制冷压缩机的工作原理及结构

制冷压缩机的工作原理及结构 第一节 螺杆式制冷压缩机的工作原理 1、螺杆式制冷压缩机的特点 与活塞压缩机的往复容积式不同，螺杆式压缩机是一种回转容积式压缩机。与活塞压缩机相比，螺杆式制冷压缩机有以下优点 a.体积小重量轻，结构简洁，零部件少，只相当于活塞压缩机的1/3～1/2； b.转速高，单机制冷量大； c.易损件少，运用维护便利； d.运转平稳，振动小； e.单级压比大，可以在较低蒸发温度下运用； f. g.对湿行程不敏感； h. 制冷量可以在10～ 100之间无级调整； i.操作便利，便于实现自动限制； j.体积小，便于实现机组化。 缺点 转子、机体等部件加工精度要求高，装配要求比较严格； 油路系统及协助设备比较困难；因为转速高，所以噪声比较大。 2、螺杆式制冷压缩机工作原理 双螺杆（压缩机）是由一对相互啮合、旋向相反的阴、阳转子，阴转子为凹型，阳转子为凸型。随着转子依据肯定的传动比旋转，转子基元容积由于阴阳转子相继侵入而发生变更。侵入段（啮合线）向排气端推移，于是封闭在沟槽内的气体容积渐渐缩小，压力渐渐上升，压力上升到肯定值（或者说转子旋转到肯定位置）时，齿槽（密闭容积）与排气孔相通，高压气体排出压缩机，进入油分别器。吸气、压缩、排气过程见示意图。 3、内压比与螺杆压缩机经济性的关系 螺杆压缩机是没有气阀的容积型回转式压缩机，吸、排气孔的打开和关闭完全为几何结构确定的，即吸气终了的体积和压缩结束时的体积是固定的，即内容积比是固定的。而活塞压缩机的吸、排气阀片的打开是由吸、排气腔的压力确定的。 内容积比ViVS/Vd VS吸气终了时的容积，Vd压缩终了时的容积 内压力比Za Pd / P0 Pd压缩终了压力，P0吸入压力 可见，内压比是由内容积比确定的。所以，压缩终了压力Pd是由吸气压力和内容积比确定的。 外压力比Zy Py / P0 Py排气背压力，或者说冷凝压力 外压比是由蒸发温度和冷凝温度确定的，即由运行工况所确定的。 当压缩机内压比小于外压比时（内容积比小），压缩终了压力小于冷凝压力，气体进入排气口后不能排出压缩机，会受到下一个齿槽排出的气体接着压缩（等容压缩），直到压力达到冷凝压力时，才会排出排气口，进入排气管路；当压缩机内压比大于外压比时（内容积比大）， 压缩终了压力大于冷凝压力，气体进入排气口后压力快速降低至冷凝压力（等容膨胀） 。不论是等容压缩还是等容膨胀，都会使压缩机功耗增加。 因为一台压缩机的内压比一般都是固定的，而工况的变更会导致内、外压比不一样。所以在选用压缩机时，应选用内压比与运用工况对应的外压比相同或接近的，才能获得节能。 常用的调整内压比的方法有 更换具有不同开口位置的滑阀（滑阀上开有径向排气口），通过变更排气口位置来变更内压比； 采纳具有可以调整内容积比的压缩机（可调内容积比螺杆压缩机）。 其次节 螺杆式压缩机的结构 螺杆制冷压缩机一般可分为机体部件、转子部件、滑阀部件、轴封部件和联轴器部件。 1机体部件 机体部件主要是由机体、吸气端座、吸气端盖机体气口。机体下部有一部分缸壁被镗掉用于放置滑阀。要使压缩机压缩气体的效率高，就要求机体孔与转子之间的间隙必需严格保证。滑阀端部与机体的协作要严密，组装时需经钳工研合。 吸气端座吸气端座上部设有轴向吸气孔口，气体进入压缩机的通道。吸气端座有三个呈三 角形排列的孔，上部两个是安装主轴承的，下面一个是滑阀油活塞的工作油缸。安装主动转子主轴承孔口外侧安装平衡活塞套。 