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您当前的位置: 气体分离设备商务网 → 技术交流 --> 意见交流 --> 帖子:“单螺杆压缩机的现状”
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帖子主题:单螺杆压缩机的现状
楼主:violet [2009/4/19 17:08:47]
目前生产单螺杆压缩机的厂商主要有长沙的惠湘、温州的乐清和上海的施耐德、浪潮和飞和等家。其中施耐德和浪潮采用乐清的主机,这些厂商的技术均来源于北一通,因此技术没有太大的差别。近年来,由于星轮材质的改进,产品质量有了很大的提高。如OG-3/7型单螺杆压缩机,比功率由初期的>7.0(KW/m·min)降至6.6左右,容积效率由约75%提高到83%左右,星轮寿命则延长至8000h。但与国际水平的单螺杆或双螺杆压缩机比,容积效率和比功率都是比较落后的。8000h的星轮寿命与活塞环的寿命相当,仅为国际水平的几分之一,因此提高星轮寿命是当务之急。 单螺杆压缩机星轮齿侧曲面及与之共轭的螺杆齿侧曲面构成一对啮合副。啮合副的型线对单螺杆压缩机的性能有重大影响,选择正确的型线至关重要的。 国内生产单螺杆压缩机的厂家主要是采用仿形法加工原始星轮。由于未能掌握啮合副的正确形状和啮合特性,不了解啮合副的正确形状,当然不会有正确的加工技术和相应的工艺装备。不了解啮合副的啮合特性,使实际啮合还限制在狭小的区域内,星轮寿命当然缩短。这就是我国长期未能突破单螺杆压缩机技术的重要原因之一。
第1楼:游客9056 [2006/1/10 17:08:44]
这是专业人员发表的吗?
第2楼:游客7770 [2006/8/8 11:18:33]
今天的星轮寿命最长则延长至50000h,最差也能20000h.
第3楼:游客1906 [2006/8/8 12:17:29]
一、单螺杆压缩机的历史及现状 
2006-3-16 10:18:38 
1960年法国辛麦恩(B.Zimmern)提出了单螺杆压缩机的构想,并获得专利权,1962年试制出第一台样机,70年代初期由法国标致汽车公司正式生产投放市场。70年代末期,荷兰、英国和日本等国家先后开发生产制冷、空调用单螺杆压缩机,其形式有开启式和半封闭式两种。80年代末又推进技术,发展制造出石油、化工、矿山等行业用的压缩各种气体(包括空气、易燃易爆及有毒气体)的单螺杆压缩机。目前世界上已有英、法、美、日、荷兰等国家的厂商可以生产出不同规格单螺杆压缩机。 
目前,国外生产单螺杆压缩机的主要厂商有: 
1.日本 
三井精机公司(MITSUR SEIKI) 
小松制作所(KOMATSU) 
大金工业公司(DAIKIN INDUSTRIES) 
三菱电机公司(MITSUBISHI ELECTRIC) 
岩田涂装机工业公司(IWATA AIR COMPRESSOR MGT) 
2.美国 
德莱塞—兰德公司(DRESSER-RAND) 
格里迈尔斯密特公司(GRIMMER SCHMIDT) 
芝加哥风动公司(CHICAGO PNEUMATIC) 
美国海军(US NAVY) 
3.法国 
标致汽车公司(PEUGOT) 
克利贝里公司(CREPLLE) 
4.英国 
APV公司(APV HALL PRODUCTS) 
5.荷兰 
格拉莎公司(GRASSO) 

二、单螺杆压缩机的结构特点及与双螺杆压缩机的比较 

单螺杆压缩机由一个圆柱螺杆和两个对称布置的平面星轮组成啮合副,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。动力传到螺杆轴上,由螺杆带动星轮旋转。气体(工质)由吸气腔进入螺槽内,经压缩后通过排气孔口和排气腔排出。星轮的作用相当于往复活塞压缩机的活塞,当星轮齿在螺槽内相对运动时,封闭容积逐渐减小,气体受到压缩。 
单螺杆压缩机的螺杆具有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,螺杆每旋转一周相当于12个气缸在工作。 
众所周知,螺杆压缩机(包括双螺杆和单螺杆两种)在回转压缩机中所占比重最大。从国际市场来看,1963年到1983年这20年间,全世界螺杆压缩机销售量每年增长率为30%。目前,日本、欧美等国在中等气量的压缩机中,双螺杆压缩机占80%。作为同样工作范围内的单螺杆压缩机和双螺杆压缩机,相比较而言,双螺杆以其加工工艺性好、可靠性高等特点,在整个螺杆机市场上占到80%以上的份额,单螺杆压缩机仅占不到20%。以下对两种压缩机作一简要比较。 

