Винты компрессора

Винтовые компрессоры

Винтовые компрессоры, как и поршневые, относятся к классу компрессоров объемного принципа действия. Повышение давления газа в них достигается за счет уменьшения замкнутого объема, образуемого впадинами винтов и стенками корпуса.

Винтовые компрессоры являются быстроходными машинами, они не имеют всасывающих и нагнетательных клапанов, их вращающиеся рабочие органы – винты работают, как правило, не касаясь друг друга и корпуса. Взаимное касание винтов допускается при подаче в компрессор смазки.

Винтовые компрессоры делятся на маслозаполненные компрессоры и компрессоры сухого сжатия.

В настоящее время применяются преимущественно маслозаполненные компрессоры. Масло в рабочие полости впрыскивается в значительных количествах. Оно предназначено для уплотнения зазоров между рабочими органами компрессора; отвода теплоты сжатия; для смазывания узлов трения и для снижения уровня шума.

По числу основных деталей–роторов винтовые компрессоры могут быть одно, двух - и многороторными. Наибольшее распространение получили двухроторные винтовые компрессоры.

По сравнению с поршневыми компрессорами можно отметить следующие достоинства винтовых компрессоров:

1. Высокая надежность и большой моторесурс.

2. Большая быстроходность и лучшие массогабаритные показатели.

3. Отсутствие деталей движущихся возвратно-поступательно, следовательно, большая уравновешенность.

4. Отсутствие недолговечных деталей (клапаны, кольца).

5. Стабильность энергетических показателей.

6. Малые газодинамические потери в окнах всасывания и нагнетания.

7. Возможность эксплуатации, исключающей постоянное присутствие обслуживающего персонала.

Недостатки винтовых компрессоров:

1. Компрессоры имеют постоянную геометрическую степень сжатия.

2. Машины малой производительности имеют относительно большие протечки через щели внутри компрессора.

Производительность компрессора при прочих равных условиях зависит от объема впадин винтов. Теоретический объем полостей винтов определяется следующими основными параметрами: числом зубьев на ведущем или ведомом винте ; внешними диаметрами винтов и ; передаточным отношением ; межосевым расстоянием А; длиной винтов .

Основные параметры позволяют получить ряд производных, необходимых для удобства конструирования винтов.

На рис. 18 представлена схема винтов компрессора.

 

 

Рис. 18. Винты

 

Диаметры начальных окружностей:

 

;

 

.

 

Ход винтовой линии зуба:

 

;

 

,

 

где – угол наклона винтовой линии.

Угол закрутки винта – угол, на который повернут торец нагнетания по отношению к торцу всасывания:

 

;

 

.

 

Номинальная высота головки зуба:

 

.

 

Номинальная высота ножки зуба:

 

.

 

Относительная высота головки и ножки винтов:

 

;

 

.

 

Определение этих величин имеет большое значение, так как от них зависят основные технико-экономические показатели компрессора.

Типы профилей зубьев винтовых компрессоров

В зависимости от типов аналитических кривых профили зубьев получили название: окружные или круговые; циклоидные, эллиптические и другие.

Общее очертание зуба по отношению к радиальной прямой может быть симметричным или несимметричным (ассиметричным).

Основные свойства зацепления винтов определяется типом кривых, используемых для очертания головок зубьев.

1. Компрессоры с винтами, составляющие симметричный окружной профиль, имеют короткую длину линии контакта зубьев, но и наименьшее сопротивление протечкам газа; наименьший объем парной полости; зубья при наличие смазки могут передавать значительный крутящий момент.

2. Компрессоры с асимметричным профилем имеют наибольшую длину линии контакта зубьев; наибольшее сопротивление протечкам; не могут передавать большой крутящий момент даже при наличие смазки.

3. Компрессоры с эллиптическим симметричным профилем занимают промежуточное положение между рассмотренными профилями, как по геометрическим показателям, так и по энергетическим.