螺桿空壓機的原理和構造

發布時間：2021-01-14 20:29 人氣：

螺桿的原理和構造

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　　1、電動機

　　一般電機功率250KW以下采用380V電機，電機功率超過250KW一般采用6KV和10KV電機。

　　防爆空壓機是380V/660v,同一個電機接線方式不同，可實現380v和660V兩種電壓的選配，防爆機銘牌上標定的高壓力為0.7MPa，國家沒有0.8MPa的標準，國家頒發的生產許可證上注明的是0.7MPa,實際使用中可達0.8MPa。

　　的有2極和4極兩種異步電動機。

　　2極同步電動機的轉速為3000r/min,空壓機的異步電動機2極的轉速≥3000×97﹪＝2910 r/min，一般對用戶講是2960 r/min、3%是速差。

　　4極同步電動機的轉速為1500r/min,空壓機的異步電動機4極的轉速≥1500×97﹪＝1455 r/min，一般對用戶講是1480 r/min，3%是速差。

　　空壓機配套的電機只有2極和4極的，其轉速也是按國家標準可視為一個常數（1480 r/min、2960 r/min）。

　　服務系數：空壓機行業的電機都是非標電機，是大機小標的一種現狀。服務系數，一般采用1.1～1.2。舉例200kw的空壓機的電機的服務系數為1.15，那么該空壓機電機的大功率實際可達200×1.15＝230kw,給用戶講時是儲備了15﹪的功率，屬添工加料。
普通電機是小機大標的一種現狀。舉例：100kw的電機能輸出80%的功率就不錯了，通常的說法是功率因數cos∮=0.8，是偷工減料。

　　防護等級：是指電機的防水，防塵等級，一般的IP23已足夠用，但空壓機行業中380V電機基本上選用IP55和IP54的，6KV、10KV電機基本上選用IP23,也有客戶要求選用IP55或IP54。

　　絕緣等級：是指電機的耐高溫防燒毀的能力等級。一般用的是F級，B級溫升考核是指比F級高一個層級的標準考核。

　　啟動方式：星三角轉換的啟動方式。

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　　2、主機

　　壓縮機：是一種提升氣體壓力的機械;螺桿壓縮機的核心部件是主機，俗稱機頭;主機的技術核心是螺桿副，也就是陰陽轉子，粗的是陽轉子，細的是陰轉子。
　
　　主機：主要構造是由轉子、機殼（汽缸），軸承和軸封組成。確切的說就是兩根轉子（一對陰、陽轉子）兩端套著軸承裝在機殼內，把空氣從一端吸入，依靠陰陽轉子的相對轉動，齒頂對齒溝的齒合，進而把空氣進行壓縮，提升氣體的壓力，然后從另一端排出。

　　主機進行氣體壓縮時需要動力的輸入，需要冷卻、密封和潤滑，因此主機必須安裝在空壓機的系統中才可以工作。

　　螺桿機之所以屬高科技產品，就是因為主機是高科技產品。

　　主機之所以稱為高科技產品主要有兩點：①加工精度非常高，非一般設備可以實現加工的；②轉子是一個三維空間曲面，其型線只掌握在極少數幾個外國公司手中。

　　從主機的結構上看，陰陽轉子間是不接觸的，有2-3絲的間隙，轉子與機殼之間也是有2-3絲的間隙，也是不接觸不摩擦的。轉子端面與機殼之間也是2-3絲的間隙，也是不接觸不摩擦的，因此主機的壽命主要取決于軸承和軸封的壽命。

　　軸承和軸封的壽命即更換周期，是和其受力狀況和轉速有關的。故而轉速低，軸承又不額外受力的直聯主機的壽命是更長的。相反、皮帶機的主機轉速高，軸承又受力，故其壽命就短。

　　主機軸承的安裝是在恒溫恒濕的車間內由專用的安裝工具進行安裝的，是技術性非常高的一項工作。軸承一壞，尤其是大主機，必須返到專業的維修工廠進行更換，加上往返運輸的時間，維修用的時間，是會給用戶造成很大麻煩的，在時間上用戶就耽誤不起，空壓機一停，整個生產線就得停，工人就得放假，每天影響的工業產值以數萬計。故而本著對用戶負責的態度，盡可能的推薦低轉速的沒有增速齒輪的直聯機。

