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PS.在螺桿空氣壓縮機(jī)的許多營銷文件中,各使用4:6和5:6齒數(shù)比主機(jī)制造商相互滾動,打口水戰(zhàn)。事實上,這兩種齒數(shù)比各有千秋,這取決于重-點關(guān)注哪一方面,不必太擔(dān)心。
陰陽轉(zhuǎn)子嚙合時,陽轉(zhuǎn)子主動陰轉(zhuǎn)子從動,陽轉(zhuǎn)子的牙齒需要更好的剛度。因此,陽轉(zhuǎn)子需要直徑較大,陽轉(zhuǎn)子的數(shù)量少于陰轉(zhuǎn)子。
當(dāng)然,轉(zhuǎn)子的齒數(shù)與轉(zhuǎn)子的材料、長徑比和排氣壓力有關(guān)。
螺桿空氣壓縮機(jī)主機(jī)的轉(zhuǎn)子直徑和長徑通常用于表明其產(chǎn)品在營銷中具有價值。主要的理論基礎(chǔ)是螺桿壓縮機(jī)的體積流量與轉(zhuǎn)子直徑的平方成正比。因此,一般的營銷說法是:直徑大的主機(jī)體積流量大,所以速度可以很低,機(jī)器會更耐用。
只要有一點辯證思維,就不難看出缺陷:
既然主機(jī)直徑大,流量大,為什么要降低速度來滿足較低的流量?該流量段沒有適當(dāng)?shù)闹鳈C(jī)使用,只能使用大型主機(jī)降低性能以滿足需求。
事實上,比較轉(zhuǎn)子直徑的單獨參數(shù)并不足以得出主機(jī)是否優(yōu)越的結(jié)論。更重要的是,轉(zhuǎn)子直徑的建立是不斷平衡和妥協(xié)的結(jié)果,以實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用性。
目前轉(zhuǎn)子直徑范圍為40~845mm之間。但絕大多數(shù)轉(zhuǎn)子直徑小于300mm。原因一是加工成本過高,二是適用面窄,多臺并聯(lián)或離心機(jī)更可行。
轉(zhuǎn)子直徑的大小,主機(jī)廠并沒有太多的規(guī)格。在較佳轉(zhuǎn)速(齒頂速度)下,用盡量少的轉(zhuǎn)子直徑規(guī)格來滿足盡量廣泛的容積流量范圍,是所有主機(jī)廠的原則。通常在一個轉(zhuǎn)子直徑的規(guī)格下,采用多個不同的長徑比,以實現(xiàn)覆蓋盡量寬泛的容積流量需求。
所謂轉(zhuǎn)子長徑比,即轉(zhuǎn)子工作段長度與陽轉(zhuǎn)子直徑的比值,通常為0.9~2.0,在同一轉(zhuǎn)子直徑下,采用較高的長徑比有利于降低制造成本,從而制造體積流量大的主機(jī)。在同一轉(zhuǎn)子直徑下,較小的長徑比可承受的壓差較高,排氣壓力較高。
高壓差也與機(jī)體結(jié)構(gòu)和所用材料有關(guān)。如灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼等不同材料。主要因素是轉(zhuǎn)子鋼度和機(jī)械變形,長徑比大的主機(jī)對這方面的要求會更高。
材料好的轉(zhuǎn)子長徑比可以大一點,直徑自然可以小一點,細(xì)長一點。如果材料較差,轉(zhuǎn)子長徑比只能較小,轉(zhuǎn)子直徑自然較大,厚度較短。
說到螺桿空氣壓縮機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速和齒頂速度,一般非專-業(yè)人士只會考慮電機(jī)轉(zhuǎn)速,更專-業(yè),可能知道通過齒輪增加或減速,陽轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速。
那么,如何確定主機(jī)的轉(zhuǎn)速呢?
轉(zhuǎn)速的確定指向一個指標(biāo),即主機(jī)的齒頂速度。齒頂速度是多少,即陽轉(zhuǎn)子齒頂?shù)膱A周速度值。該值與轉(zhuǎn)子線、壓差、壓差、壓比、體積流量、氣體性質(zhì)、間隙、運行模式等因素有關(guān)較佳齒頂速度下,主機(jī)的壓縮效率較高。如果偏離較佳齒頂速度,在許多情況下,雖然不會立即造成機(jī)械損壞或故障,但會降低效率、噪聲和振動。
在設(shè)計整機(jī)時,根據(jù)主機(jī)廠提供的性能規(guī)格,選擇不同極數(shù)的電機(jī),配備傳動裝置,確保齒頂速度在較佳齒頂速度范圍內(nèi),實現(xiàn)一定的流量和壓力模型配置。當(dāng)然,現(xiàn)在整個機(jī)器廠不需要計算齒頂速度,陽轉(zhuǎn)子速度和齒頂速度一一對應(yīng),只需要根據(jù)主機(jī)廠提供的性能曲線表選擇合適的陽轉(zhuǎn)子速度。
噴油螺桿的齒頂轉(zhuǎn)速通常為10~50m/s,無油螺桿的范圍約為50~100m/s。陽轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速噴油螺桿一般為700~10000rpm,無油螺桿一般為3000~20000rpm。
螺桿主機(jī)的嚙合間隙/端面間隙/齒頂間隙是螺桿主機(jī)結(jié)構(gòu)中不可避免的。
轉(zhuǎn)子嚙合間隙:當(dāng)陰陽轉(zhuǎn)子嚙合時,沿接觸線的嚙合間隙。一般的理解是陽轉(zhuǎn)子和陰轉(zhuǎn)子之間的間隙。由于接觸線兩側(cè)氣體的壓差較大,泄漏通道較大。噴油螺釘在轉(zhuǎn)子表面使用潤滑油形成油膜,可以更好地發(fā)揮密封作用。
轉(zhuǎn)子端面間隙:轉(zhuǎn)子端面有吸氣側(cè)和排氣側(cè),吸氣側(cè)吸入大氣,無壓差,相對無關(guān)。排氣側(cè)有吸排氣壓差,因此間隙非常重要。
在主機(jī)設(shè)計中,考慮到轉(zhuǎn)子在工作過程中會受到熱膨脹和拉伸,排氣端間隙由軸向定位的推力軸承固定,熱膨脹預(yù)留的間隙放置在吸氣端。轉(zhuǎn)子排氣端間隙調(diào)整是轉(zhuǎn)子檢修中較重要的過程。如果泄漏過大,效率會降低,如果摩擦過小,性能會降低。排氣端間隙一般為0.01~0.1mm,不同規(guī)格、不同品牌的主機(jī)有不同的間隙。
轉(zhuǎn)子齒頂間隙:陰陽轉(zhuǎn)子齒頂與氣缸之間也應(yīng)留有一定的間隙,以補(bǔ)償轉(zhuǎn)子熱膨脹、應(yīng)力變形和加工誤差與排氣端面間隙相似,值為0.01~0.1mm之間。一些干式無油螺桿主機(jī)在齒頂上也有小截面的密封齒。經(jīng)過一段時間的磨合,可以達(dá)到較佳間隙尺寸。噴油螺桿熱膨脹不大,一般不需要。
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