目前應用于制冷系統上的多為噴油式螺桿壓縮機,且大都采用單級開啟式結構形式。有些小型氟利昂螺桿壓縮機采用半封閉式或全封閉式的結構。螺桿壓縮機的結構如上面動畫所示。它的主要組成部分是轉子,機體,軸承,軸封,平衡活塞及能量調節裝置等。
(1)機殼
由機體,吸氣端座和排氣端座組成,是壓縮機的主要組成部分。機體2是連接各零部件的中心部件,它為各零部件提供正確的裝配位置,保證陰,陽轉子3和7在氣缸內嚙合,可靠地進行工作。其端面形狀為∞形,這與兩個嚙合轉子的外圓柱面相適應,使轉子地裝入機體內。在機體內壁面設有符合轉子轉角要求的徑向吸氣孔口9,保證轉子在旋轉中順利實現吸氣過程。供調節能量用的卸載活塞10和卸載滑閥12,可根據實際需要實現輸氣量調節。機體上還鉆有回油孔,以便及時把潤滑軸承,軸封和平衡活塞流出的油,以及二次油分離器和能量調節機構的回油等輸送回氣缸,隨排氣帶走或停機后放掉。吸,排氣端座是位于機體前后兩端的密封連接件,它除作機體的端面密封外,更重要的是提供了陰,陽轉子和支承轉子的軸承裝配位置;軸向的吸,排氣孔口9和13以及壓縮機與管道系統的連接安裝位置。它也是壓縮機氣體輸入和輸出的重要通道。另外,吸氣端座還容納和支承著移動能量調節機構的卸荷油缸,平衡轉子軸向力的平衡活塞和油缸,油腔,內油道及回油孔等;排氣端座容納和支承著軸封,滑閥位移腔,油腔,內油道及回油孔等。吸,排氣端座的端面為平面,與轉子的端面貼合形成端面密封,而與機體端平面的密封采用密封膠或O形環來達到的,連接用螺釘來實現。由于機體有內部噴油,可直接降低缸體內部溫度,所以無需冷卻水夾套,而是在機殼外設肋,既加強機殼強度,也附有散熱作用。機殼常用灰鑄鐵如HT200等鑄成。
(2)轉子
它是實現變容式壓縮的主要部件,由陰,陽轉子3和7組成,材料常用球墨鑄鐵如QT600-3。轉子齒形是用高精度的專用機床,專用刀具加工而成,是壓縮機的關鍵零件之一。轉子型線常為單邊非對稱擺線--圓弧型線,陽轉子4個齒,陰轉子6個齒,以使兩轉子的抗彎強度大致相等。一般陽轉子與電動機聯接為主動轉子,傳遞轉矩,同時,通過嚙合關系帶動陰轉子(從動轉子)旋轉。兩轉子的徑向負荷由兩對主軸承承擔,陰轉子的軸向負荷由一對角接觸球軸承承擔,陽轉子的軸向負荷較大,由一對角接觸球軸承和平衡活塞共同承擔。
(3)軸承
軸承是支承陰,陽轉子,并保證轉子高速旋轉的零件。完成上述功能的這種軸承叫主軸承,其結構型式一般為滑動軸承。其次,轉子在旋轉并壓縮氣體時,會產生一種軸向推力,為了克服這種軸向力,還必須有推力軸承(滾動軸承)。這種軸承叫副軸承,它除克服轉子旋轉的軸向力之外,還可以承受部分徑向力。所以,主,副軸承在螺桿式壓縮機中必不可少,它們使轉子始終處在正常工作位置。主軸承是經精密加工的鋼背耐磨合金制成,有進油孔,油槽及泄油槽。正確地安裝在吸,排氣端座內,并用柱銷固定位置。副軸承裝在排氣側,在陰,陽轉子上各裝兩只。為了保持轉子的排氣端面與排氣端座之間有必要的間隙;在副軸承的一側裝有調整塊。
(4)平衡活塞
平衡活塞位于陽轉子吸氣端的主軸頸尾部,用來減輕由于排氣側與吸氣側之間的壓力差,引起對主軸承端面的負荷,減輕副軸承所承受的軸向力。采用平衡活塞來平衡軸向力,可大大減小推力軸承的負荷和幾何尺寸,節省金屬消耗量。它是利用高壓油注入活塞頂部的油腔內,產生與軸向力相反的壓力,使軸向力得以平衡。
(5)軸封
采用摩擦環式機械密封結構,采用標準產品裝在主動轉子靠聯軸器的伸出端上,它是由隨軸轉動的動環與裝在軸封蓋上的靜環以彈力相互摩擦作為徑向密封,聚四氟乙烯及耐油橡膠O形環作為軸向密封。軸封的冷卻及潤滑均由高壓油來完成。由于軸封是在較高的壓力下工作,所用摩擦材料應具有足夠的剛性和強度,常選用耐壓強度較高的鋼制動環,和彈性模數較大,導熱性良好的石墨為靜環,其密封口經研磨及拋光加工,使表面粗糙度達Ra=0。2/m以上,O形環對氨機用丁晴耐油橡膠,氟機用氯醇橡膠。
(6)能量調節機構
由滑閥,油缸,油活塞,連接件,復位彈簧,四通換向閥(也可用四通電磁換向閥),油管路及能量指示器等組成,它起調節制冷量的作用。由鑄鐵制成的滑閥裝在轉子與機體的下部銜接處,可以在與氣缸軸線平行方向上,由卸載油缸中的活塞帶動作往復運動。滑閥和閥桿是中空的,構成向氣缸內噴油的輸油管。輸油管與活塞,油缸等相連。滑閥靠近壓縮腔一側鉆有噴油孔,以便在壓縮機工作時,向壓縮腔噴入潤滑油。滑槽底部開有導向槽,該槽與機體上的導向塊配合,使滑閥平穩地往復運動。壓縮機的徑向排氣口設在滑閥上,根據使用工況不同(即內壓縮比不同),分別設置幾組滑閥,其上所開徑向排氣口與各工況下的容積比相對應,用戶可根據使用工況選用其中一組滑閥裝入機器上即可。利用滑閥可以實現制冷量的無級調節,冷量在10%~100%的范圍內,均可以使壓縮機正常運轉。能量調節是用改變滑閥位置來實現的,而滑閥的位置是由油活塞的位置決定。油活塞的位置則由四通閥控制,可由自動或手動來完成。滑閥移動時,裝在滑閥導管內的螺旋機構將滑閥的移動變為指針的轉動,指示出滑閥所處位置。故能量指示標牌數值僅表示滑閥位移百分數,并不代表能量的百分數。四通換向閥或四通電磁換向閥裝在靠近壓縮機的機架上,閥的一側兩個接頭接進油與排油管,另一側的兩個接頭接油缸的兩端。
(7)消聲器
噪聲來源于壓縮氣體動力噪聲,旋轉噪聲和電動機噪聲等。最常用的消聲方法是采用消聲器。消聲器有擴張室消聲器。(共振腔式消聲器)和吸收式消聲器等。在螺桿制冷壓縮機組中,采用共振腔式消聲器安裝在組合式多功能油分離器內,可以較大幅度降低排氣噪聲。同時,用于降低吸氣噪聲的吸氣消聲器裝在吸氣管道中,也具有較好的消聲效果。
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