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　　3、油分罐的構造和分離原理

　　油分罐就是能夠實現油和氣的混合物相分離的一個罐子。油分罐一般為圓柱形的45#鋼焊成的碳鋼鐵皮罐，用不銹鋼做的油分罐非常罕見，一般情況下不用。另一作用就是儲存潤滑油。油分罐內有一個油氣分離濾芯，簡稱油分芯，油分芯一般有23層左右的進口玻璃纖維層層纏繞而成，少數偷工減料可能只有18層左右。

　　其工作原理是當油和氣的混合物以一定的流速穿過玻璃纖維層時，油滴被物理機械的阻擋，慢慢地凝露為大油滴之后在重力作用下，落到油分芯底部，然后有回油管把這部分過濾掉入油分芯底部的油導入機頭內部，參與下一循環。回油管上有一單向閥，使得機油只能由油分芯底部流入主機的壓縮腔。

　　實際上油氣混合物在穿透油分芯之前，油氣混合物中99%的油分已被分離掉到油分罐底部。

　　從主機出來的高壓、高溫（80℃左右）油氣混合物是沿著油分罐內部的切線方向進入油分罐的，在離心力作用下，油氣混合物中的油分大部分被甩到油分罐的內壁上，在重力的作用下沿著內壁流到油分罐的底部。另外一部分油滴在相互碰撞的過程中凝結成大油滴，最后也是在重力的作用下沉向油分罐底部，參與下次循環。

　　經油分芯過濾后的空氣，經過最小壓力維持閥（最小壓力閥）流向后部冷卻器冷卻再排出空壓機。

　　最小壓力維持閥也是單向閥，可稱之為油分罐上面的排氣閥。位于油氣桶上方油氣分離器出口處，開啟壓力設定為0.45MPa左右，最小壓力閥主要有以下功能：

　　（1）啟動時優先建立起潤滑油所需的循環壓力，確保機器的潤滑
　　（2）油氣桶氣體壓力超過0.45MPa之后方行開啟，可降低流過油氣分離器的空氣流速，除確保油氣分離器效果之外，并可保護油氣分離器因壓力差太大而受損。
　　（3）止回功能：當停機后油氣桶內壓力下降時，防止管路壓縮空氣回流。

　　油分罐端蓋上面有個安全閥，當油分罐內的空氣壓力達到設定值的1.1倍時安全閥自動打開，放掉部分空氣，降低油分罐內的氣壓。檢查安全閥的方法是在壓縮機滿載工作時，輕拉安全閥上的泄氣拉桿，若安全閥能向外排氣，則視為正常。

　　油分罐上裝有一個壓力表，檢測的是濾前壓。油分罐的底部裝有排污閥，要定期打開排污閥，放掉沉淀在油分罐底部的水和污物。

　　油分罐旁邊有一個透明的油位鏡顯示油分罐內油位的高低。正確的油位是當空壓機正常工作時油面在上下度中間位置，過高會跑掉，過低會影響整機的安全性。

　　油分罐屬于壓力容器必須有制造資質的專業廠家生產。每個油分罐都有一個唯一的編號和合格證。

　　4、冷卻器

　　風冷型螺桿機的機油冷卻器和壓縮空氣后冷卻器做成一體，為鋁制板翅式結構，在真空爐內釬焊成型，一旦漏油幾乎不可修復，只有更換。其工作原理是熱油和高溫（80℃左右）氣體在各自管道內流動，電機拖動風扇轉動，冷風垂直地吹過載有熱油和高溫氣體的管道，實現熱交換，用手感覺經過散熱器熱交換后的空氣，會覺得非常燙手。