1. 结构 
单螺杆压缩机的螺杆与星轮属于一对球面蜗杆副,螺杆轴和星轮轴必须保持空间垂直;双螺杆压缩机的阴、阳转子相当于一对齿轮副,阴、阳转子轴保持平行位置。从结构上而言,单螺杆压缩机螺杆与星轮之间的配合精度难以保证,故整机运行可靠性较双螺杆为低。 

2. 驱动方式 
两种压缩机均可与电机直联或通过皮带轮传动,当双螺杆压缩机转速较高时,需要加增速齿轮。 

3. 转速 
由于螺杆轴和星轮轴必须保持空间垂直,位置精度要求很高,故压缩机转速不能过高,一般小于3500rpm;而双螺杆压缩机的转速可以很高,目前一冷开利的螺杆压缩机转速已达9000rpm。随着压缩机转速的提高,势必减小了制冷工质的泄漏,提高了压缩机的容积效率和制冷系统的冷量。另一方面,在制冷量不变的情况下,减小了压缩机的体积,特别是再配以高效热交换器时,整个冷水机组的体积亦可以减小。 

4. 效率(比功率越小越好) 
单螺杆压缩机在转速1500~3500rpm时效率高,比功率为6.0~6.4 kwm3/min, 
双螺杆压缩机在3000~9000rpm时效率高,比功率为6.0~6.3 kwm3/min。 

5. 冷量调节方法 
两种压缩机的气量调节方法基本相同,均可以采用滑阀连续调节或柱塞有级调节。当采用滑阀调节时,双螺杆压缩机需要一个滑阀,而单螺杆压缩机则同时需要两个滑阀,故结构上变得复杂,可靠性亦下降。 

6. 装配及维修 
由于单螺杆压缩机螺杆轴和星轮轴必须保持空间垂直,其轴向和径向位置精度要求很高,故相对双螺杆压缩机其装配和维修方便性降低。 


三、单螺杆压缩机存在的问题 

目前国内外双螺杆压缩机所占市场份额远大于单螺杆压缩机,这是因为生产双螺杆压缩机的技术条件已相当成熟,而单螺杆压缩机由于结构上的特点导致其加工工艺性、性能及可靠性下降。总结国内外研究、开发情况和有关技术资料,发现当前单螺杆压缩机存在的关键问题主要有以下几个方面。 

1啮合副型线的设计及其制造工艺 
螺杆、星轮啮合副是单螺杆压缩机的心脏,其型线设计及加工工艺性的好坏直接关系到整机的性能和可靠性。与双螺杆压缩机转子型线相比,螺杆、星轮型线较复杂,而且加工工艺性较差,生产效率低。这样螺杆与星轮之间的配合精度难以保证,压缩机的寿命和可靠性下降。 

2.泄漏 
单螺杆压缩机采用间隙密封,由于螺杆、星轮啮合副的几何形状复杂,其形成的配合间隙较多,因而气体泄漏通道多,根据文献介绍,单螺杆压缩机共有9条泄漏通道,故有可能造成运行中制冷工质的外泄漏增加,容积效率降低,制冷系统的制冷量不足等现象的出现。 



3.星轮磨损 
星轮的快速磨损是单螺杆压缩机失效的最主要形式。压缩机运行中,由于啮合副机加工精度、装配精度及转子的热弹性变形等造成的传动误差,使星轮在螺槽内发生颤振,星轮齿频繁与螺槽发生碰撞,破坏了啮合副间的润滑油膜,严重时造成星轮齿的过度磨损,甚至轮齿折断,从而引起制冷剂的泄漏,降低了制冷系统的效率和可靠性。 

四、结论 

综上所述,在目前掌握的单螺杆压缩机技术水平下,其还存在着诸如啮合精度不易保证、装配性较差、泄漏间隙难以控制、星轮齿快速磨损等缺点,故与目前制造技术发展良好的双螺杆压缩机相比较,还缺少强有力的市场竞争实力。
 