排气端座排气端座下部的孔口是气体压缩终了的轴向排气口。排气端座上主轴承孔的外侧安装止推轴承，用轴承压盖将止推轴承外圈压在排气端座上。 吸气端座、机体、排气端座的相对位置是三体找正后靠它们之间的定位销来确定。即使是同一型号机器的各部件也不能随意搭配。机体部件中的各零件的端面相互是严密贴合的，通过橡胶圈或厌氧胶密封。吸、排气端座主轴承孔及机体孔之间同心是保证转子能正常工作的重要条件。 2转子部件 转子部件由主动转子（一般为阳转子）、从动转子（一般为阴转子）、主轴承、止推轴承、轴承压盖、平衡活塞以及平衡活塞套等零件组成。 阴、阳转子是螺杆压缩机中最核心的零件。转子的加工精度、形位公差要求都很高，精加工后还必需做动平衡试验方可运用。主动转子通过联轴器与电机直联，并带动从动转子旋转。 主轴承一般采纳滑动轴承，又叫主轴瓦，是支撑转子、担当径向力。主轴承内表面衬有一层耐磨合金，磨损较大或拉毛、拉伤时应更换。主轴承在工作中靠润滑油润滑，各油路必需通畅。更换新轴承时要实行“刮花”处理。 止推轴承每个转子上一般装有一对止推轴承，而且是经过游隙测定后相反方向安装。止推轴承是克服转子工作时产生的轴向力（排气端压向吸气端），并保持转子端面与吸、排气端座保持肯定的间隙。转子排气端面与排气端座的间隙是靠调整垫的厚度来调整的。假如测量排气端间隙大，则磨薄调整垫；假如测量排气端间隙小，则更换调整垫或增加一个调整垫。止推轴承的内圈是通过圆螺母及防松垫片（俗称王八垫）固定在转子上，外圈是通过轴承压 盖压紧在排气端座上。装配轴承压盖时要留意用力匀称，并随时盘动转子检查是否盘车过紧。 把紧轴承压盖后，要测量转子的轴向和径向的串动量。此时，转子的轴向串动量应为0，径向串动量应小于0.005mm。 平衡活塞通过螺栓（或键）固定在主动转子上吸气侧的一端、在平衡活塞套中随转子一同旋转，承受油压来平衡一部分轴向力，作用是延长止推轴承的运用寿命。平衡活塞及平衡活塞套磨损严峻时必需更换。 3滑阀部件 滑阀部件主要由滑阀、滑阀导管、滑阀导管套、螺旋管、油活塞、指示器以及“O”型圈和密封环等零件组成。螺杆制冷压缩机最常用的能量调整方法就是在两个转子之间设置一个可以轴向移动的滑阀，即滑阀能量调整方法。如图2-14所示，滑阀位置变更，与滑阀固定端脱离，打开一条与吸气腔相通的通道，基元容积中的气体没有得到压缩就旁通回吸气腔，相当于变更了转子的有效工作长度。滑阀位置不同，旁通气体的量也不同，滑阀的连续移动，能量可以在10～100之间无级调整。滑阀位置的变更，也变更了径向排气口的位置，使原本设计好的内压比发生变更，压缩比减小，使功耗的变更与冷量的变更不成比例，效率降低。滑阀的运动是靠油活塞运动带动的。限制系统相连。螺杆制冷压缩机能量调整限制原理见图2-15。 4轴封部件 对于开启式压缩机，驱动轴的一端要伸出机体外部，为了防止制冷剂向外泄漏或空气渗漏入系统，必需在轴的伸出部位及机体之间设置轴封装置。 如图2-16所示的弹簧式轴封，是由动环、静环、弹簧、弹簧座、压环和“O”型密封圈组成。其中动环、弹簧、弹簧座及动环胶圈装配在一起并随主动转子旋转而旋转，静环及静环胶圈装配在轴封压盖上相对于机体固定。弹簧供应应动、静环之间合适的压力。因此，安装轴封时要调整弹簧的弹力。胶圈是防止气体轴向泄漏，动、静环的贴合面是防止气体径向泄漏。螺杆压缩机的转速很高，动、静环表面的摩擦及发热量都很大。为了润滑动、静环之间的密封面、削减渗漏并带走热量，轴封室内充溢润滑油，通过油泵