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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 螺桿空氣壓縮機(jī) 班 級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓 名： 軟件學(xué)院 學(xué) 院： 軟件工程 專 業(yè)： 鄭軍 郭平英 指導(dǎo)教師： 2014年 6 月 螺桿空氣壓縮機(jī) 摘 要

2、 隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展、礦山設(shè)備不斷更新、不斷進(jìn)步，可靠性、易操作性、可監(jiān)視性、易維護(hù)性等已是最基本的要求，因此，應(yīng)在了解螺桿式空氣機(jī)機(jī)理與構(gòu)造的基礎(chǔ)上，合理的對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并尋求更加安全，靠的檢測(cè)和控制新技術(shù)、新方法，不斷提升煤礦的安全化水平?？諝鈮嚎s機(jī)是煤礦井下掘進(jìn)和錨噴直呼等作業(yè)的動(dòng)力氣源，螺桿空壓機(jī)的主要工作方式為啟動(dòng)、停止、加載、卸載，其進(jìn)氣設(shè)置加載閥，通過加載電磁閥來控制入口閥門的開關(guān)。空壓機(jī)運(yùn)行時(shí)，若排氣壓力低于設(shè)定目標(biāo)壓力的下限，則空壓機(jī)控制器使加載電磁閥得電，將入口閥門打開，空壓機(jī)處于滿負(fù)荷加載狀態(tài)；若排氣壓力高于設(shè)定目標(biāo)壓力的上限，則空壓機(jī)控制器命令加載電磁閥失電，

3、從而將入口閥門關(guān)閉，空壓機(jī)處于無負(fù)荷卸載狀態(tài)，此時(shí)空壓機(jī)實(shí)際為空轉(zhuǎn)運(yùn)行。 本論文根據(jù)查找資料掌握空氣壓縮機(jī)的相關(guān)基本知識(shí)，詳述礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)，分析其加工工藝，對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試分析，完成礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的相關(guān)及邊緣常識(shí)，最后得出結(jié)論：螺桿空氣壓縮機(jī)具有優(yōu)越而且可靠的性能，經(jīng)濟(jì)效益好，發(fā)展前景好，值得推廣應(yīng)用。 關(guān)鍵字：螺桿空壓機(jī)，安全化水平，電磁閥，滿負(fù)荷，無負(fù)荷 1 Screw air compressor Abstract With the development of modernization o

4、f coal mine, the mine equipment constantly updated, constantly progress, reliability, operability, can monitor, easy maintenance and so on is the most basic requirements, therefore, should be know the mechanism and structure of screw type air machine, on the basis of the reasonable adjustment of air

5、 compressor, and seek more secure, by new technology, new methods of detection and control, continuously raising the level of safety in coal mine. Air compressor is the coal mine excavation and the shotcreting call operations such as power source, the main works of the screw air compressor start, st

6、op, loading, unloading, its inlet setting load valve, by loading the electromagnetic valve to control the inlet valve of the switch. Air compressor during, if the exhaust pressure is lower than the lower limit of goal setting pressure and air compressor controller make load electrical solenoid valve

7、, open the inlet valve, air compressor in full load condition; If the exhaust pressure is higher than the set goals of ceiling, the air compressor load controller command electromagnetic valve, losing electricity to inlet valve closed, air compressor in the no-load discharge state, the press of time

8、 and space for idling actual operation. This paper according to the master air compressor of the relevant basic knowledge, finding out information about the characteristics of the mine screw air compressor, analyzes its process technology, testing its performance analysis, relevant completed mine s

9、crew air compressor and edge of common sense, and finally draw the conclusion: screw air compressor are excellent and reliable performance, good economic benefit and good development prospects, is worthy of popularization and application. Keywords: screw air compressor, the level of safety, elect

10、romagnetic valve, full load conditionand no-load 中北大學(xué)2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 螺桿式空氣壓縮機(jī)的發(fā)展歷史 1 1.3 螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作原理 1 1.4 空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)、原理和結(jié)構(gòu) 2 1.5 軸封 5 2 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn) 8 2.1 礦用螺桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的比較 8 2.1.1 單機(jī)容量大，無余隙容積 8 2.1.2 結(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性 8 2.1.3 主機(jī)壽命長 9 2.1.4 維護(hù)簡(jiǎn)便，易

11、損件少 9 2.2 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的主要特點(diǎn) 9 2.2.1 高效、節(jié)能、穩(wěn)定 9 2.2.2 出色的環(huán)保設(shè)計(jì) 10 2.2.3 完善的綜合保護(hù)功能 10 2.2.4 全電腦自動(dòng)控制 10 2.2.5 維護(hù)量小，運(yùn)行費(fèi)用低 10 3 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的加工工藝 11 3.1 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的加工 11 3.2 上海屹能礦用螺桿式空氣壓縮機(jī) 11 3.2.1 德國GHH-RAND原裝進(jìn)口螺桿主機(jī) 11 3.2.2 液晶智能控制系統(tǒng) 11 3.2.3 油分離系統(tǒng) 11 3.2.4 板翅翅式冷卻器通過強(qiáng)制排風(fēng) 11 3.2.5

12、外形結(jié)構(gòu) 11 3.2.6 隔音系統(tǒng) 11 第 1 頁 共 35 頁 第 Ⅰ 頁 共 Ⅲ 頁 3.2.7 電動(dòng)機(jī) 12 3.2.8 油過濾器 12 3.3 空壓機(jī)術(shù)語和相關(guān)知識(shí) 12 3.3.1 壓力：壓縮機(jī)行業(yè)中所指的壓力指的是壓強(qiáng)（P） 12 3.3.2 標(biāo)稱流量：標(biāo)稱流量在我國又被稱為排氣量或銘牌流量 12 3.3.3 氣體含油量 13 3.3.4 比功率 13 3.3.5 電氣和其他名詞術(shù)語 13 3.3.6 露點(diǎn)溫度 14 3.4 螺桿式空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的加工流程 14 4 礦用空氣壓縮機(jī)性能測(cè)試分析 19 4.1 設(shè)備

13、性能分析 19 4.1.1 排氣效率的分析 19 4.1.2 比功率的分析 19 4.2 性能下降原因及判斷 19 4.2.1 漏氣 19 4.2.2 冷卻效果差 19 4.2.3 吸、排氣系統(tǒng)阻力過大 20 4.2.4 潤滑效果不好 20 4.2.5 余隙容積不合理 20 4.2.6 總結(jié) 20 5 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的相關(guān)及邊緣常識(shí) 21 5.1 用戶最關(guān)心的問題 21 5.2 儲(chǔ)氣罐 22 5.3 螺桿機(jī)油的作用 23 5.4 空壓機(jī)空氣流程 24 5.5 空壓機(jī)的機(jī)油流程 24 5.6 空壓機(jī)電纜選型及電路連接注意事項(xiàng)

14、25 5.7 空壓機(jī)冷卻用風(fēng)量和壓縮用風(fēng)量 25 第 1 頁 共 35 頁 第 Ⅰ 頁 共 Ⅲ 頁 5.8 礦用螺桿機(jī)國內(nèi)拼裝廠、組裝廠、制造廠現(xiàn)狀 25 5.9 阿特拉斯250kw空壓機(jī) 26 5.10 美國復(fù)盛250kw空壓機(jī) 26 6 結(jié)論 27 參 考 文 獻(xiàn) 28 致 謝 29 第 1 頁 共 29 頁 1 緒論 1.1 引言 目前，我國礦山常用的空氣壓縮機(jī)多為往復(fù)式活塞型空壓機(jī)，而回轉(zhuǎn)式螺桿型空壓機(jī)的使用則較少。究其原因，主要有以下幾點(diǎn)：①活塞式空壓

15、機(jī)生產(chǎn)成本低、價(jià)格便宜。②長期使用積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了一支熟練的使用、維修隊(duì)伍。③螺桿式空氣壓縮機(jī)制造難度大，價(jià)格高，用戶一次性投資大。④對(duì)螺桿式空壓機(jī)的性能、特點(diǎn)不太了解。然而，長期使用的慣性，使我們忽略了活塞式空壓機(jī)的諸多缺點(diǎn)：如體積大、占地面積大、機(jī)組重量大、噪音大、維修工作量大、操作復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用高等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，性能優(yōu)越的螺桿式空壓機(jī)一能在國內(nèi)批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)成本的降低使得它的應(yīng)用前景越來越廣闊，并逐漸應(yīng)用于工廠、礦山。 螺桿式空壓機(jī)具有活塞式空壓機(jī)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：如重量輕、體積小、占地面積小、噪音低、自動(dòng)化程度高、維護(hù)量小、運(yùn)行費(fèi)用低等。在礦山推廣使用，有著極其重