第4楼:游客1906 [2006/8/8 12:22:34]
单螺杆空气压缩机技术介绍-顺德正力提供

1、单螺杆压缩机简介
    单螺杆压缩机亦称蜗杆压缩机。1960年由法国人辛麦恩发明,七十年代主要用作喷油空压机,八十年代由于采用了浮动星轮技术,单螺杆压缩机在技术上才真正成熟,应用范围也日益扩大。该机具有结构简单,工作可靠,体积小等一系列优点,兼有涡旋式压缩机、透平式压缩机和双螺杆式压缩机的优点,而无它们的缺点。
    日本大金公司生产的喷油单螺杆冷冻(空调)机,与该公司原生产的喷油双螺杆冷冻(空调)机相比,在满负荷时节能10%-15%在部分负荷时节能25%-40%,免维修间隔时间达4万小时。八十年代出现的不喷油(喷制冷液)单螺杆冷冻(空调)机由于减少了油液粘性剪切损失,比喷油机更节能,制冷系数提高了5%,九十年代大型单螺杆冷冻(空调)机的水平全面达到或超过了最节能的透平式冷冻(空调)机,啮合副的寿命也长达4万小时,成本却比透平式低得多。最近美国格里迈尔施密特公司生产的单级喷水单螺杆压缩机比两级压缩的双螺杆压缩机还节能20%。 
    单螺杆压缩机由于螺杆受力完全平衡,给单螺杆压缩机带来三大突出的优势:1、螺杆轴承理论上不受力,轴承寿命特别长,是双螺杆的3倍以上。星轮轴承由于轴承尺不象双螺杆那样受限制,寿命也相应地长。而双螺杆压缩机是在有弯曲变形的情况下运行。2、单螺杆压缩机振动小,噪声低,对地基及工作场所的要求低。放平即可,无须地脚螺钉等。3、单螺杆压缩机可在高压下工作。如美国德莱塞一兰德公司独家开发的单螺杆工艺用压缩机即使在一级压缩的情况下也很容易达到6.16Mpa,远高于双螺杆压缩机(≤2.8MPa),更是涡旋式压缩机所不能相比的。此外,单螺杆压缩机比双螺杆压缩机噪声低10一15dB(A)以上,排气温度低16℃左右。 

2、国内单螺杆压缩机生产概况 
    单螺杆压缩机是新一代双密型机电一体产品,曾被西方国家列入对我国技术封锁的清单,由于单螺杆压缩机在国民经济和国防的用处极大,又由于它属于劳动密集型产品,一旦为中国掌握,中国就会在国际上具有强大的优势。北京第一通用机械厂从1974年开始研制, 1976年样机通过鉴定,当时啮合副寿命仅数十小时。在一段时期内,国内研制单螺杆压缩机的单位甚多,但有样机或产品问世的单位不多,其中浙江温岭化工机械厂研制的冷冻机1984年通过省级鉴定,声称产品达到国际水平,被列为省重点项目。由于长期无法解决星轮加工技术已放弃了研制工作。武汉空气压缩机厂研制课题是1986年国家科委重点项目(现己撤消),苏北冷冻机厂研制课题是机电部军工司重点项目(现己放弃研制),七0四所研制课题是国防科工委重点项目(现已暂停)。 
    由于不少厂商的技术均来源于北一通,因此技术水平没有太大的差别。以某厂生产的OG-3/7型单螺杆压缩机为例,比功率由初期的>7.0( kW/m3·min-1)降至6.6左右,容积效率由约75%提高到83%左右,星轮寿命则延长至近8000 h (以排量下降5%,即0.15m3/min计)。与国际水平的单螺杆压缩机或双螺杆压缩机比,容积效率和比功率都是比较落后的,但尚在可接受的范围内。然而8000 h的星轮寿命与活塞环的寿命相当,仅为国际水平的几分之一,因此提高星轮寿命是当务之急。

3、 影响单螺杆压缩机性能的因素 
    单螺杆压缩机的性能与辅机系统的优劣及是否匹配有关,也与主机排气口、啮合副的间隙、喷油量的大小等有关,这些问题相对来说容易解决。单螺杆压缩机中最困难、最关键的是由螺杆和星轮构成的啮合副。与双螺杆压缩机相比,单螺杆压缩机在振动、噪声、寿命、可靠性、维护简单等方面所具有的明显优势已是不争的事实。单螺杆压缩机发明后,人们曾预期它比双螺杆压缩机节能5一7%。20年后,双螺杆压缩机在齿形上作了两次重大的改变,每次都节能10%左右,加工和检测水平也有了大幅度的提高。与其相反,在此期间无论在设计还是加工方面都没有令单螺杆压缩机在节能方面有突破性的进展。国外曾经用GHH的双螺杆压缩机与单螺杆压缩机作了一次对比,结果是单螺杆压缩机在提高工作压力后,容积效率下降较快,再加上国产单螺杆压缩机的比功率始终高于国外的单螺杆压缩机。据此,国内专家也得出了单螺杆压缩机在能耗指标上不能与双螺杆压缩机较量的结论。但顺德市正力精工的单螺杆压缩机改变了这种局面。

