螺桿空氣壓縮機畢業(yè)設計

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1、 畢業(yè)設計說明書 螺桿空氣壓縮機 班 級： 學號： 姓 名： 軟件學院 學 院： 軟件工程 專 業(yè)： 鄭軍 郭平英 指導教師： 2014年 6 月 螺桿空氣壓縮機 摘 要

2、 隨著煤礦現(xiàn)代化的發(fā)展、礦山設備不斷更新、不斷進步，可靠性、易操作性、可監(jiān)視性、易維護性等已是最基本的要求，因此，應在了解螺桿式空氣機機理與構造的基礎上，合理的對空氣壓縮機進行調節(jié)，并尋求更加安全，靠的檢測和控制新技術、新方法，不斷提升煤礦的安全化水平?？諝鈮嚎s機是煤礦井下掘進和錨噴直呼等作業(yè)的動力氣源，螺桿空壓機的主要工作方式為啟動、停止、加載、卸載，其進氣設置加載閥，通過加載電磁閥來控制入口閥門的開關。空壓機運行時，若排氣壓力低于設定目標壓力的下限，則空壓機控制器使加載電磁閥得電，將入口閥門打開，空壓機處于滿負荷加載狀態(tài)；若排氣壓力高于設定目標壓力的上限，則空壓機控制器命令加載電磁閥失電，

3、從而將入口閥門關閉，空壓機處于無負荷卸載狀態(tài)，此時空壓機實際為空轉運行。 本論文根據(jù)查找資料掌握空氣壓縮機的相關基本知識，詳述礦用螺桿式空氣壓縮機的特點，分析其加工工藝，對其性能進行測試分析，完成礦用螺桿式空氣壓縮機的相關及邊緣常識，最后得出結論：螺桿空氣壓縮機具有優(yōu)越而且可靠的性能，經濟效益好，發(fā)展前景好，值得推廣應用。 關鍵字：螺桿空壓機，安全化水平，電磁閥，滿負荷，無負荷 1 Screw air compressor Abstract With the development of modernization o

4、f coal mine, the mine equipment constantly updated, constantly progress, reliability, operability, can monitor, easy maintenance and so on is the most basic requirements, therefore, should be know the mechanism and structure of screw type air machine, on the basis of the reasonable adjustment of air

5、 compressor, and seek more secure, by new technology, new methods of detection and control, continuously raising the level of safety in coal mine. Air compressor is the coal mine excavation and the shotcreting call operations such as power source, the main works of the screw air compressor start, st

6、op, loading, unloading, its inlet setting load valve, by loading the electromagnetic valve to control the inlet valve of the switch. Air compressor during, if the exhaust pressure is lower than the lower limit of goal setting pressure and air compressor controller make load electrical solenoid valve

7、, open the inlet valve, air compressor in full load condition; If the exhaust pressure is higher than the set goals of ceiling, the air compressor load controller command electromagnetic valve, losing electricity to inlet valve closed, air compressor in the no-load discharge state, the press of time

8、 and space for idling actual operation. This paper according to the master air compressor of the relevant basic knowledge, finding out information about the characteristics of the mine screw air compressor, analyzes its process technology, testing its performance analysis, relevant completed mine s

9、crew air compressor and edge of common sense, and finally draw the conclusion: screw air compressor are excellent and reliable performance, good economic benefit and good development prospects, is worthy of popularization and application. Keywords: screw air compressor, the level of safety, elect

10、romagnetic valve, full load conditionand no-load 中北大學2014屆畢業(yè)設計說明書 目 錄 1 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 螺桿式空氣壓縮機的發(fā)展歷史 1 1.3 螺桿式空氣壓縮機的工作原理 1 1.4 空氣壓縮機的特點、原理和結構 2 1.5 軸封 5 2 礦用螺桿式空氣壓縮機的特點 8 2.1 礦用螺桿壓縮機與雙螺桿壓縮機的比較 8 2.1.1 單機容量大，無余隙容積 8 2.1.2 結構合理，具有理想的力平衡性 8 2.1.3 主機壽命長 9 2.1.4 維護簡便，易