16、要的現(xiàn)實(shí)意義。 1.2 螺桿式空氣壓縮機(jī)的發(fā)展歷史 螺桿式空氣壓縮機(jī)是由瑞典阿爾夫里斯霍爾姆在1934年首先提出的，第一臺(tái)樣機(jī)由瑞典SRM公司制造出來[1]。1960年法國辛麥恩(B.Zimmern)提出了單螺桿壓縮機(jī)的構(gòu)想[1]，并獲得專利，1961年制出第一臺(tái)樣機(jī)，同年又研制成功噴油螺桿制冷壓縮機(jī)和螺桿工藝壓縮機(jī)，70年代初期由法國標(biāo)致汽車公司正式生產(chǎn)投放市場(chǎng)。70年代末期，荷蘭、英國和日本等國家先后開發(fā)生產(chǎn)制冷、空調(diào)用單螺桿壓縮機(jī)，其形式有開啟式和半封閉式兩種。80年代末又推進(jìn)技術(shù)，發(fā)展制造出石油、化工、礦山等行業(yè)用的壓縮各種氣體(包括空氣、易燃易爆及有毒氣體)的單螺桿壓縮機(jī)。目前

17、世界上已有英、法、美、日、荷蘭等國家的廠商可以生產(chǎn)出不同規(guī)格單螺桿壓縮機(jī)。 進(jìn)入21世紀(jì)的這14年，螺桿式空壓機(jī)的各種新技術(shù)不斷出現(xiàn)，加工精度不斷提高，而且輔助設(shè)備也日趨完善。當(dāng)然我國的螺桿式空氣壓縮機(jī)近年來也已獲得了很大的發(fā)展，如無錫壓縮股份有限公司已能批量生產(chǎn)不同規(guī)格、多品種的螺桿式空氣壓縮機(jī)，順德市正力精密機(jī)械有限公司已能生產(chǎn)出長壽節(jié)能單螺桿式空氣壓縮機(jī)。 1.3 螺桿式空氣壓縮機(jī)的工作原理 活塞式空氣壓縮機(jī)的工作室由一個(gè)有一活塞在其內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸歲組成，對(duì)于螺桿式壓縮機(jī)，其工作室則由一對(duì)斜齒的轉(zhuǎn)子副的齒槽所組成。轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)子副齒面的互相接觸所組

18、成的接觸線沿軸向方向運(yùn)動(dòng)。如果利用殼體在兩端及海外周的表面把槽空間封閉，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在齒槽間輸送的氣體容積變小，理論上可將氣體壓縮至任意高的壓力[2]。 1.4 空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)、原理和結(jié)構(gòu) 1.特點(diǎn) 隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)壓縮空氣的需求的地方也越來越多。尤其是螺桿式空氣壓縮機(jī)，以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在使用中使用所占比例也越來越大。就氣體壓力提高的原理而言，螺桿壓縮機(jī)與活塞壓縮機(jī)相同，都屬于容積式壓縮機(jī)。就主要部件的活動(dòng)形式而言，友與透平壓縮機(jī)相似。所以螺桿壓縮機(jī)同時(shí)兼有上述兩種壓縮機(jī)的特點(diǎn)。 （1）螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： 它是容積式壓縮機(jī)的一種，其理論排氣量與各工作部件的運(yùn)動(dòng)速度，尤其是

19、與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，壓縮機(jī)主要參數(shù)---壓力和排氣量的變化互不影響。 1） 故障少、維修簡(jiǎn)單、使用壽命長。 2） 由于呈連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)，沒有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，慣性力小，因此轉(zhuǎn)速高、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、無振動(dòng)。 3） 對(duì)一組陰陽轉(zhuǎn)子的齒形空間而言，隨著嚙合點(diǎn)沿軸向往前移動(dòng)，其一側(cè)進(jìn)行壓縮或排出而容積減小，另一側(cè)空間容積就增大，進(jìn)行下一個(gè)吸入過程。再加上回轉(zhuǎn)數(shù)高，齒數(shù)較多，因此壓縮作用是完全連續(xù)的，吸氣和排氣沒有往復(fù)式的壓縮機(jī)脈動(dòng)現(xiàn)象，也沒有離心空壓機(jī)的喘振現(xiàn)象。 4） 由于螺桿式壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，因此壓力上升不受轉(zhuǎn)速的影響。只要轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，就能達(dá)到預(yù)定的壓縮比。另外它和離心式空壓機(jī)亦不相同，它的

20、加壓過程和氣體的比重?zé)o關(guān)。 5） 螺桿式壓縮機(jī)加壓是依靠兩個(gè)轉(zhuǎn)子不接觸的旋轉(zhuǎn)，因此它能適應(yīng)壓縮濕氣體以及含液滴的氣體。 6） 螺桿壓縮機(jī)可以用滑閥在100%----10%的范圍內(nèi)連續(xù)比例的控制能量?；y安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的機(jī)殼上，可以前后移動(dòng)，通過滑閥可以控制進(jìn)氣量在100%---10%范圍內(nèi)變化，不影響壓縮比，不影響轉(zhuǎn)速，能在較大的范圍內(nèi)比較理想的控制載荷。 7） 由于陰陽轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子與外殼之間不存在固體接觸引起的摩擦。因此，螺桿式壓縮機(jī)除適用于無油潤滑外，還適用于輸送不被潤滑油污染的場(chǎng)合。 8） 螺桿式壓縮機(jī)尺寸小，質(zhì)量輕，容易安裝，設(shè)備基礎(chǔ)小而簡(jiǎn)單，因此一次基礎(chǔ)建設(shè)投資省。同時(shí)

21、，一般采用螺敢式壓縮機(jī)的裝置都不需要備機(jī)。 （2）螺桿式空壓機(jī)的缺點(diǎn)： 1） 造價(jià)高。螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面是一個(gè)空間曲面，需利用特制的刀具，在價(jià)格昂貴的專用設(shè)備上進(jìn)行加工。另外，對(duì)螺桿壓縮機(jī)汽缸的加工精度也有較高的要求，所以螺桿壓縮機(jī)的造價(jià)較高。 2） 不能用于高壓場(chǎng)合。螺桿式壓縮機(jī)制造工藝要求高，不適用于高壓壓縮機(jī)用。同時(shí)，在使用螺桿壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)特別注意按規(guī)定方向旋轉(zhuǎn)，不可使之反轉(zhuǎn)[3]。由于受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命等方面的限制，螺桿壓縮機(jī)只能適用與中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過4.5MPa。 3） 不能制成微型。螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于0.2m/min時(shí)

22、，螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。 4） 由于運(yùn)動(dòng)部件必不可少的間隙，泄漏大，效率較低。同時(shí)，在螺桿式無油潤滑壓縮機(jī)上，為了保證轉(zhuǎn)子間的間隙，必須用同步齒輪，為了減小內(nèi)部溫度的上升，必須用增速齒輪來提高其轉(zhuǎn)速，因此機(jī)械損失大、噪音較大，同時(shí)還要裝設(shè)管道消音器。 2.螺桿壓縮機(jī)的原理 螺桿壓縮機(jī)的主要部件是一對(duì)陰陽轉(zhuǎn)子，兩個(gè)轉(zhuǎn)子是具有不同齒數(shù)的螺旋齒相互嚙合的，嚙合點(diǎn)（密封線）隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)而移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)時(shí)，使處于轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷產(chǎn)生周期性的容積變化，且沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)輸送至壓出側(cè)，實(shí)現(xiàn)吸入、壓縮和排氣的全部過程，不需要往復(fù)式壓縮機(jī)那樣的余隙容積。螺桿間存在一定的間隙。具體的工作原理[

