螺杆式制冷压缩机和活塞式制冷压缩机在气体压缩方式上相同,都属于容积型压缩机,也就是说它们都是靠容积的变化而使气体压缩的。不同点是这两种压缩机实现工作容积变化的方式不同。螺杆式制冷压缩机又分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。其中双螺杆压缩机是利用置于机体内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相啮合旋转及其与机体内壁和吸、排气端座内壁的配合,造成齿间容积的变化,从而完成气体的吸入、压缩及排出过程。

螺杆式压缩机可分为无油式和喷油式两种。主要由机壳、转子、轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置等组成。以下视频是一台比泽尔螺杆制冷压缩机。

螺杆式压缩机的工作原理:

依靠啮合运动着的一对阴阳转子,借助它们的齿、齿槽与机壳内壁所构成的呈“V”字形的一对齿间容积呈周期性大小变化,来完成制冷剂气体吸入—压缩—排出的工作过程。

主要零部件:

机壳:一般为剖分式,它由机体(气缸体)、吸气端座、排气端座及两端端盖组成,材料通常采用灰铸铁。

转子:是螺杆式制冷压缩机的主要部件,常采用整体式结构,将螺杆与轴做成一体。

轴承与油压平衡活塞:螺杆式制冷压缩机属高速重载。为了保证阴、阳转子的精确定位及平衡轴向力和径向力,必须选用高精度、高速、重载的轴承和相应的平衡机构,确保转子可靠运行。

轴封:轴封为摩擦环式机械轴封,与活塞机轴封的结构相同。

输气量调节滑阀与喷油结构:

基本原理:通过滑阀的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容积,在齿面接触线从吸汽端向排汽端移动的前一段时间内,仍与吸汽孔口相通,并使这部分汽体回流到吸汽孔口。即通过减小螺杆的有效工作长度,来达到能量调节的目的。

滑阀能量调节属无级调节,能量调节范围一般为10~100%,以在负荷为50%以上运转为宜。

改变滑阀上排汽孔口的位置和大小,可以得到2.6、3.6、5三种内容积比。

另一种油活塞控制结构:

转子的齿形:

泄漏三角形:

几种典型齿形:

圆周速度和转速:喷油螺杆式压缩机最佳圆周速度选择在25-35m/s左右;喷油螺杆式压缩机若采用不对称齿形时,主动转子转速范围为730-4400r/min,小直径的转子可以选用较高的转速 。

公称直径、长径比λ:确定螺杆直径系列化的原则是:在最佳圆周速度的范围内,以尽可能少的螺杆直径规格来满足尽可能广泛的输气量范围。

一般λ值在1-1.5之间,我国产品有两种长径比,即λ=1.0和λ=1.5。

影响输气系数的主要因素:

1)泄漏;2)吸气压力损失;3)预热损失。

上述三种损失的大小,与压缩机的尺寸、结构、转速、制冷工质的种类、气缸喷油量和油温,机体加工制造的精度、磨损程度及运行工况等因素有关。

输气量调节:

1)滑阀调节:滑阀的位置离固定端越远,回流孔长度越大,输气量就越小,当滑阀的背部接近排气孔口时,转子的有效长度接近于零,便能起到卸载启动的目的。

滑阀轴向移动的动作是根据吸气压力和温度,通过液压传动机构来完成 。

2)塞柱阀调节:

当需要减少输气量时,将塞柱阀1打开,基元容积内一部分制冷剂气体就回流到吸气口。当需要输气量继续减少时,则再将塞柱阀2打开。适用于小型、紧凑型螺杆压缩机。

内容积比调节:为了减少额外功耗,需进行内容积比调节,使压缩终了的压力等于排气腔内的压力以适应螺杆式制冷压缩机在不同工况下的高效运行。

几种内容积比调节机构:

开启螺杆式压缩机的结构:

开启式压缩机的优点:

(1)压缩机与电动机相分离,使压缩机的适用范围更广。

(2)同一台压缩机,可以适应不同制冷剂,除了采用卤代烃制冷剂外,通过更改部分零件的材质,还可采用氨作制冷剂。

(3)可根据不同的制冷剂和使用工况条件,配用不同容量的电动机。

半封闭螺杆式压缩机:

特点:

(1)压缩机的阴阳转子都采用6:5或7:5齿数;

(2)油分离器与主机做成一体;

(3)内置电动机靠制冷剂气体冷却;

(4)压差供油;

(5)无油冷却系统。

喷射液体制冷剂以降低排气温度。

采用原因:当风冷及热泵机组使用工况较恶劣,在高的冷凝压力和低的蒸发压力时,排气和润滑油温度或内置电动机温度会过高,造成保护装置动作,压缩机停机,为了保证压缩机能在工作界限范围内运行,可采用喷射液体制冷剂进行冷却降温。

全封闭螺杆式压缩机:

单螺杆压缩机:

滑动轴承:主轴承,承受径向力

向心推力球轴承:除承受径向力外,还承受一定的轴向力。

油压平衡活塞:开在阳螺杆的吸汽端,承受轴向力。

螺杆压缩机大修拆卸:

1、拆卸:

在螺杆压缩机必须进行大修前,有可能的话,将滑阀卸载到“0”位,正常停机,切断电源。截断与压缩机相连的管路,将压缩机内的制冷剂和润滑油排出后,方可拆卸压缩机。注意拆卸时要养成好的习惯,不同部位的零件要分别摆放,并作好必要的装配标记。