11、損件少 9 2.2 礦用螺桿式空氣壓縮機的主要特點 9 2.2.1 高效、節(jié)能、穩(wěn)定 9 2.2.2 出色的環(huán)保設計 10 2.2.3 完善的綜合保護功能 10 2.2.4 全電腦自動控制 10 2.2.5 維護量小，運行費用低 10 3 礦用螺桿式空氣壓縮機的加工工藝 11 3.1 礦用螺桿式空氣壓縮機的加工 11 3.2 上海屹能礦用螺桿式空氣壓縮機 11 3.2.1 德國GHH-RAND原裝進口螺桿主機 11 3.2.2 液晶智能控制系統(tǒng) 11 3.2.3 油分離系統(tǒng) 11 3.2.4 板翅翅式冷卻器通過強制排風 11 3.2.5

12、外形結構 11 3.2.6 隔音系統(tǒng) 11 第 1 頁 共 35 頁 第 Ⅰ 頁 共 Ⅲ 頁 3.2.7 電動機 12 3.2.8 油過濾器 12 3.3 空壓機術語和相關知識 12 3.3.1 壓力：壓縮機行業(yè)中所指的壓力指的是壓強（P） 12 3.3.2 標稱流量：標稱流量在我國又被稱為排氣量或銘牌流量 12 3.3.3 氣體含油量 13 3.3.4 比功率 13 3.3.5 電氣和其他名詞術語 13 3.3.6 露點溫度 14 3.4 螺桿式空氣壓縮機轉子的加工流程 14 4 礦用空氣壓縮機性能測試分析 19 4.1 設備

13、性能分析 19 4.1.1 排氣效率的分析 19 4.1.2 比功率的分析 19 4.2 性能下降原因及判斷 19 4.2.1 漏氣 19 4.2.2 冷卻效果差 19 4.2.3 吸、排氣系統(tǒng)阻力過大 20 4.2.4 潤滑效果不好 20 4.2.5 余隙容積不合理 20 4.2.6 總結 20 5 礦用螺桿式空氣壓縮機的相關及邊緣常識 21 5.1 用戶最關心的問題 21 5.2 儲氣罐 22 5.3 螺桿機油的作用 23 5.4 空壓機空氣流程 24 5.5 空壓機的機油流程 24 5.6 空壓機電纜選型及電路連接注意事項

14、25 5.7 空壓機冷卻用風量和壓縮用風量 25 第 1 頁 共 35 頁 第 Ⅰ 頁 共 Ⅲ 頁 5.8 礦用螺桿機國內拼裝廠、組裝廠、制造廠現(xiàn)狀 25 5.9 阿特拉斯250kw空壓機 26 5.10 美國復盛250kw空壓機 26 6 結論 27 參 考 文 獻 28 致 謝 29 第 1 頁 共 29 頁 1 緒論 1.1 引言 目前，我國礦山常用的空氣壓縮機多為往復式活塞型空壓機，而回轉式螺桿型空壓機的使用則較少。究其原因，主要有以下幾點：①活塞式空壓

15、機生產成本低、價格便宜。②長期使用積累了一定的經驗，培養(yǎng)了一支熟練的使用、維修隊伍。③螺桿式空氣壓縮機制造難度大，價格高，用戶一次性投資大。④對螺桿式空壓機的性能、特點不太了解。然而，長期使用的慣性，使我們忽略了活塞式空壓機的諸多缺點：如體積大、占地面積大、機組重量大、噪音大、維修工作量大、操作復雜、運行費用高等問題。隨著科學技術的發(fā)展，性能優(yōu)越的螺桿式空壓機一能在國內批量生產，其生產成本的降低使得它的應用前景越來越廣闊，并逐漸應用于工廠、礦山。 螺桿式空壓機具有活塞式空壓機不可比擬的優(yōu)點：如重量輕、體積小、占地面積小、噪音低、自動化程度高、維護量小、運行費用低等。在礦山推廣使用，有著極其重