23、4]——吸氣過程、壓縮過程和排氣過程如下： 1）吸氣過程 初時(shí)氣體經(jīng)壓縮機(jī)外殼一端的進(jìn)氣孔口分別進(jìn)入陰、陽螺桿齒間容積，隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，這兩個(gè)齒間容積各自不斷擴(kuò)大。當(dāng)這兩個(gè)容積達(dá)到最大值時(shí)，齒間容積和吸氣孔口斷開，吸氣過程結(jié)束。（注意，此時(shí)陰、陽轉(zhuǎn)子的齒間容積彼此并未連通）。 2）壓縮過程 轉(zhuǎn)子繼續(xù)回轉(zhuǎn)，在陰陽螺桿齒間容積連通之前，陽轉(zhuǎn)子齒間容積中之氣體受陰螺桿齒的侵入先行壓縮經(jīng)某一轉(zhuǎn)角后，陰、陽螺桿齒間容積連通（以后將此連通的陰陽螺桿齒間容積稱為齒間容積對(duì)），呈V字形的齒間容積對(duì)，因齒的相互擠入其容積值逐漸減小，實(shí)現(xiàn)氣體的壓縮過程，直到該齒容積對(duì)與外殼上另一端的排氣口相連通時(shí)為止。

24、 3）排氣過程 在齒間容積對(duì)與排氣孔口連通后，排氣過程即行開始。由于轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)事故容積的不斷縮小，將壓縮后具有一定壓力的氣體送至排氣接管，此一過程一直延續(xù)到該容積對(duì)達(dá)到最小時(shí)為止。 隨著轉(zhuǎn)子的繼續(xù)回轉(zhuǎn)，上述過程重復(fù)進(jìn)行。在螺桿壓縮機(jī)中，陰、陽螺桿轉(zhuǎn)向相互迎合一側(cè)時(shí)，氣體受到壓縮，這一側(cè)面稱為高壓力區(qū)；相反，螺桿轉(zhuǎn)向彼此背離的一側(cè)面，齒間容積在擴(kuò)大并處在吸氣階段，稱為低壓力區(qū)。兩轉(zhuǎn)子軸線所在平面是高、低壓力區(qū)的分界面。 3.螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu) 1）螺桿式壓縮機(jī)是容積式壓縮機(jī)的一種，它的主要結(jié)構(gòu)是由殼體（汽缸和港蓋）與機(jī)殼內(nèi)一對(duì)陰陽轉(zhuǎn)子所組成。發(fā)動(dòng)機(jī)通過連軸節(jié)與壓縮機(jī)的主轉(zhuǎn)子-----陽轉(zhuǎn)子連接

25、，在壓縮機(jī)的外殼一端有進(jìn)氣孔，另一端有排氣孔以及密封組件。 2）螺桿式壓縮機(jī)有轉(zhuǎn)子端齒形和不對(duì)稱形線兩種，氣體的冷卻方式有直接向氣體內(nèi)噴油以及機(jī)殼水套內(nèi)用循環(huán)水冷卻，油的冷卻也有水冷和風(fēng)冷兩種。螺桿式無油潤滑亦稱干式螺桿壓縮機(jī)，其結(jié)構(gòu)與易蒸發(fā)的液體（如水）對(duì)空氣進(jìn)行內(nèi)部冷卻的壓縮機(jī)相似，但壓縮和提供的是無油的氣體。陽轉(zhuǎn)子是凸形齒，陰轉(zhuǎn)子是凹形齒，壓縮機(jī)通常是通過陽轉(zhuǎn)子來驅(qū)動(dòng)。 3）在轉(zhuǎn)子螺旋部分的端面上，以及頂圓上設(shè)有附加的密封肋，這種密封肋或者與轉(zhuǎn)子成一體，或者鋃嵌在銑制的窄槽內(nèi)。螺桿式無油潤滑壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子通常制作成空心的，其內(nèi)充滿冷卻油。從結(jié)構(gòu)上看，轉(zhuǎn)子可以與螺旋部分制作成一個(gè)整體的部

26、件，或者組裝件，即螺旋部分和軸分別用不同的材料制造。轉(zhuǎn)子通常用各種牌號(hào)的剛制造，殼體多半用鑄鐵制造。轉(zhuǎn)子直徑在250mm以下的螺桿式無油潤滑壓縮機(jī)，其殼體通常在吸入側(cè)有一垂直剖分面。對(duì)于大型無油潤滑壓縮機(jī)的殼體，除了垂直剖分面以外，在轉(zhuǎn)子平面上還有水平剖分面。 4）螺桿式無油潤滑壓縮機(jī)的殼體都有冷卻水套。無水冷的壓縮機(jī)，無論是無油潤滑還是噴油潤滑，其殼體的表面都有肋棱，這些肋棱不僅使殼體有一定的剛性，而且還可以改善向周圍介質(zhì)的散熱。 1.5 軸封 1. 無油螺桿壓縮機(jī)軸封 在無油螺桿壓縮機(jī)中，壓縮過程是在一個(gè)完全無油的環(huán)境中進(jìn)行的，這就要求在壓縮機(jī)的潤滑區(qū)與氣體區(qū)之間設(shè)置可靠的軸封。

27、軸封不僅需要能在高圓周速度之下有效的工作，并且必須有一定的彈性，以適應(yīng)采用滑動(dòng)推力軸承時(shí)轉(zhuǎn)子可能產(chǎn)生的軸向移動(dòng)。另外，軸封的材料還必須能耐壓縮機(jī)所壓縮氣體的化學(xué)腐蝕。目前，無油螺桿壓縮機(jī)的軸封主要有石墨環(huán)式、迷宮式和機(jī)械式三種。 石墨環(huán)式軸封的密封環(huán)由摩擦系數(shù)較低的石墨制成，由于石墨具有良好的自潤滑性，即使石墨環(huán)與軸頸接觸也無妨礙。為了保證強(qiáng)度和使環(huán)孔的熱膨脹率與轉(zhuǎn)子軸材料的熱膨脹率相同，在密封環(huán)上往往還裝有鋼制支撐環(huán)。這樣，就可使密封環(huán)和軸之間的間隙很小，以達(dá)到好的密封效果，并且在一個(gè)寬的工作溫度范圍內(nèi)也可正常工作。 石墨環(huán)式軸封采用環(huán)狀波紋彈簧，把密封環(huán)壓向密封表面，以防止氣體經(jīng)石墨環(huán)

28、的兩側(cè)面泄漏。當(dāng)軸的旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生變化時(shí)，借助于環(huán)孔和彈簧的作用，密封環(huán)也移動(dòng)到新的位置并保持在這一位置，從而防止了磨損現(xiàn)象的產(chǎn)生。 氣體經(jīng)石墨環(huán)式軸封的泄漏量與間隙值、壓差、密封環(huán)數(shù)目等有密切的關(guān)系。除了高壓場(chǎng)合以外，通過四道軸封環(huán)聯(lián)合作用的氣體泄漏量將減少0.4%。當(dāng)然，如果向軸封內(nèi)充入氣體，壓縮機(jī)的氣體泄漏量將為零。 在迷宮式軸封中，密封齒和密封面之間有很小的間隙，并形成曲折的流道，使氣體從高壓側(cè)向低壓側(cè)流動(dòng)產(chǎn)生很大的阻力，以阻止氣體的泄漏。密封齒可以做在軸上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以做成具有內(nèi)密封齒的密封環(huán)，固定在機(jī)體上。多數(shù)情況下，密封齒是加工在與軸固定的一個(gè)軸套上，當(dāng)密封齒損壞時(shí)便于

29、更換。 在無油螺桿壓縮機(jī)中，無論采用石墨環(huán)式軸封還是迷宮式軸封，密封單元之間的引氣孔都可以有多種選擇方案[5]。如果被壓縮氣體可以漏入大氣，例如空氣、氮?dú)饣蚨趸嫉龋瑒t所以密封單元可以聯(lián)系布置，只是最后一個(gè)通向大氣。如果被壓縮氣體有毒、易燃、易爆或十分貴重，則可將泄漏的氣體引回至吸氣管。有時(shí)還可用壓力稍高于壓縮機(jī)內(nèi)氣體壓力的惰性氣體充入軸封內(nèi)，以阻止高壓氣體向外界泄漏。 當(dāng)無油螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，還可以采用有油潤滑的機(jī)械密封。這種軸封工作可靠、密封性好。然而，這種軸封需要少量的潤滑油流過密封表面，這些潤滑油可能會(huì)混入所壓縮的氣體中。如果所壓縮氣體不允許有這種少量的污染，則需要在軸封和