4、 提高产品性能的途径
4.1加强基础理论研究
4.1.1星轮齿形 
    单螺杆压缩机星轮齿侧曲面及与之共轭的螺杆齿侧曲面构成一对啮合副。啮合副的型线对单螺杆压缩机的性能有重大影响,选择正确的型线是至关重要的。单螺杆压缩机对齿形的要求是良好的气密性、工艺性和长寿命。即啮合副应有连续稳定的气密性、工艺性和长寿命。即啮合副应有连续稳定的密封区和最小的泄漏三角形,便于大批量生产时的精加工:有尽可能多的“接触区”。为了寻求符合以上条件的齿形,国内外专家奋斗了数十年。 
    20世纪80年代,查谦在导师的指导下,发现了完全符合上述条件的,具有三角接触线的新型线。该型线由包络面和特形面构成。《压缩机技术》1994年在世界上首次公开报导了这种线型,该型线的公开报导在学术界引起了巨大的反响,齿轮权威专家、锥齿轮非零传动的发明人、国际齿轮标准化组织ISO/TC60中国首席代表梁桂明教授,平面二次包络球面蜗杆副的发明人张光辉教授等纷纷前来交流。不少学者认为这是我国传动基础理论研究方面的重大成就。有关专业单位组织了强大的研究队伍进行了数年的消化工作后,对这种齿形的优越性是充分肯定的。
4.1.2星轮齿廓加工原理及其刀具 
    由于这种齿形含有包络面,因此解决这种齿形的加工技术必须解决加工包络面的刀具,查谦用严谨的逻辑分析和巧妙的方法创造性地解决这种齿形的精加工技术及其刀具,填补了国内空白。《压缩机技术》1996介绍了这种刀具的有关技术后,我国的著名刀具专家、机械工业部成都工具研究所所长高翔对此给予了高度评价。特别要指出的是:
a) 查谦所加工的星轮齿面,其啮合面积、容积效率与星轮寿命均优于国外同期产品;
b) 星轮齿形的发现与加工技术的解决是在没有电脑(20世纪80年代电脑在我国尚未普及)的条件下仅用3个月的业余时间用数学模型完成的。 
    研究方法比国外的试切法先进而且速度快、资金省、研究更深入,为我国生产具有世界先进水平的单螺杆压缩机打下了良好的基础。 
    以上成果公开发表后,有的单位用二坐标联动的仿形法加工这种新型星轮。由于未能掌握齿廓方程式,这种加工方法存在误差,虽然使星轮寿命从2000 h延长到8000 h左右,但远未达到延长6倍以上的预期目标。在面临加入WTO和国外向我国大量倾销双螺杆主机的情况下,为了帮助国内企业提高技术水平与产品质量,正力精工愿意向有关厂家提供星轮齿形加工技术和全套工艺装备。
4.1.3啮合副的工作机理 
    单螺杆压缩机的啮合副实质上是特殊的球面蜗杆副,因此国内外学者借动力用球面副的理论来解诀星轮齿面“永不磨损”现象,认为啮合副间存在一层油膜,由于油膜的存在,工作时啮合副间并不接触,因此“永不磨损”。实际上无油(喷水或喷制冷剂)单螺杆压缩机的啮合副间根本就无油,液态制冷剂的粘度很小,而且在压缩过程中气化,不可能形成有强大承载能力的液膜。因此油膜或液体膜的理论受到质疑。单螺杆压缩机的发明人也强调:喷液只是为了冷却,虽然喷液也有润滑与密封作用。深入地研究发现星轮“永不磨损”的原因在于星齿形的设计。正确的设计可以令啮合副的接触应力为“零”。“零应力”才是啮合副永不磨损的真正原因。掌握“零应力”齿廓设计是“永不磨损的关键”。早在20世纪80年代,查谦就掌握了“零应力”齿廓的设计技术,迄今为止国内尚未发现其它厂家掌握该技术。限于篇幅,本文不介绍该技术。
4.2提高加工精度 
    有人认为高精度专机的制造是不可能的,也没有必要,只要解决了星轮齿廓就行了。其实通常情况下,材料的磨损与应力、路程成正比。但是当应力足够小时,材料就“永不磨损”了。当螺杆精度不高时,星轮的运转是不平稳的,由此所产生的惯性力作用于星轮齿面,产生较大的接触应力,从而造成星轮过快磨损。“浮动星轮”就是为了削减这种惯性力而发明,并且大大延长了星轮的寿命。但是“浮动星轮”只能削减星轮托架的惯性力而不能削减星轮本身的惯性力,因此螺杆的加工精度越高,星轮寿命越长。国内外的实践也证明了这一点,用滚齿机加工螺杆时,星轮寿命最短,用专机加工的螺杆星轮寿命稍长,用高精度专机加工螺杆时,星轮寿命最长。 
    国内有些专机由八个齿轮组成,采用公用齿轮时则由七个齿轮构成。一对齿轮只有1-2个齿同时啮合。由于制造误差和变形,轮齿进入或退出啮合时均产生冲击,所以齿轮传动不平稳。此外,专机所用齿轮的精度也低,所以专机的长短周期误码率差都比高精度专机低数倍。如前所述,短周期误差令星轮齿面产生较大惯性力和接触应力。专机的长周期误差导致螺杆齿槽不等分,所以星轮不能实现多齿同时啮合,只能由少数星轮齿来克服星轮运转的阻力,进一步加大了接触应力,使星轮在远离“零应力”的条件下工作而加速磨损。 
    提高专机的精度是延长星轮寿命的重要一环,但还需正确工艺的配合。正确的工艺能减少专机制造误差的影响,使工作精度接近或高于专机精度。要达到这一目的,科学的检测技术是至关重要的,这不是三坐标仪所能解决的。然而目前的单螺杆压缩机生产厂家却无一例外地忽视了这一点。