16、要的現(xiàn)實意義。 1.2 螺桿式空氣壓縮機的發(fā)展歷史 螺桿式空氣壓縮機是由瑞典阿爾夫里斯霍爾姆在1934年首先提出的，第一臺樣機由瑞典SRM公司制造出來[1]。1960年法國辛麥恩(B.Zimmern)提出了單螺桿壓縮機的構想[1]，并獲得專利，1961年制出第一臺樣機，同年又研制成功噴油螺桿制冷壓縮機和螺桿工藝壓縮機，70年代初期由法國標致汽車公司正式生產投放市場。70年代末期，荷蘭、英國和日本等國家先后開發(fā)生產制冷、空調用單螺桿壓縮機，其形式有開啟式和半封閉式兩種。80年代末又推進技術，發(fā)展制造出石油、化工、礦山等行業(yè)用的壓縮各種氣體(包括空氣、易燃易爆及有毒氣體)的單螺桿壓縮機。目前

17、世界上已有英、法、美、日、荷蘭等國家的廠商可以生產出不同規(guī)格單螺桿壓縮機。 進入21世紀的這14年，螺桿式空壓機的各種新技術不斷出現(xiàn)，加工精度不斷提高，而且輔助設備也日趨完善。當然我國的螺桿式空氣壓縮機近年來也已獲得了很大的發(fā)展，如無錫壓縮股份有限公司已能批量生產不同規(guī)格、多品種的螺桿式空氣壓縮機，順德市正力精密機械有限公司已能生產出長壽節(jié)能單螺桿式空氣壓縮機。 1.3 螺桿式空氣壓縮機的工作原理 活塞式空氣壓縮機的工作室由一個有一活塞在其內做往復運動的氣缸歲組成，對于螺桿式壓縮機，其工作室則由一對斜齒的轉子副的齒槽所組成。轉子副在與它精密配合的殼體內轉動，此時轉子副齒面的互相接觸所組

18、成的接觸線沿軸向方向運動。如果利用殼體在兩端及海外周的表面把槽空間封閉，當轉子轉動時，在齒槽間輸送的氣體容積變小，理論上可將氣體壓縮至任意高的壓力[2]。 1.4 空氣壓縮機的特點、原理和結構 1.特點 隨著社會的進步和發(fā)展，對壓縮空氣的需求的地方也越來越多。尤其是螺桿式空氣壓縮機，以其獨特的優(yōu)點在使用中使用所占比例也越來越大。就氣體壓力提高的原理而言，螺桿壓縮機與活塞壓縮機相同，都屬于容積式壓縮機。就主要部件的活動形式而言，友與透平壓縮機相似。所以螺桿壓縮機同時兼有上述兩種壓縮機的特點。 （1）螺桿壓縮機的優(yōu)點： 它是容積式壓縮機的一種，其理論排氣量與各工作部件的運動速度，尤其是

19、與轉子的轉速成正比關系，壓縮機主要參數(shù)---壓力和排氣量的變化互不影響。 1） 故障少、維修簡單、使用壽命長。 2） 由于呈連續(xù)單向旋轉，沒有往復運動，慣性力小，因此轉速高、運轉可靠、無振動。 3） 對一組陰陽轉子的齒形空間而言，隨著嚙合點沿軸向往前移動，其一側進行壓縮或排出而容積減小，另一側空間容積就增大，進行下一個吸入過程。再加上回轉數(shù)高，齒數(shù)較多，因此壓縮作用是完全連續(xù)的，吸氣和排氣沒有往復式的壓縮機脈動現(xiàn)象，也沒有離心空壓機的喘振現(xiàn)象。 4） 由于螺桿式壓縮機屬于容積式壓縮機，因此壓力上升不受轉速的影響。只要轉子旋轉一周，就能達到預定的壓縮比。另外它和離心式空壓機亦不相同，它的