30、壓縮機(jī)腔之間開一個(gè)泄油槽。應(yīng)當(dāng)注意的是，在無油螺桿壓縮機(jī)的工作轉(zhuǎn)速下，采用有油潤滑的機(jī)械密封時(shí)，所消耗的功是比較到的。在許多場(chǎng)合，單個(gè)軸封的摩擦功耗就可以達(dá)到數(shù)千瓦。而無油螺桿壓縮機(jī)中，要采用四個(gè)軸封，因而必須考慮軸封的功耗這一因素。 值得注意的是，雖然無油螺桿壓縮機(jī)對(duì)被壓縮氣體中帶有液體不敏感，但如果有大量的液體長時(shí)間進(jìn)入無油螺桿壓縮機(jī)，則唯一需要注意的地方就是軸封。許多軸封都不是為液體而設(shè)計(jì)的，在液體存在的情況下，軸封會(huì)與軸意趣旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生磨損。并且，液體也會(huì)順著軸與軸封間的間隙流入到潤滑區(qū)域，破壞潤滑油的、特性，影響軸承及齒輪的正常潤滑。 2．噴油螺桿壓縮機(jī)軸封 噴油螺桿壓縮機(jī)中有兩

31、種不同的軸封：①與壓縮腔緊鄰的轉(zhuǎn)子軸段的軸封，特別是在排氣端，這種軸封更為重要；②伸出壓縮機(jī)端蓋外的軸段也必須有軸封，以與大氣隔開。由于壓縮介質(zhì)和允許工況的不同，噴油螺桿空氣壓縮機(jī)的軸封與螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的軸封有很大的不同。 噴油螺桿空氣壓縮機(jī)大都采用滾動(dòng)軸封，為了防止壓縮腔的氣體通過轉(zhuǎn)子軸向外泄漏，必須在排氣端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間家一個(gè)軸封。這種軸封可以做得非常簡(jiǎn)單，只要在與軸頸相應(yīng)的機(jī)體處開設(shè)特定的油槽，通入具有一定壓力的密封油，即可達(dá)到有效的軸向密封。這種軸封的軸向長度要盡量短，以使軸承盡量靠近轉(zhuǎn)子的工作噸，提高轉(zhuǎn)子的剛性。在螺桿壓縮機(jī)正常工作時(shí)，吸入端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間幾乎

32、沒有壓差，當(dāng)利用吸氣節(jié)流的方式調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的氣量時(shí)，此處也僅有可能會(huì)有噎嗝大氣壓力的壓差。所以，在吸氣端的轉(zhuǎn)子工作段與軸承之間，只用間隙密封就能滿足要求，沒有必要在提供密封油。 噴油螺桿空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的外伸軸通常都設(shè)計(jì)在吸氣側(cè)，只要在利用吸氣節(jié)流的方式調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的氣量時(shí)，外伸軸上的軸封兩側(cè)才可能會(huì)有一個(gè)大氣壓力的壓差。但由于此處的軸封必須防止?jié)櫥吐┏龊臀催^濾空氣的漏入，故在小型空壓機(jī)中，通常采用簡(jiǎn)單的唇行密封。在大中型空壓機(jī)中，往往采用有油潤滑機(jī)械密封。 同噴油螺桿空氣壓縮機(jī)相比，噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)與帶器之間的密封就復(fù)雜多了。主要原因在于：①壓縮機(jī)內(nèi)要密封的不是空氣，而有可能是有毒的

33、或易燃?xì)怏w，并且通常都很貴重；②它可能不允許被從外面漏入的空氣污染或沖淡；③軸封一側(cè)的壓縮機(jī)內(nèi)壓力可能是不同程度的真空，也有可能是達(dá)1MPa的高壓，并且停機(jī)時(shí)需要密封的壓力可能會(huì)更高。所以。在噴油螺桿制冷和工藝壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子外伸軸處，通常都采用負(fù)責(zé)的面接觸式機(jī)械密封，主要有彈簧式和波紋管式兩種，并且需向此軸封處供以高于壓縮機(jī)內(nèi)部壓力的潤滑油，以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。值得注意的是，軸封中有關(guān)零部件的材料要能耐壓縮氣體的腐蝕。 2 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn) 2.1 礦用螺桿壓縮機(jī)與雙螺桿壓縮機(jī)的比較

34、 由技術(shù)概況可知，蝸桿壓縮機(jī)除具備雙螺桿回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、單位容積利用率高和無氣閥組件等特點(diǎn)外，因其星輪對(duì)稱地配置于蝸桿的兩側(cè)，還具有下列雙螺桿壓縮機(jī)所無法比擬的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。 2.1.1 單機(jī)容量大，無余隙容積 從蝸桿主機(jī)上看，單螺桿上開有6個(gè)螺槽，由兩個(gè)星輪將各螺槽分隔成上下兩個(gè)空間，各自實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程，而且是同步進(jìn)行的，這是雙螺桿壓縮機(jī)無法做到的，也是在氣流脈動(dòng)，氣流噪聲方面無法比擬的地方。 由于兩種型式的空壓機(jī)轉(zhuǎn)速可以完全相同，放在相同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行分析對(duì)比。由于蝸桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，蝸桿每轉(zhuǎn)一周，每一個(gè)蝸桿槽均工作兩次（雙作用），使蝸桿空間得到充分利用，因此與雙螺

35、桿壓縮機(jī)相比，兩者結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)，蝸桿壓縮機(jī)排氣量較大；而當(dāng)兩者排氣量相同時(shí)，則蝸桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸較小。 如以每分鐘2970轉(zhuǎn)（2970R/MIN）的蝸桿壓縮機(jī)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(dāng)于5個(gè)氣缸，其轉(zhuǎn)速也取為2970R/MIN，其每分鐘次數(shù)為2970*5=14850次，顯然與蝸桿壓縮機(jī)的35640次相差很多。因此，雙螺桿壓縮機(jī)與蝸桿壓縮機(jī)相比，在相同轉(zhuǎn)速下單位內(nèi)排氣次數(shù)少，氣流脈動(dòng)大，氣流噪聲大。 此外，蝸桿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(shí)，深度為零，故不存在余隙容積。因而，蝸桿壓縮

36、機(jī)較雙螺桿壓縮機(jī)的容積效率要高。 2.1.2 結(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性 雙螺桿壓縮機(jī)主機(jī)的主要件就是兩個(gè)螺桿（俗稱雙螺桿），蝸桿壓縮機(jī)的主要件是蝸桿（俗稱單螺桿）。下面分析雙螺桿，蝸桿的受力狀況： 雙螺桿壓縮機(jī)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(gè)螺桿上形成很大的徑向力與軸向力（見宣傳資料上的受力分析圖），并自然傳遞到軸承上，所以雙螺桿壓縮機(jī)即使是選用最好的進(jìn)口軸承，其壽命一般也只在一萬五千個(gè)小時(shí)左右。 蝸桿壓縮機(jī)在壓縮氣體的過程中，也同樣必然受到氣體的反作用力，該力也在蝸桿上形成很大的徑向力和軸向力。蝸桿壓縮機(jī)在蝸桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側(cè)的氣體將通過引氣

37、通道回流至低壓側(cè)，從而使蝸桿兩端而上的氣體力相互平衡。由于星輪在蝸桿軸線兩側(cè)對(duì)稱布置，作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡，作用于蝸桿槽內(nèi)的氣體軸向力也相互抵消，達(dá)到自身平衡。因此，蝸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(jī)的1/30左右，故蝸桿壓縮機(jī)的主機(jī)能平衡，無振動(dòng)地在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而無需特別的基礎(chǔ)，僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機(jī)即使利用國產(chǎn)的普通軸承，其壽命也可以達(dá)到15萬小時(shí)，而且可以在用戶處就地維修。 2.1.3 主機(jī)壽命長 由于蝸桿壓縮機(jī)的高速輕載，嚙合副型線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，間隙適當(dāng)，容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動(dòng)體動(dòng)力潤滑油膜，從而有效地減少了星

