单螺杆压缩机工作原理和特点

【单螺杆压缩机结构图】

【工作原理图】

 吸气                         压缩                     排气 
【工作原理解析】 
单螺杆空气压缩机属于容积式压缩机，通过对一可变容积中的气体进行压缩，使该部分容积缩小，压力提高。压缩机核心结构经专用机床精加工而成，内由一根有六条螺旋凹槽的螺杆，两侧配一对平面星轮构成工作腔，螺杆旋转带动星轮在封闭的机壳内作周而复始的吸气，压缩，排气回转运动，螺杆每旋转一周产生12个压缩循环。单螺杆压缩机的螺杆同时与两个星轮啮合，既使螺杆受力完全平衡，又使排量增加一倍，且压缩机的体积小。
⑴ 主机工作过程：

吸气：气体通过吸气口进入转子齿槽。随着转子的转动，星轮依次进入与转子齿槽啮合的状态，气体随即便被吸入由转子齿槽面，机壳及星轮齿面所形成的密闭空间，即压缩腔。

压缩：随着转子的旋转，这种压缩腔的体积便不断减小，即其中气体随之被压缩，直到该压缩腔的前沿转至排气口。

排气：压缩腔前沿转至排气口后便开始排气，直到压缩腔完全通过排气口，完成一个工作循环。

⑵ 系统气体流动过程 
外界空气由空气滤清器滤除尘埃后，经卸载阀进入压缩机主机进行压缩，在压缩腔内与润滑油混合，压缩后的混合油气经排气单向阀进入油气罐，在油气罐内旋转分离大部分的润滑油，再经过油气细分离器过滤掉残余的润滑油。接着经过Zui小压力阀、冷却器和分水器后以较低的温度和较干燥的压缩空气送入使用系统中供顾客使用。 
⑶ 系统润滑油流动过程 
油气罐内的润滑油在压缩空气压力下被压入油冷却器，在油冷却器内被冷却后再送入油过滤器滤去污垢和杂质。过滤后的润滑油经过断油电磁阀后分成两路，一路由主机下端喷入压缩室，冷却压缩空气；另一路通到主机两端，用来润滑轴承组，然后再聚集于压缩室底部，随压缩空气排出。这些油气混合体经过排气单向阀后分别在油气罐和油气细分离器中被分离出来再开始另一次循环。 
螺杆式压缩机的润滑油主要有三种功能：润滑轴承与转子接触表面；密封啮合副间隙；冷却压缩过程。其中冷却压缩过程是Zui重要的。 
⑷ 控制系统

微电脑控制器基本功能

微电脑控制器通过大屏液晶（LCD）显示机组的温度、压力、运行时间及各种工作状态。操作人员可以通过监控器面板上的人机交流界面，查询、设定控制器系列数据。

系统主要工作流程：系统供电开机后首先进行故障检测，故障分为影响正常工作的重故障和不影响正常工作故障。重故障报警停机，轻故障报警但不停机，同时记录相关信息。故障监测完毕后允许启动。启动后，主电机进行星/三角转换，空压机开始对外设供气。当压力小于参数设定值，空压机加载；当压力大于设定值，空压机卸载。卸载状态度超过预设值后，空压机空车过久停机。加载、卸载、空车过久停机为空压机的主要工作状态。

【优点】 
单螺杆压缩机除了具有回转式压缩机的结构简单、体积小和易损件少等特点外，还具有许多独特的优点。这些优点主要是由于两个星轮在螺杆两侧对称配置所致。 
⑴ 结构合理，具有理想的力平衡性 
由于在螺杆体内有轴向引气信道，泄漏至螺杆高压侧（排气侧）的高压气体将通过引气信道返回流至低压侧（吸气侧）使作用于螺杆两端面上的气体力互相平衡。又由于星轮的对称配置，作用于螺杆上的径向气体力也互相平衡，且相互抵消。因此螺杆不受任何径向或轴向气体力的作用。星轮齿上所受的力很小，只有活塞式和双螺杆压缩机的1/30左右。因此，螺杆轴和星轮轴上的轴承寿命长。双螺杆压缩机气体的径向负荷无法平衡，而轴向负荷只能附加平衡活塞加以平衡，因而结构复杂。 
⑵ 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相比其结构尺寸更小。此外，螺杆的螺槽深度随压缩腔压力的增大而变浅，在排气结束时深度为零，因此在理论上不存在余隙容积。 
⑶ 噪声低、振动小 
单螺杆压缩机力的平衡性好，因此振动小，对基础无特殊要求，特别是星轮采用自润滑性能很好的特殊工程塑料制造，工作腔喷有润滑油，又无增建齿轮，故运行噪声低。螺杆带动星轮转动仅需克服很小的轴泵摩擦力。螺杆转速通常在3000转/分，只要啮合副型线设计合理，很容易建立流体动力润滑，从根本上解决星轮齿磨损的问题。 
【缺点】 
啮合副与机壳的几何形状和相互位置精度要求较高，需用专用设备加工，以及星轮寿命差。这是多年来单螺杆压缩机不能发展的重要原因，也时国内们多年研究和探讨的难题。目前我公司已完满地解决了螺杆和星轮的型线及其加工技术，并对星轮片采用特殊处理，使其寿命提高近十倍，为单螺杆压缩机的发展开创了新的途径。