20、加壓過程和氣體的比重無關。 5） 螺桿式壓縮機加壓是依靠兩個轉子不接觸的旋轉，因此它能適應壓縮濕氣體以及含液滴的氣體。 6） 螺桿壓縮機可以用滑閥在100%----10%的范圍內連續(xù)比例的控制能量?；y安裝在兩個轉子之間的機殼上，可以前后移動，通過滑閥可以控制進氣量在100%---10%范圍內變化，不影響壓縮比，不影響轉速，能在較大的范圍內比較理想的控制載荷。 7） 由于陰陽轉子之間、轉子與外殼之間不存在固體接觸引起的摩擦。因此，螺桿式壓縮機除適用于無油潤滑外，還適用于輸送不被潤滑油污染的場合。 8） 螺桿式壓縮機尺寸小，質量輕，容易安裝，設備基礎小而簡單，因此一次基礎建設投資省。同時

21、，一般采用螺敢式壓縮機的裝置都不需要備機。 （2）螺桿式空壓機的缺點： 1） 造價高。螺桿壓縮機的轉子齒面是一個空間曲面，需利用特制的刀具，在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外，對螺桿壓縮機汽缸的加工精度也有較高的要求，所以螺桿壓縮機的造價較高。 2） 不能用于高壓場合。螺桿式壓縮機制造工藝要求高，不適用于高壓壓縮機用。同時，在使用螺桿壓縮機時，應特別注意按規(guī)定方向旋轉，不可使之反轉[3]。由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制，螺桿壓縮機只能適用與中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過4.5MPa。 3） 不能制成微型。螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于0.2m/min時

22、，螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。 4） 由于運動部件必不可少的間隙，泄漏大，效率較低。同時，在螺桿式無油潤滑壓縮機上，為了保證轉子間的間隙，必須用同步齒輪，為了減小內部溫度的上升，必須用增速齒輪來提高其轉速，因此機械損失大、噪音較大，同時還要裝設管道消音器。 2.螺桿壓縮機的原理 螺桿壓縮機的主要部件是一對陰陽轉子，兩個轉子是具有不同齒數(shù)的螺旋齒相互嚙合的，嚙合點（密封線）隨著轉子的回轉而移動。旋轉時，使處于轉子齒槽之間的氣體不斷產生周期性的容積變化，且沿著轉子軸線由吸入側輸送至壓出側，實現(xiàn)吸入、壓縮和排氣的全部過程，不需要往復式壓縮機那樣的余隙容積。螺桿間存在一定的間隙。具體的工作原理[

23、4]——吸氣過程、壓縮過程和排氣過程如下： 1）吸氣過程 初時氣體經壓縮機外殼一端的進氣孔口分別進入陰、陽螺桿齒間容積，隨著轉子的回轉，這兩個齒間容積各自不斷擴大。當這兩個容積達到最大值時，齒間容積和吸氣孔口斷開，吸氣過程結束。（注意，此時陰、陽轉子的齒間容積彼此并未連通）。 2）壓縮過程 轉子繼續(xù)回轉，在陰陽螺桿齒間容積連通之前，陽轉子齒間容積中之氣體受陰螺桿齒的侵入先行壓縮經某一轉角后，陰、陽螺桿齒間容積連通（以后將此連通的陰陽螺桿齒間容積稱為齒間容積對），呈V字形的齒間容積對，因齒的相互擠入其容積值逐漸減小，實現(xiàn)氣體的壓縮過程，直到該齒容積對與外殼上另一端的排氣口相連通時為止。