38、輪的磨損，降低了氣體的泄漏，提高了機(jī)器的壽命與效率，保障了運(yùn)行安全可靠。 2.1.4 維護(hù)簡(jiǎn)便，易損件少 世界上沒有永不磨損的機(jī)器，無論雙螺桿壓縮機(jī)還是蝸桿壓縮機(jī)，在若干年后，均需對(duì)主機(jī)進(jìn)行維修保養(yǎng)。 單就更換軸承而言，雙螺桿壓縮機(jī)的進(jìn)、排氣端4只重載軸承和2只四點(diǎn)軸承均需國外購進(jìn)，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(jī)殼內(nèi)壁發(fā)生磨擦，均無法在現(xiàn)場(chǎng)維修，須將主機(jī)運(yùn)回生產(chǎn)廠，并花費(fèi)巨額費(fèi)用（約占整機(jī)售價(jià)的1/4~1/3）。而蝸桿壓縮機(jī)則無此顧慮，在生產(chǎn)廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下，現(xiàn)場(chǎng)即能進(jìn)行解決，其費(fèi)用極低。 同時(shí)，由于雙螺桿壓縮機(jī)受力不好，軸承受力大，其機(jī)械噪聲也要比

39、單螺桿壓縮機(jī)要大。 2.2 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的主要特點(diǎn) 2.2.1 高效、節(jié)能、穩(wěn)定 近年來國際上主機(jī)轉(zhuǎn)自采用新型不對(duì)稱型線。如德國的GHH型線、瑞典的X型線、日本的α、β型線以及國內(nèi)的XP型線、效率高、節(jié)能效果好。礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)具有強(qiáng)制暑期的特點(diǎn)，即排氣量不隨排氣壓力的變化而變化，排氣壓力每升高或降低1MPa，排氣量相應(yīng)減少或增加1%左右，同時(shí)，礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的內(nèi)壓比與轉(zhuǎn)速無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速式的內(nèi)壓比幾乎為定值。 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)在寬廣的排氣量、排氣壓力和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，效率變化不大，并可保持較高的數(shù)值，比功率變化很小。由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高，無減速器，具有連續(xù)輸氣的性能，

40、輸氣的脈動(dòng)性相應(yīng)地很小，若無特殊要求，可不另裝儲(chǔ)氣罐。 2.2.2 出色的環(huán)保設(shè)計(jì) 隔音式的箱體設(shè)計(jì)、緊湊完整的機(jī)組、體積小、重量輕、噪音低、占地少、無需特殊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工，安裝方便。如：LGD-2/8-X型壓縮機(jī)容積流量[6]為22m/min，排氣壓力為0.8MPa，電機(jī)功率為132Kw，噪聲為783dB（A），最高排氣溫度為100℃，重量為2170kg，外形尺寸290016701940。箱體機(jī)組內(nèi)包括壓縮機(jī)、電機(jī)、儀表、電控、后冷卻系統(tǒng)等，無需另購儀表柜、電控柜。而L-22/7-X活塞式壓風(fēng)機(jī)噪音為105dB（A）、重量（僅空壓機(jī)、不含電機(jī)、儀表柜、電控柜）為2680kg，最高排氣溫

41、度160℃。礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)動(dòng)力幾乎完全平衡，無不平衡的質(zhì)量力，這樣就可使機(jī)器平衡地?zé)o振動(dòng)的運(yùn)轉(zhuǎn) 。因此也不需要基礎(chǔ)，只要放置在平坦的通風(fēng)良好的廠房內(nèi)即可。 2.2.3 完善的綜合保護(hù)功能 該壓縮機(jī)具有卸載掩飾停車，主電機(jī)過載停機(jī)，排氣溫度過高停車，風(fēng)扇電機(jī)過載停車等完善的保護(hù)功能。水冷機(jī)組設(shè)有恒溫閥自動(dòng)控制機(jī)組排溫，風(fēng)冷機(jī)組設(shè)有獨(dú)立的風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)。 2.2.4 全電腦自動(dòng)控制 以PLC（可編程控制器）為中心，實(shí)現(xiàn)IMMI（可觸摸屏）工業(yè)人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，全中文操作顯示系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單，直觀。全電腦自動(dòng)化控制，全方位提供壓縮機(jī)維護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)維護(hù)提示，能打印壓力曲線，提供空氣

42、壓縮使用量動(dòng)態(tài)分布，能夠歷史報(bào)警，方便用戶分析壓縮系統(tǒng)實(shí)際參數(shù)。無需專人看守，減少勞動(dòng)成本，提高運(yùn)行效率。 2.2.5 維護(hù)量小，運(yùn)行費(fèi)用低 由于壓縮機(jī)的主要零部件采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)元件，先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝，使得機(jī)組運(yùn)行壽命長，運(yùn)行維護(hù)量小。 3 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的加工工藝 3.1 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的加工 為保證空氣壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的科學(xué)管理，除對(duì)空氣壓縮機(jī)的排氣壓力、排氣溫度、潤滑油量和冷卻水量等必須在線監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)定期對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)定。通過對(duì)10幾個(gè)礦井配置的4L和5L型等空氣壓縮機(jī)的性能測(cè)定，分析了設(shè)備運(yùn)行中存在的問題和性能下降的原因，對(duì)正確

43、判斷存在的的問題和采取相應(yīng)對(duì)策，促進(jìn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行有一定意義。 3.2 上海屹能礦用螺桿式空氣壓縮機(jī) 3.2.1 德國GHH-RAND原裝進(jìn)口螺桿主機(jī) 1.先進(jìn)的非對(duì)稱5；6轉(zhuǎn)子，由線密封變?yōu)槊婷芊?使油膜分均勻，泄漏小，噪音低。 2.大轉(zhuǎn)子，低轉(zhuǎn)速，SKF軸承及進(jìn)口油封，保證主機(jī)長壽命。 3.三坐標(biāo)齒形檢測(cè)及嚴(yán)格的裝配工藝是保證機(jī)頭質(zhì)量的關(guān)健。 3.2.2 液晶智能控制系統(tǒng) 中英文液晶控制系統(tǒng),提供壓縮機(jī)各種信息和故障原因,使壓縮機(jī)運(yùn)行狀況一目了然。 3.2.3 油分離系統(tǒng) 結(jié)合立式桶臥式油氣桶，分離行程長，油氣混合氣經(jīng)撞擊，離心，重力沉降分離后到高效油細(xì)分離器

44、，分離后壓縮空氣含油量控制在3ppm以內(nèi)。 3.2.4 板翅翅式冷卻器通過強(qiáng)制排風(fēng) 冷卻壓縮機(jī)潤滑油和機(jī)體內(nèi)部溫度，確保機(jī)器夏季高溫不跳機(jī)；加大的冷卻器即使在高溫多塵的環(huán)境中也能保證機(jī)組正常運(yùn)行。減少了高溫運(yùn)行給潤滑油帶來結(jié)焦的危險(xiǎn)。 3.2.5 外形結(jié)構(gòu) 1.外形大方美觀,寶鋼優(yōu)良冷軋鋼板配以250度高溫烤漆,保證機(jī)器長年防腐。 2.模塊化鈑金設(shè)計(jì)，機(jī)器維修折裝十分方便。 3.合理地進(jìn)出風(fēng)道設(shè)計(jì)，保證散熱和降低噪音。 3.2.6 隔音系統(tǒng) 采用高密度吸音材料，使整機(jī)的噪音達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)，綠色環(huán)保。 3.2.7 電動(dòng)機(jī) 螺桿空壓機(jī)專用電機(jī)，IP54防護(hù)等級(jí)，F(xiàn)級(jí)絕緣等

45、級(jí)，SKF高性能軸承，效率高，溫升小。電機(jī)冷卻方式為IC411。安裝尺寸及功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和42673標(biāo)準(zhǔn)。充分的服務(wù)系數(shù)設(shè)計(jì)為機(jī)組短時(shí)間超載提供了一定的保護(hù)。 3.2.8 油過濾器 知名品牌油過濾器，過濾面積大，精度高，有效地過濾運(yùn)動(dòng)件磨損的殘?jiān)陀椭械碾s質(zhì)，使每個(gè)循環(huán)噴入轉(zhuǎn)子和軸承的潤滑油都過濾清潔，保證機(jī)組更長的使用壽命。 3.3 空壓機(jī)術(shù)語和相關(guān)知識(shí) 3.3.1 壓力：壓縮機(jī)行業(yè)中所指的壓力指的是壓強(qiáng)（P） Ⅰ、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm） Ⅱ、工作壓力：吸、排氣壓力，是指空壓機(jī)吸、排氣的壓力 ①以大氣壓力為零點(diǎn)測(cè)得的壓力我們稱為表壓力P(G)。 ②以絕對(duì)真空