　　水冷型螺桿機一般采用管式散熱器，水在管內流動，熱油在管外流動，經熱交換后冷水變熱水。不少廠家為降低成本往往不用銅管而用鋼管。水冷機必須另建冷卻塔，把熱交換后的熱水冷卻以便參與下次循環，水質對散熱器影響非常大，冷卻塔又增加不少成本，因此水冷機的用量遠沒有風冷機大，但粉塵比較大的場合比如水泥廠、有易熔性塵埃的車間、比如噴涂車間盡可能的使用水冷機。水冷型散熱器一但結垢，很難清理，一般得用化學藥水泡上幾天，再用高壓水或高壓空氣吹。水冷機冷卻水的用量在JB/T6430-2002中有明確規定。每壓縮1m3的空氣大約需消耗水4升。
　　
　　風冷型散熱器流出的熱空氣原則上必須用導風罩導出或者必須采用非常有效的方式使熱風盡可能有效的排出空壓機房，比如加裝工業風機向外抽熱風。

　　經散熱器流出的熱風不能有效的排出，而參與空壓機空氣循環的話，其結果是災難性的高溫停機。
　　
　　經后冷卻器冷卻過的壓縮空氣中含有大量的水分，其中大部分可以在儲氣罐中分離出來。

　　冷卻后的壓縮空氣溫度：水冷機比環境溫度大約高10℃左右、風冷型比環境溫度大約高15℃左右。

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　　5、溫控閥

　　主要通過控制噴入主機的潤滑油的溫度來達到控制主機排氣端的排氣溫度。機頭排氣溫度過低，水分會在油分罐析出，造成潤滑油乳化。油溫≤70℃時溫控閥控制住潤滑油不讓潤滑油進入冷卻器，當油溫＞70℃時溫控閥只讓部分熱油經過油冷卻器被冷卻，冷卻后的機油與另一部分未被冷卻的熱油混合進入主機，當油溫≥76℃時，溫控閥把通往油冷卻器的通道全部打開，此時的熱潤滑油全部經過油冷卻器冷卻后再進入主機進行壓縮。

　　溫控閥可理解為進入機頭的油的溫度調控閥。

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　　6、PLC和顯示屏

　　PLC可理解為一臺電腦的主機，空壓機液晶顯示屏可以理解為電腦的顯示屏。PLC具有輸入、輸出（給顯示屏）、計算、儲存的功能。

　　通過PLC使螺桿機變成一臺高度智能化的傻瓜機，空壓機的任何一個部件位出現故障都會通過PLC反映到顯示屏上以便維修。

　　空壓機的空濾、機濾、油分芯和潤滑油到了更換時間，PLC會自動報警提醒以便更換。

　　7、其他組成部分

　　1、空氣過濾器

空氣過濾器

　　空濾芯是個紙質的干式的過濾器，是空氣過濾的核心。做成折疊形狀是為了增大空氣穿透的面積。

　　空濾芯通氣細孔約為3μm左右，主要功能是濾掉空氣中大于3μm左右的灰塵和固態顆粒，避免螺桿轉子過早磨損，機油過濾器和油分芯的過早阻塞。一般每500小時或更短的時間（視具體環境而定）取下用≤0.3MPa的空氣自內向外吹，清理疏通被阻塞的通氣細孔。壓力太大會把細孔吹破吹大，反而起不到應有的過濾精度的要求。故用儲氣罐內的剩余的空氣吹空濾芯時，一定要看清楚儲氣罐上壓力表顯示的壓力，小心用＞0.3MPa的空氣會把空濾芯吹報廢，進而使空濾芯失效，造成機頭抱死。

　　2、進氣閥

進氣閥

　　又叫進氣控制閥，通過它控制進入主機的氣流大小，進而達到控制空壓機排氣量大小的目的。

　　容調式的進氣閥是由反比例閥控制伺服氣缸，伺服氣缸的頂桿推動進氣閥內的閥片進而控制進氣量，可實現從0-100%的無級進氣控制調節。

　　容調式的進氣閥是由反比例閥控制伺服氣缸，伺服氣缸的頂桿推動進氣閥內的閥片進而控制進氣量，可實現從0-100%的無級進氣控制調節。

　　3、反比例閥和伺服氣缸：

反比例閥