24、 3）排氣過程 在齒間容積對與排氣孔口連通后，排氣過程即行開始。由于轉子回轉事故容積的不斷縮小，將壓縮后具有一定壓力的氣體送至排氣接管，此一過程一直延續(xù)到該容積對達到最小時為止。 隨著轉子的繼續(xù)回轉，上述過程重復進行。在螺桿壓縮機中，陰、陽螺桿轉向相互迎合一側時，氣體受到壓縮，這一側面稱為高壓力區(qū)；相反，螺桿轉向彼此背離的一側面，齒間容積在擴大并處在吸氣階段，稱為低壓力區(qū)。兩轉子軸線所在平面是高、低壓力區(qū)的分界面。 3.螺桿壓縮機結構 1）螺桿式壓縮機是容積式壓縮機的一種，它的主要結構是由殼體（汽缸和港蓋）與機殼內一對陰陽轉子所組成。發(fā)動機通過連軸節(jié)與壓縮機的主轉子-----陽轉子連接

25、，在壓縮機的外殼一端有進氣孔，另一端有排氣孔以及密封組件。 2）螺桿式壓縮機有轉子端齒形和不對稱形線兩種，氣體的冷卻方式有直接向氣體內噴油以及機殼水套內用循環(huán)水冷卻，油的冷卻也有水冷和風冷兩種。螺桿式無油潤滑亦稱干式螺桿壓縮機，其結構與易蒸發(fā)的液體（如水）對空氣進行內部冷卻的壓縮機相似，但壓縮和提供的是無油的氣體。陽轉子是凸形齒，陰轉子是凹形齒，壓縮機通常是通過陽轉子來驅動。 3）在轉子螺旋部分的端面上，以及頂圓上設有附加的密封肋，這種密封肋或者與轉子成一體，或者鋃嵌在銑制的窄槽內。螺桿式無油潤滑壓縮機的轉子通常制作成空心的，其內充滿冷卻油。從結構上看，轉子可以與螺旋部分制作成一個整體的部

26、件，或者組裝件，即螺旋部分和軸分別用不同的材料制造。轉子通常用各種牌號的剛制造，殼體多半用鑄鐵制造。轉子直徑在250mm以下的螺桿式無油潤滑壓縮機，其殼體通常在吸入側有一垂直剖分面。對于大型無油潤滑壓縮機的殼體，除了垂直剖分面以外，在轉子平面上還有水平剖分面。 4）螺桿式無油潤滑壓縮機的殼體都有冷卻水套。無水冷的壓縮機，無論是無油潤滑還是噴油潤滑，其殼體的表面都有肋棱，這些肋棱不僅使殼體有一定的剛性，而且還可以改善向周圍介質的散熱。 1.5 軸封 1. 無油螺桿壓縮機軸封 在無油螺桿壓縮機中，壓縮過程是在一個完全無油的環(huán)境中進行的，這就要求在壓縮機的潤滑區(qū)與氣體區(qū)之間設置可靠的軸封。

27、軸封不僅需要能在高圓周速度之下有效的工作，并且必須有一定的彈性，以適應采用滑動推力軸承時轉子可能產生的軸向移動。另外，軸封的材料還必須能耐壓縮機所壓縮氣體的化學腐蝕。目前，無油螺桿壓縮機的軸封主要有石墨環(huán)式、迷宮式和機械式三種。 石墨環(huán)式軸封的密封環(huán)由摩擦系數(shù)較低的石墨制成，由于石墨具有良好的自潤滑性，即使石墨環(huán)與軸頸接觸也無妨礙。為了保證強度和使環(huán)孔的熱膨脹率與轉子軸材料的熱膨脹率相同，在密封環(huán)上往往還裝有鋼制支撐環(huán)。這樣，就可使密封環(huán)和軸之間的間隙很小，以達到好的密封效果，并且在一個寬的工作溫度范圍內也可正常工作。 石墨環(huán)式軸封采用環(huán)狀波紋彈簧，把密封環(huán)壓向密封表面，以防止氣體經石墨環(huán)