46、為零點(diǎn)的壓力我們稱為絕對(duì)壓力P(A)。 通常在壓縮機(jī)銘牌上給出的排氣壓力為表壓力。 Ⅲ、壓差：壓力的差值 Ⅳ、壓損：壓力的損失、空壓機(jī)常用的壓力單位換算： 1MPa（兆帕）=106Pa（帕斯卡） 1bar（巴）=0.1MPa 1atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）=1.013bar=0.1013MPa 通常在空壓機(jī)行業(yè)說的“公斤”是指“bar” 3.3.2 標(biāo)稱流量：標(biāo)稱流量在我國又被稱為排氣量或銘牌流量 通俗的講在所要求的排氣壓力下，空壓機(jī)單位時(shí)間內(nèi)排出的氣體容積，折算到進(jìn)氣狀態(tài)，也即第一級(jí)進(jìn)氣接管處的吸氣壓力與吸氣溫度和濕度時(shí)的容積值。單位時(shí)間國家指的是一分鐘。 也就是吸氣的容積

47、Q=Cm*λ* D3*N=L/D*D3N L：轉(zhuǎn)子的長度 D：轉(zhuǎn)子的直徑 N：轉(zhuǎn)子的軸速 Cm：型線系數(shù) λ：長徑比 按國家標(biāo)準(zhǔn)，空壓機(jī)的實(shí)際排氣量為標(biāo)稱流量的5％時(shí)均為合格。 基準(zhǔn)狀態(tài)：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度20℃，濕度為0℃，這個(gè)基準(zhǔn)狀態(tài)在美、英、澳等英語國家t=15℃。歐洲、日本t=0℃。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度0℃，濕度為0 如果折算到基準(zhǔn)狀態(tài)，單位為：m3/min（立方每分鐘） 如果折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，單位為：Nm3/min（標(biāo)方每分鐘） 1m/min=1000L/min 1Nm/min=1.07m/min 3.3.3 氣體含油量 Ⅰ、單位體積的壓縮空

48、氣中所含的油(包括油滴、懸浮粒子、油蒸氣)的質(zhì)量，換算到絕對(duì)壓力0.1MPa、溫度20℃和相對(duì)濕度65%標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的值。單位：mg/m3（指絕對(duì)值） Ⅱ、PPM 一種表示微量物質(zhì)在混合物中的含量的符號(hào)，指每一百萬份中的份數(shù)或百萬分率(分重量比PPMw和體積比PPMv)。（指比值） 通常我們所說的PPM為重量比。(1kg的百萬分之一為毫克) 1PPMw=1.2mg/m3(PA=0.1MPa、t=20℃、φ=65%) 3.3.4 比功率 比功率：是指壓縮機(jī)一定容積流量所消耗的功率。是評(píng)價(jià)壓縮相同氣體，在相同排氣壓力下的壓縮機(jī)性能的一種指標(biāo)。 比功率＝軸功率(輸入總功率)/排氣量（

49、kW/m3min-1） 軸功率：壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)軸所需要的功率。 P軸=√3UIcosφ(9.5)η(98%)電機(jī)η傳動(dòng) 3.3.5 電氣和其他名詞術(shù)語 Ⅰ、功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)電流做的功（P），單位是W（瓦特），我們常用的是KW（千瓦）也有用馬力（HP）。 1KW=1.34102HP 1HP=0.7357KW Ⅱ、電流：電子在電場(chǎng)力的作用下有規(guī)則的向一個(gè)方向移動(dòng)，就形成了電流（I），單位是A（安培）。 Ⅲ、電壓：就和水流動(dòng)是因?yàn)橛新洳钜粯樱灿须娢徊?，稱電壓（U），單位是V（伏特）。 Ⅳ、相，指火線，三相四線：是指有三根相線（或火線）一根中線（或零線），單相是指一根相線（或火線

50、）一根中線（或零線）。 Ⅴ、頻率：交流電每秒完成的電動(dòng)勢(shì)正負(fù)變換周數(shù)，用（f）表示，單位-Hz（赫茲）國交流電頻率為50Hz，國外為60Hz。 Ⅵ、變頻：即改變頻率，在空壓機(jī)應(yīng)用中，通過改變電源的頻率以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。由于通過變頻調(diào)節(jié)流量可以精確到0.1bar，大大減少了無用功從而達(dá)到了節(jié)能的目的。 Ⅶ、控制器：在行業(yè)主要有兩種類型的控制器：儀表式和PL制器，我們使用的是PLC控制器，是一種由單片機(jī)和其他元件組成的可編程控制器。 Ⅷ、直聯(lián)：直接聯(lián)結(jié)，在空壓機(jī)行業(yè)是指用聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。 Ⅸ、加載/卸載：空壓機(jī)的工作狀態(tài)，一般是指空壓機(jī)有完整的吸、排氣過程為加載狀態(tài)，

51、反之為卸載狀態(tài)。 Ⅹ、風(fēng)冷/水冷：是指冷卻方式。 Ⅺ、噪音：?jiǎn)挝唬篸B（A）(+-3)（分貝）聲壓級(jí)單位。 Ⅻ、防護(hù)等級(jí)：是表示電氣設(shè)備防塵，防異物，防水等密閉程度的值，用IPxx表示。 Ⅷ、啟動(dòng)方式：直接啟動(dòng)，通常用的是星三角轉(zhuǎn)換方式啟動(dòng)。 3.3.6 露點(diǎn)溫度 濕空氣在等壓力下冷卻，使空氣里原來所含未飽和水蒸汽變成飽和水蒸汽的溫度，或者說，當(dāng)空氣的溫度降低到某一溫度時(shí)，空氣里原來所含未飽和水蒸汽就達(dá)到了飽和狀態(tài)(即水蒸汽開始液化，有液體凝結(jié)出來)，此溫度就是該氣體的露點(diǎn)溫度。 壓力露點(diǎn)：是指有一定壓力的氣體冷卻到某一溫度度，其所含的未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣析出，此溫度就是

52、該氣體的壓力露點(diǎn)。 大氣露點(diǎn)：是指在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氣體冷卻到使所含的未飽合水蒸氣變成飽和水蒸氣析出的溫度在空壓機(jī)行業(yè)中，露點(diǎn)表示的是氣體的干燥程度。 3.4 螺桿式空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的加工流程 螺桿主機(jī)企業(yè)將面臨新的考驗(yàn)，能效等級(jí)的劃分會(huì)促使整機(jī)企業(yè)選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。在保證能效限定值前提下，主機(jī)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)將向著高品質(zhì)、節(jié)能的方向良性發(fā)展，而不再是著眼短期的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)策略。主機(jī)能效的提高首先體現(xiàn)在高效型線的開發(fā)上，所有組成齒曲線均為圓弧或圓弧包絡(luò)線，完全實(shí)現(xiàn)“曲面對(duì)曲面”密封，這有助于形成流體動(dòng)力潤滑油膜，可降低通過接觸線的橫向泄漏，提高壓縮機(jī)效率。改善轉(zhuǎn)子的加工性能，便于采用磨削法加工特點(diǎn)

53、的新型螺桿轉(zhuǎn)子型線將成為企業(yè)的追逐點(diǎn)。 國內(nèi)轉(zhuǎn)子加工工藝[7]部分還停留在粗銑→精銑上，其齒形精度只能達(dá)到0.02～0.04mm，齒面粗糙度Ra1.6～3.2μm。高質(zhì)量的轉(zhuǎn)子加工工藝將轉(zhuǎn)向粗銑→調(diào)質(zhì)→精磨工藝加工螺桿轉(zhuǎn)子，其齒形精度可達(dá)到0.005mm，齒面粗糙度Ra0.1～0.2μm。該工藝的齒形精度和表面質(zhì)量較之國內(nèi)傳統(tǒng)銑削工藝有很大提高，良好的齒形精度和表面質(zhì)量保證了轉(zhuǎn)子的使用效率。 螺桿壓縮機(jī)的核心部件是轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的核心是型線，轉(zhuǎn)子齒形加工直接影響了壓縮機(jī)的性能。隨著螺桿壓縮機(jī)市場(chǎng)占有率的逐步擴(kuò)大，對(duì)轉(zhuǎn)子的需求量也日益增加。我國的轉(zhuǎn)子加工采用銑削加工和磨削加工結(jié)合的模式。隨著對(duì)國