(1)拆下与压缩机相连的管路、联轴器、地脚螺栓后,将压缩机吊运至工作场所。最好有操作平台。

(2)拆下吸器过滤器、吸气止回阀。

(3)拆下能量指示器。

(4)取下定位销,平行取下吸气端盖,取出油活塞和平衡活塞。注意取定位销时只能拔出而不能砸出来,一定要先取出定位销,再卸下所有的螺栓,防止吸气端盖的重量全部作用在定位销上,将定位销压弯。

(5)拆下轴封盖,取出轴封。注意不要碰伤动、静环。

(6)取下定位销,拆下排气端盖。

(7)取下轴承压盖、防松螺母、垫片、止推轴承、调整垫等。拆卸防松螺母要使用随机专用工具并先起开防松垫片的锁片。随时作好标记,分别摆放。

(8)取出定位销后,拆下排气端座。

(9)利用专用吊环螺栓将主动转子缓慢、平稳取出,不要与机体碰撞。这时从动转子是随之转动的。

(10)取出从动转子。

(11)取出滑阀。

2、检查:

检查的项目包括:

(1)检查机体内表面、滑阀表面有无不正常的磨痕,并用内径千分表测量内表面尺寸及圆度。

(2)检查主、从动转子端面与吸排气端座有无磨痕。

(3)检查主、从动转子外径及齿面的磨损情况,并用外径千分表测量转子的外径。

(4)测量转子主轴径及主轴承孔的内径尺寸,检查主轴承磨损情况。

(5)检查轴封的磨损情况。

(6)检查所有“o”型圈和弹簧的变形、损坏情况。

(7)检查压缩机所有内油路情况。

(8)检查能量指示器有无损坏或卡阻现象。

(9)检查油活塞、平衡活塞有无不正常磨损。

(10)检查联轴器的传动芯子或膜片有无损伤。

3、修理

检查之后,就要对有损伤的零件进行维修或更换。具体内容如下:

(1)对不太严重的磨损及拉毛现象,可以由钳工用油石研磨光滑。转子轴颈和轴封动静环表面不得有任何锈蚀、裂纹等缺陷。主轴颈表面经磨光加工后应仔细测量其尺寸,并以此为依据调整主轴承。

(2)主轴承如磨损严重,超过了与轴配合的间隙限度,应更换。如采用浇铸轴承合金的方式,必须保证内表面与轴承孔的同轴度。

(3)止推轴承损坏或游隙增大,必须更换新的。并应测出其真空游隙大小,以此为依据配轴承调整垫。

(4)所有的垫片及“O”型圈如果损坏必须更换。垫片可以自己加工,但注意螺栓孔附近不能出现折断或裂缝,以免泄漏。垫片应选用优质材料。“O”型圈应选用适应制冷剂的材质。

(5)将机体两端面、吸排气端座平面上的密封胶清洗干净。注意不要将表面刮伤。

4、装配

在对每个零件进行检查、并对损坏零件修理或更换后,可以进行装配工作。装配时要注意拆卸时记下的标记,不要将零件搞混。装配时,要随时测量各部位的装配间隙,对间隙超标的部位,要调整间隙或更换零件。装配间隙见间隙表。

(1)将所有零件清洗干净,用压缩空气吹干。

(2)将所需使用的工具准备齐全,清洗干净。

(3)将主轴承按原位装入轴承孔内,并测量轴承内径,使内径符合与转子轴颈配合的间隙要求。

(4)在吸气端座与机体的贴合面上均匀涂抹密封胶。

(5)将吸气端座靠在机体吸入端,串入部分螺栓承担重量。压入定位销后,将螺栓紧固。

(6)安装滑阀及其导向托板。导向托板先以定位销定位后方可用螺栓固定。

(7)将吸入端主轴承孔及机体内孔涂抹干净的、与运行时使用的相同型号润滑油,装入阳转子及阴转子。后装的转子要慢慢旋入,不可强行压进机体内。

(8)将阴、阳转子靠紧在吸气端座上,测量转子排气端面与机体排气端面的尺寸差值,此数值为吸排气间隙之和。

(9)在排气端座与机体的贴合面上均匀涂抹密封胶。

(10)将排气端座靠在机体排出端,压入定位销后,将螺栓紧固。装排气端座时注意主轴承内孔,切勿损伤主轴承。

(11)装入调整垫片、止推轴承,并用圆螺母及防松锁垫将止推轴承内隔圈固定在转子的轴颈上。止推轴承成对安装,并注意安装方向。

(12)装上转子轴承压盖,将止推轴承外隔圈压紧在机体上。拆下排气端座与机体的连接螺栓,将排气端座连同转子一同拖出,测量转子排气端面与排气端座之间的间隙,此间隙即为排气端间隙。如间隙不合理,应改变调整垫的厚度。调整好排气端间隙后装配。装好后按实际运转方向盘动主动转子,转动应灵活无卡阻现象。

(13)将排气端盖装上定位销,加垫片以螺栓固定。

(14)装入轴封动环,在动环表面及胶圈涂抹冷冻油。

(15)将静环装入轴封压盖,加垫片以螺栓固定在排气端座上。通过垫片厚度调整轴封弹簧的予紧力。静环表面及静环胶圈也涂抹冷冻油。

(16)装入油活塞及平衡活塞。装配时涂抹冷冻油。

(17)将吸气端座装上定位销,加垫片以螺栓固定。

(18)装能量指示器,注意指针与滑阀位置相对应。

(19)将检修好的吸气过滤器及止回阀装到吸气端座上。将装好的压缩机运至机组上。找好同轴度后固定压缩机和电动机,并用联轴器连接。

5、检修后试运转

检修后对压缩机进行气密性试验和真空试验。试验合格后方可进行试运转。

主要检查滑阀的动作、油泵油压是否正常、运转时噪声及振动是否正常。停机后盘车应正常。

本文来源于互联网,暖通南社整理编辑。

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