28、的兩側面泄漏。當軸的旋轉中心發(fā)生變化時，借助于環(huán)孔和彈簧的作用，密封環(huán)也移動到新的位置并保持在這一位置，從而防止了磨損現(xiàn)象的產生。 氣體經石墨環(huán)式軸封的泄漏量與間隙值、壓差、密封環(huán)數(shù)目等有密切的關系。除了高壓場合以外，通過四道軸封環(huán)聯(lián)合作用的氣體泄漏量將減少0.4%。當然，如果向軸封內充入氣體，壓縮機的氣體泄漏量將為零。 在迷宮式軸封中，密封齒和密封面之間有很小的間隙，并形成曲折的流道，使氣體從高壓側向低壓側流動產生很大的阻力，以阻止氣體的泄漏。密封齒可以做在軸上，與軸一起轉動，也可以做成具有內密封齒的密封環(huán)，固定在機體上。多數(shù)情況下，密封齒是加工在與軸固定的一個軸套上，當密封齒損壞時便于

29、更換。 在無油螺桿壓縮機中，無論采用石墨環(huán)式軸封還是迷宮式軸封，密封單元之間的引氣孔都可以有多種選擇方案[5]。如果被壓縮氣體可以漏入大氣，例如空氣、氮氣或二氧化碳等，則所以密封單元可以聯(lián)系布置，只是最后一個通向大氣。如果被壓縮氣體有毒、易燃、易爆或十分貴重，則可將泄漏的氣體引回至吸氣管。有時還可用壓力稍高于壓縮機內氣體壓力的惰性氣體充入軸封內，以阻止高壓氣體向外界泄漏。 當無油螺桿壓縮機的轉速較低時，還可以采用有油潤滑的機械密封。這種軸封工作可靠、密封性好。然而，這種軸封需要少量的潤滑油流過密封表面，這些潤滑油可能會混入所壓縮的氣體中。如果所壓縮氣體不允許有這種少量的污染，則需要在軸封和

30、壓縮機腔之間開一個泄油槽。應當注意的是，在無油螺桿壓縮機的工作轉速下，采用有油潤滑的機械密封時，所消耗的功是比較到的。在許多場合，單個軸封的摩擦功耗就可以達到數(shù)千瓦。而無油螺桿壓縮機中，要采用四個軸封，因而必須考慮軸封的功耗這一因素。 值得注意的是，雖然無油螺桿壓縮機對被壓縮氣體中帶有液體不敏感，但如果有大量的液體長時間進入無油螺桿壓縮機，則唯一需要注意的地方就是軸封。許多軸封都不是為液體而設計的，在液體存在的情況下，軸封會與軸意趣旋轉，產生磨損。并且，液體也會順著軸與軸封間的間隙流入到潤滑區(qū)域，破壞潤滑油的、特性，影響軸承及齒輪的正常潤滑。 2．噴油螺桿壓縮機軸封 噴油螺桿壓縮機中有兩

31、種不同的軸封：①與壓縮腔緊鄰的轉子軸段的軸封，特別是在排氣端，這種軸封更為重要；②伸出壓縮機端蓋外的軸段也必須有軸封，以與大氣隔開。由于壓縮介質和允許工況的不同，噴油螺桿空氣壓縮機的軸封與螺桿制冷和工藝壓縮機的軸封有很大的不同。 噴油螺桿空氣壓縮機大都采用滾動軸封，為了防止壓縮腔的氣體通過轉子軸向外泄漏，必須在排氣端的轉子工作段與軸承之間家一個軸封。這種軸封可以做得非常簡單，只要在與軸頸相應的機體處開設特定的油槽，通入具有一定壓力的密封油，即可達到有效的軸向密封。這種軸封的軸向長度要盡量短，以使軸承盡量靠近轉子的工作噸，提高轉子的剛性。在螺桿壓縮機正常工作時，吸入端的轉子工作段與軸承之間幾乎