54、外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，國內(nèi)轉(zhuǎn)子的加工已經(jīng)達(dá)到國際同行業(yè)水平。轉(zhuǎn)子的原材料一般為45鋼，也有一些采用40Cr，球墨鑄鐵因?yàn)楣?jié)省原材料和良好的機(jī)加工在最近幾年有所推廣。國內(nèi)轉(zhuǎn)子的加工流程為：粗車（包括鉆中心孔）——銑螺旋槽——熱處理（根據(jù)轉(zhuǎn)子技術(shù)要求確定，在大批量的生產(chǎn)中，一般都是在加工之前，對(duì)原材料進(jìn)行熱處理）——半精車——精車修中心孔——磨外圓及端面——磨螺旋槽——檢測(cè)——配對(duì)——銑鍵槽——?jiǎng)悠胶?。國外轉(zhuǎn)子加工流程：鏜端面（原材料已經(jīng)經(jīng)過熱處理，國外45鋼是以正火狀態(tài)出廠）——鉆中心孔——車外圓——銑螺旋槽——修中心孔（根據(jù)檢測(cè)結(jié)果）——磨外圓——磨螺旋槽——檢測(cè)——配對(duì)——銑鍵槽——?jiǎng)?/p>

55、平衡。這兩種流程基本代表了國內(nèi)外目前加工轉(zhuǎn)子的流程，中心孔在轉(zhuǎn)子的加工中非常重要，是加工定位的基準(zhǔn)。由于轉(zhuǎn)子銑型線的過程中切削力較大，中心孔和頂尖之間的摩擦力增大，精度會(huì)隨之降低。為了保證這一基準(zhǔn)不變，一般都要對(duì)中心孔進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)方法各不相同。最常見的辦法是在普通車床重新車中心孔，國外有些轉(zhuǎn)子生產(chǎn)商將鉆床改造成轉(zhuǎn)子中心孔的專用修復(fù)機(jī)床，就是在安裝鉆頭的主軸上安裝中心孔成型小砂輪，磨削中心孔，這種辦法修復(fù)中心孔的精度高，便于操作，更適合中小規(guī)格轉(zhuǎn)子的中心孔修復(fù)，對(duì)于較大轉(zhuǎn)子則需要專用工裝來保證轉(zhuǎn)子的裝夾和兩個(gè)中心孔的同軸度。 轉(zhuǎn)子關(guān)鍵工序： 轉(zhuǎn)子的加工流程基本都相同，因各生產(chǎn)商生產(chǎn)設(shè)備和加

56、工能力的不同而有微小的差異。轉(zhuǎn)子加工的最關(guān)鍵部分是銑螺旋槽和磨螺旋槽。兩者結(jié)合是近幾年來對(duì)國內(nèi)外通常采用的方法，這樣有利于提高加工效率。銑螺旋槽是利用成型盤銑刀進(jìn)行銑削，除了對(duì)機(jī)床本身的傳動(dòng)精度、剛度有要求外，對(duì)于大批量轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)，適合的轉(zhuǎn)子銑刀就成為關(guān)鍵因素。轉(zhuǎn)子銑刀的設(shè)計(jì)不但要滿足刀具設(shè)計(jì)的基本原理，還要滿足型線的加工要求。根據(jù)理論型線設(shè)計(jì)刀具型線時(shí)，對(duì)有干涉、往復(fù)、過切的點(diǎn)以及尖點(diǎn)要進(jìn)行修正，對(duì)原有轉(zhuǎn)子型線坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整以利于工藝實(shí)施，同時(shí)要滿足壓縮機(jī)的性能要求。存在尖點(diǎn)是因?yàn)槿菀桩a(chǎn)生刀具刃形的中斷與交叉。 轉(zhuǎn)子銑床的加工細(xì)節(jié)以Holroyd的2AC為例說明： 根據(jù)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)基本參數(shù)，

57、導(dǎo)程和齒數(shù)按照傳動(dòng)比計(jì)算關(guān)系計(jì)算關(guān)齒輪數(shù)，選擇合適的掛輪； 根據(jù)安裝角及旋向安裝盤型銑刀； 根據(jù)轉(zhuǎn)子齒根直徑計(jì)算槽底預(yù)留量，調(diào)整機(jī)床，選擇合適的切削進(jìn)給速度開始加工轉(zhuǎn)子。 為了保證轉(zhuǎn)子的型線、旋向是正確的，可以按照齒形作出樣板，在銑第一個(gè)轉(zhuǎn)子的第一個(gè)槽后停止機(jī)床進(jìn)行比照，這樣可以避免發(fā)生批量質(zhì)量事故。這種方式只適合粗略的查看轉(zhuǎn)子型線是否正確，但是不能驗(yàn)證銑刀是否設(shè)計(jì)正確。為了堅(jiān)持銑刀是否正確，可以在三座標(biāo)檢測(cè)儀或者轉(zhuǎn)子測(cè)量儀上進(jìn)行檢測(cè)。前者是對(duì)轉(zhuǎn)子螺旋槽的輪廓進(jìn)行實(shí)體掃描，后者是對(duì)轉(zhuǎn)子螺旋槽型線按照輸入的型線坐標(biāo)進(jìn)行實(shí)點(diǎn)檢測(cè)。在對(duì)銑完型線的轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，輸入檢測(cè)儀的檢測(cè)型線一定要按照預(yù)

58、留量對(duì)型線進(jìn)行等距偏移，否則型線在節(jié)圓處會(huì)有錯(cuò)誤，檢測(cè)的結(jié)果也是不正確的。 銑完槽的轉(zhuǎn)子經(jīng)過驗(yàn)證合格后，根據(jù)圖紙加工要求對(duì)外圓及端面進(jìn)行磨削，主要是軸承位、型線外圓等。軸承位的加工非常重要，這是螺桿壓縮機(jī)機(jī)頭組裝的基礎(chǔ)，直接影響到壓縮機(jī)的性能。 這些工序完成之后，進(jìn)入轉(zhuǎn)子的高精加工工序——磨槽，轉(zhuǎn)子磨床的出現(xiàn)是轉(zhuǎn)子加工工藝改進(jìn)的里程碑。以Holoyd的TG350E轉(zhuǎn)子磨床為例，簡(jiǎn)單列舉磨削加工轉(zhuǎn)子的優(yōu)點(diǎn)： 磨削精度高，表面粗糙度可達(dá)到Ra=0.4μm，嚙合間隙滿足設(shè)計(jì)者的理論要求。間隙越小，螺桿壓縮機(jī)的效率為越高，噪聲越小。一般空氣壓縮機(jī)的要大于制冷壓縮機(jī)，噴油螺桿壓縮機(jī)一般都有一個(gè)零間

59、隙點(diǎn)。 合理的間隙，轉(zhuǎn)子磨床一般都有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化程序，Holroyd有生產(chǎn)轉(zhuǎn)子的豐富經(jīng)驗(yàn)，這為他們生產(chǎn)的轉(zhuǎn)子磨床奠定了雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)。HPMS（Holroyd Profile Management Software）軟件能夠根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求在合理的陰陽轉(zhuǎn)子點(diǎn)上加準(zhǔn)確的間隙。加了間隙的型線被輸入機(jī)床后，機(jī)床會(huì)按照設(shè)定程序加工轉(zhuǎn)子。準(zhǔn)確度高，減少了檢測(cè)的工作量；質(zhì)量穩(wěn)定，轉(zhuǎn)子配對(duì)隨機(jī)性高，除去轉(zhuǎn)子外徑的因素，任意陰陽轉(zhuǎn)子都可以配對(duì)。 可以深磨削，對(duì)于少量或小批量的轉(zhuǎn)子加工，可以節(jié)省轉(zhuǎn)子盤銑刀費(fèi)用的投入。 可以自動(dòng)修整砂輪和平衡砂輪。 用磨削的方法加工轉(zhuǎn)子還有其它優(yōu)點(diǎn)，但因各機(jī)床性能的差異，在此