4.3技术创新
4.3.1长寿节能单螺杆压缩机 
    肇庆端州压缩机研究所掌握了前述的齿形、加工技术,并且拥有目前国内精度最高的单螺杆专用机床,所研制的单螺杆压缩机经国家压缩机质量监测中心检测与广东省科委的鉴定,技术指标在国内遥遥领先。经过近万小时的运转后排量也不下降,星轮的寿命是目前市售产品的6倍以上。由于资金匾乏,未能批量生产;但是积级从事提高单螺杆压缩机性能的研究,发明了既能延长压缩机的寿命又能降低能耗的“非等宽齿”技术。2000年与顺德合资成立了顺德市正力精密机械有限公司,专门从事单螺压缩机的生产。采用“非等宽齿”技术批功率比国外最先进的样机低0.3是kW/m3·min-1,容积效率高2%,排气温度低8oC左右,预期寿命比肇庆研制的产品更长,被誉为“长寿节能单螺杆压缩机”,并因此荣获2000年国家科技创新基金75万元的无偿支持。产品的另一个特点是:由于精度高、星轮托架刚性好,当排气压力在较大范围内变化时都有高的容积效率,其容积效率的变化不仅小于国外名牌产品的样机,也小于双螺杆压缩机。所以在高压下工作时比功率也较小。正力精工的成就吸引了许多专家和名工程院士来正力精工考察与交流,并对正力精工做出了高度评价。西洒安交大郁永章教授说:正力精工为中国压缩机行业办了件好事!正力精工的系列产品在2001年广州和上海国际空压机展览会上都受到了国内外同行的高度赞扬,认为正力精工在单螺杆压缩机的技术方面已进入国际先进行列。 
    “非等宽齿”已经获得了国家专利(专利号z199248828.1)和美国发明专利,并正在申请日、英、法和PCT专利。

4.3.2新型节能单螺杆压缩机 
    为了进一步降低单螺杆压缩机的能耗,把原来在距螺杆旋转中心较远(静面矩较大)的部位完成的高压区段的压缩与排气过程,转移到距螺旋转中心较近(静面矩较小)的部位完成,将螺杆高压段的直径减小。这种将螺杆高压段的外径减小的单螺杆压缩机已经获得了国家专利(专利号:ZL00233516.6),正在申请国外专利。 
    为了使单螺杆压缩机不仅在振动、噪声、寿命等方面,而且在能耗等方面都全面领先,顺德正力精工尚有新的技术正在申请专利,要形成了年产3000台的生产能力。
第5楼:游客4208 [2006/9/2 16:32:43]
单螺杆老大是佳力士因为他是生产主机老产家
第6楼:游客4174 [2006/10/9 16:39:27]
气细......,广东正力精工才是单螺杆行业行标制定厂商!
第7楼:游客1092 [2007/3/14 22:06:37]
上海飞和是真正的老大,上海的工业基础你们不是不清楚吧
第8楼:游客2040 [2007/4/21 21:08:25]
找了几个烂大学的烂老师,给点钱,再证明一下胡扯。你有本事让国内压缩机最权威的机构承认?
第9楼:游客5883 [2007/4/24 23:07:42]
正力的压缩机怎么样
第10楼:游客6090 [2007/4/25 12:03:33]
一般

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