32、沒有壓差，當利用吸氣節(jié)流的方式調節(jié)壓縮機的氣量時，此處也僅有可能會有噎嗝大氣壓力的壓差。所以，在吸氣端的轉子工作段與軸承之間，只用間隙密封就能滿足要求，沒有必要在提供密封油。 噴油螺桿空氣壓縮機轉子的外伸軸通常都設計在吸氣側，只要在利用吸氣節(jié)流的方式調節(jié)壓縮機的氣量時，外伸軸上的軸封兩側才可能會有一個大氣壓力的壓差。但由于此處的軸封必須防止?jié)櫥吐┏龊臀催^濾空氣的漏入，故在小型空壓機中，通常采用簡單的唇行密封。在大中型空壓機中，往往采用有油潤滑機械密封。 同噴油螺桿空氣壓縮機相比，噴油螺桿制冷和工藝壓縮機與帶器之間的密封就復雜多了。主要原因在于：①壓縮機內要密封的不是空氣，而有可能是有毒的

33、或易燃氣體，并且通常都很貴重；②它可能不允許被從外面漏入的空氣污染或沖淡；③軸封一側的壓縮機內壓力可能是不同程度的真空，也有可能是達1MPa的高壓，并且停機時需要密封的壓力可能會更高。所以。在噴油螺桿制冷和工藝壓縮機的轉子外伸軸處，通常都采用負責的面接觸式機械密封，主要有彈簧式和波紋管式兩種，并且需向此軸封處供以高于壓縮機內部壓力的潤滑油，以保證在密封面上形成穩(wěn)定的油膜。值得注意的是，軸封中有關零部件的材料要能耐壓縮氣體的腐蝕。 2 礦用螺桿式空氣壓縮機的特點 2.1 礦用螺桿壓縮機與雙螺桿壓縮機的比較

34、 由技術概況可知，蝸桿壓縮機除具備雙螺桿回轉式壓縮機結構簡單、緊湊、單位容積利用率高和無氣閥組件等特點外，因其星輪對稱地配置于蝸桿的兩側，還具有下列雙螺桿壓縮機所無法比擬的獨特優(yōu)點。 2.1.1 單機容量大，無余隙容積 從蝸桿主機上看，單螺桿上開有6個螺槽，由兩個星輪將各螺槽分隔成上下兩個空間，各自實現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣過程，而且是同步進行的，這是雙螺桿壓縮機無法做到的，也是在氣流脈動，氣流噪聲方面無法比擬的地方。 由于兩種型式的空壓機轉速可以完全相同，放在相同的轉速下進行分析對比。由于蝸桿壓縮機運行時，蝸桿每轉一周，每一個蝸桿槽均工作兩次（雙作用），使蝸桿空間得到充分利用，因此與雙螺

35、桿壓縮機相比，兩者結構尺寸相同時，蝸桿壓縮機排氣量較大；而當兩者排氣量相同時，則蝸桿壓縮機結構尺寸較小。 如以每分鐘2970轉（2970R/MIN）的蝸桿壓縮機為例，每分鐘壓縮次數(shù)為2970*12=35640次；而雙螺桿的2根螺桿的齒數(shù)比選其大的數(shù)值，取為5，相當于5個氣缸，其轉速也取為2970R/MIN，其每分鐘次數(shù)為2970*5=14850次，顯然與蝸桿壓縮機的35640次相差很多。因此，雙螺桿壓縮機與蝸桿壓縮機相比，在相同轉速下單位內排氣次數(shù)少，氣流脈動大，氣流噪聲大。 此外，蝸桿的蝸桿槽深度隨壓力的增高而減少，在排氣結束，星輪齒脫離單槽時，深度為零，故不存在余隙容積。因而，蝸桿壓縮

36、機較雙螺桿壓縮機的容積效率要高。 2.1.2 結構合理，具有理想的力平衡性 雙螺桿壓縮機主機的主要件就是兩個螺桿（俗稱雙螺桿），蝸桿壓縮機的主要件是蝸桿（俗稱單螺桿）。下面分析雙螺桿，蝸桿的受力狀況： 雙螺桿壓縮機在壓縮氣體的過程中，必然受到氣體的反作用力，該力在兩個螺桿上形成很大的徑向力與軸向力（見宣傳資料上的受力分析圖），并自然傳遞到軸承上，所以雙螺桿壓縮機即使是選用最好的進口軸承，其壽命一般也只在一萬五千個小時左右。 蝸桿壓縮機在壓縮氣體的過程中，也同樣必然受到氣體的反作用力，該力也在蝸桿上形成很大的徑向力和軸向力。蝸桿壓縮機在蝸桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側的氣體將通過引氣

