粉塵,提高轉(zhuǎn)子、滑片、軸承的運(yùn)行壽命。只要軸承被充以適當(dāng)粘度和品質(zhì)的潤(rùn)滑油,工作在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο?,并且油被很好的過(guò)濾, 滑動(dòng)軸承將永遠(yuǎn)工作下去,即它的壽命無(wú)限長(zhǎng)。
機(jī)殼
螺桿式壓縮機(jī)的機(jī)殼加工、裝配精度要求很高。轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體間都要留有一定的間隙,同時(shí)機(jī)殼上軸承座的加工精度要求也很高,軸承的安裝精度要靠軸承座來(lái)保證否則會(huì)造成轉(zhuǎn)子抱死。
滑片式壓縮機(jī)的定子加工、裝配要求不高。因?yàn)榛c定子間是主動(dòng)密封形式,滑片在離心力的作用下與定子實(shí)現(xiàn)密封。
另外,滑動(dòng)軸承不需要在殼體上加工軸承座。轉(zhuǎn)子與定子裝配精度容易保證,設(shè)備的可靠性和效率高。
運(yùn)轉(zhuǎn)速度
螺桿式壓縮機(jī)通過(guò)皮帶或齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)增速。正常情況下,陽(yáng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)3000rpm左右。滑片式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速一般為1000-1500rpm,由于采用直聯(lián),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也為1000-1500rpm。滑片式壓縮機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的壓縮腔體積較大,因此在吸氣時(shí)其有效吸入容積較大,在同樣轉(zhuǎn)速的情況下,與螺桿式壓縮機(jī)相比,滑片式壓縮機(jī)的排氣量大。
振動(dòng)
振動(dòng)是由受力不均衡產(chǎn)生的。螺桿式壓縮機(jī)與滑片式壓縮機(jī)振動(dòng)較小?;綁嚎s機(jī)不受軸向力作用且滑動(dòng)軸承完全可以很好的平衡徑向力,所以幾乎無(wú)任何振動(dòng)。螺桿式壓縮機(jī)受力較復(fù)雜,與滑片式壓縮機(jī)相比振動(dòng)較大。
主機(jī)容積效率
容積效率是實(shí)際排氣量和理論排氣量的比值。螺桿式壓縮機(jī)屬于速度型密封。通過(guò)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)密封。但由于轉(zhuǎn)子間、轉(zhuǎn)子與殼體間有一定的間隙,對(duì)注油螺桿式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō),泄漏三角形是泄漏量最大的,在螺桿式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)原理上它必
然存在,而且無(wú)法被油有效密封。所以會(huì)產(chǎn)生一定的回流量導(dǎo)致容積效率降低。同時(shí),相互嚙合的陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)有一定的磨損,回流量大致使容積效率下降。
滑片式壓縮機(jī)屬于主動(dòng)型密封。滑片在運(yùn)行時(shí)依靠離心力被甩出,而定子中噴入的潤(rùn)滑油使滑片與定子之間產(chǎn)生了一層油膜,它主要起密封作用,防止氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)回流。滑片長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后雖然會(huì)有一定的磨損,但滑片是主動(dòng)甩向定子的,能自動(dòng)補(bǔ)償,所以滑片式壓縮機(jī)容積效率始終如一。