60、不一一列舉。轉(zhuǎn)子磨床磨削轉(zhuǎn)子的基本過程是： 用HPMS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，包括計(jì)算成型砂輪計(jì)算，加間隙，做檢測(cè)數(shù)據(jù)文件，最終生成機(jī)床認(rèn)可的數(shù)據(jù)文件； 輸入數(shù)據(jù)到轉(zhuǎn)子磨床，建立新的產(chǎn)品數(shù)據(jù)文件夾，設(shè)置與轉(zhuǎn)子相關(guān)的參數(shù)，保存； 安裝砂輪，按照機(jī)床內(nèi)的砂輪型線修整砂輪，平衡砂輪； 調(diào)整機(jī)床，對(duì)機(jī)床進(jìn)行參數(shù)設(shè)置； 編寫轉(zhuǎn)子加工程序； 開始加工轉(zhuǎn)子； 轉(zhuǎn)子加工完成后，進(jìn)行型線檢測(cè)，如果檢測(cè)的型線與理論誤差有差異，對(duì)檢測(cè)完的結(jié)果進(jìn)行修正，將修正的轉(zhuǎn)子型線再次輸入轉(zhuǎn)子磨床。反復(fù)，直到轉(zhuǎn)子型線檢測(cè)合格，將合格的轉(zhuǎn)子作為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子，用于以后的對(duì)砂輪等。 現(xiàn)在，為了減少加工標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子過程中出現(xiàn)的廢品，一

61、般不采用做標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)子的辦法。在轉(zhuǎn)子加工過程中留余量并對(duì)型線升級(jí)，在型線最接理論型線的時(shí)候，磨削轉(zhuǎn)子為成品尺寸。這種處理辦法有利于節(jié)省加工時(shí)間，節(jié)省成本，但對(duì)操作人員的要求較高，操作人員不但要有熟練的操作技術(shù)，還要理解轉(zhuǎn)子型線的基本要求和基本技術(shù)參數(shù)。 螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子加工是壓縮機(jī)制造中的一個(gè)重要問題，其加工難度大，對(duì)精度要求極高。隨著我國對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消耗和吸收，對(duì)螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的加工技術(shù)已經(jīng)逐漸掌握，加工水平已經(jīng)達(dá)到國際同行業(yè)水平。隨著國際壓縮機(jī)相關(guān)行業(yè)在中國注冊(cè)公司的逐漸增多，為了減少生產(chǎn)周期，開始將轉(zhuǎn)子的供應(yīng)商從歐洲轉(zhuǎn)移到中國，開始在中國尋求新的供應(yīng)商。轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)在中國將成為一種新

62、的專業(yè)產(chǎn)業(yè)，而不是純粹為了滿足企業(yè)內(nèi)部壓縮機(jī)的組裝使用。 4 礦用空氣壓縮機(jī)性能測(cè)試分析 4.1 設(shè)備性能分析 4.1.1 排氣效率的分析 排氣效率指空壓機(jī)的實(shí)際排氣量與額定排氣量之比。為提高空壓機(jī)的運(yùn)行效率，要求在額定壓力下，空壓機(jī)的排氣效率不低于90%。在測(cè)試的47臺(tái)空壓機(jī)中，排氣效率大于90%的有38臺(tái)，占被測(cè)設(shè)備的80.9%，排氣效率低于90%的有9臺(tái)，主要是4L型壓縮機(jī)，占被測(cè)設(shè)備的19.1%。 4.1.2 比功率的分析 比功率是評(píng)價(jià)空氣壓縮機(jī)性能好壞的一個(gè)重要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。比較空

63、氣壓縮機(jī)的比功率，除要求排氣壓力相同外，進(jìn)氣條件、冷卻水入口溫度以及冷卻水耗量也應(yīng)相同，不然便失去可比性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國產(chǎn)L型空氣壓縮機(jī)排氣量在10~100m3/min，比功率在5.0~5.3kWmin/m3。根據(jù)《生產(chǎn)礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)》，空氣壓縮機(jī)在額定排氣壓力下，比功率應(yīng)低于5.9kWmin/m3。而在測(cè)試的47臺(tái)空壓機(jī)中，高于5.9kWmin/m3有6臺(tái)，占被測(cè)試設(shè)備的12.8%，有的高達(dá)6.48kWmin/m3。因此，為使排氣效率和比功率都符合要求，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行管理，提高維護(hù)維修質(zhì)量，保證空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是非常必要的。 4.2 性能下降原因及判斷 4.2.1 漏氣 吸排氣閥

64、故障、氣缸故障和填料函不嚴(yán)等造成漏氣[8]。當(dāng)一級(jí)排氣壓力小于0.2MPa時(shí)，說明一級(jí)吸排氣閥漏氣（手摸吸氣閥發(fā)熱）或填料漏氣；當(dāng)一級(jí)排氣壓力大于0.225 MPa時(shí)，說明二級(jí)吸排氣閥或活塞漏氣。在所測(cè)試的47臺(tái)設(shè)備中，一級(jí)排氣壓力小于0.2MPa的有18臺(tái)，占被測(cè)設(shè)備的38.3%，大于0.225MPa的有7臺(tái)，占14.9%。漏氣是造成空壓機(jī)排氣量降低的主要原因之一，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)及時(shí)處理。 4.2.2 冷卻效果差 冷卻水量不足、冷卻水質(zhì)不好、入水溫度過高、氣缸冷卻水套結(jié)垢等是造成冷卻效果差的主要原因。冷卻效果差將導(dǎo)致汽缸過熱，排氣溫度過高，使得空氣壓縮機(jī)性能下降。從測(cè)試數(shù)據(jù)看，冷卻器中氣體

65、的終溫(二級(jí)吸氣溫度)與冷卻水初溫差，在5~10℃范圍的僅有5臺(tái)，只占被測(cè)空壓機(jī)的10.6%；冷卻水進(jìn)出口水溫差為15~20℃的只有17臺(tái)，占被測(cè)空壓機(jī)的36.2%；冷卻器及一二級(jí)汽缸出口水溫不應(yīng)超過40℃僅有11臺(tái)，占被測(cè)空壓機(jī)的23.4%。因此，加強(qiáng)冷卻，降低能耗，保證空壓機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行非常必要。 4.2.3 吸、排氣系統(tǒng)阻力過大 空氣過濾器器結(jié)垢、吸排氣閥積垢、吸氣管太長、管徑太小等，都使吸、排氣阻力增大，從而影響空壓機(jī)的吸氣量，增加功率消耗。應(yīng)定期清洗過濾器和吸、排氣閥，正確配置吸氣管道等。 4.2.4 潤滑效果不好 潤滑油壓力超出規(guī)定范圍或油溫過高，則影響空壓機(jī)的潤滑效果

66、，嚴(yán)重時(shí)使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)熱，以致造成故障或引起重大事故。從測(cè)試數(shù)據(jù)看，潤滑油壓超過(0.147~0.245)Mpa范圍的有24臺(tái)，占被測(cè)空壓機(jī)的51.1%。其中低于0.147 MPa有9臺(tái)，高于0.245MPa的有15臺(tái)。潤滑油溫全部符合要求。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)齒輪油泵系統(tǒng)的檢查維護(hù)，正確調(diào)整潤滑油壓，確保油質(zhì)、油溫、油壓、油量符合要求。 4.2.5 余隙容積不合理 合理調(diào)整空壓機(jī)的余隙容積，既可以保持較高的容積系數(shù)，增大空壓機(jī)的排氣量，又可以避免活塞與氣缸發(fā)生碰撞事故。因此，應(yīng)提高空壓機(jī)檢修安裝質(zhì)量，使汽缸余隙容積符合要求。 4.2.6 總結(jié) 對(duì)空氣壓縮機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)的正確分析，是空壓機(jī)性能測(cè)試的重要環(huán)節(jié)。要保證分析的準(zhǔn)確、可靠，則要求測(cè)試方案合理和測(cè)試方法正確，以保證獲得準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)。對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)逐個(gè)分析，查找不符合要求的原因，進(jìn)而采取相應(yīng)措施，及時(shí)處理，才能保證空氣壓縮設(shè)備的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行。 5 礦用螺桿式空氣壓縮機(jī)的相關(guān)及邊緣常識(shí) 5.1 用戶最關(guān)心的問題 用戶最關(guān)心的問題之一：流量Q，壓力P和電機(jī)功率KW