37、通道回流至低壓側，從而使蝸桿兩端而上的氣體力相互平衡。由于星輪在蝸桿軸線兩側對稱布置，作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡，作用于蝸桿槽內的氣體軸向力也相互抵消，達到自身平衡。因此，蝸桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用，且星輪片上所受的力也只是雙螺桿壓縮機的1/30左右，故蝸桿壓縮機的主機能平衡，無振動地在高轉速下運轉，而無需特別的基礎，僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機即使利用國產的普通軸承，其壽命也可以達到15萬小時，而且可以在用戶處就地維修。 2.1.3 主機壽命長 由于蝸桿壓縮機的高速輕載，嚙合副型線的優(yōu)化設計，間隙適當，容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動體動力潤滑油膜，從而有效地減少了星

38、輪的磨損，降低了氣體的泄漏，提高了機器的壽命與效率，保障了運行安全可靠。 2.1.4 維護簡便，易損件少 世界上沒有永不磨損的機器，無論雙螺桿壓縮機還是蝸桿壓縮機，在若干年后，均需對主機進行維修保養(yǎng)。 單就更換軸承而言，雙螺桿壓縮機的進、排氣端4只重載軸承和2只四點軸承均需國外購進，成本昂貴；如若主、副轉子出現(xiàn)磨損或者軸承走外圈，主副轉子與機殼內壁發(fā)生磨擦，均無法在現(xiàn)場維修，須將主機運回生產廠，并花費巨額費用（約占整機售價的1/4~1/3）。而蝸桿壓縮機則無此顧慮，在生產廠家技術人員的指導下，現(xiàn)場即能進行解決，其費用極低。 同時，由于雙螺桿壓縮機受力不好，軸承受力大，其機械噪聲也要比

39、單螺桿壓縮機要大。 2.2 礦用螺桿式空氣壓縮機的主要特點 2.2.1 高效、節(jié)能、穩(wěn)定 近年來國際上主機轉自采用新型不對稱型線。如德國的GHH型線、瑞典的X型線、日本的α、β型線以及國內的XP型線、效率高、節(jié)能效果好。礦用螺桿式空氣壓縮機具有強制暑期的特點，即排氣量不隨排氣壓力的變化而變化，排氣壓力每升高或降低1MPa，排氣量相應減少或增加1%左右，同時，礦用螺桿式空氣壓縮機的內壓比與轉速無關，任何轉速式的內壓比幾乎為定值。 礦用螺桿式空氣壓縮機在寬廣的排氣量、排氣壓力和轉速范圍內，效率變化不大，并可保持較高的數(shù)值，比功率變化很小。由于壓縮機轉速高，無減速器，具有連續(xù)輸氣的性能，

40、輸氣的脈動性相應地很小，若無特殊要求，可不另裝儲氣罐。 2.2.2 出色的環(huán)保設計 隔音式的箱體設計、緊湊完整的機組、體積小、重量輕、噪音低、占地少、無需特殊基礎設計、施工，安裝方便。如：LGD-2/8-X型壓縮機容積流量[6]為22m/min，排氣壓力為0.8MPa，電機功率為132Kw，噪聲為783dB（A），最高排氣溫度為100℃，重量為2170kg，外形尺寸290016701940。箱體機組內包括壓縮機、電機、儀表、電控、后冷卻系統(tǒng)等，無需另購儀表柜、電控柜。而L-22/7-X活塞式壓風機噪音為105dB（A）、重量（僅空壓機、不含電機、儀表柜、電控柜）為2680kg，最高排氣溫

41、度160℃。礦用螺桿式空氣壓縮機動力幾乎完全平衡，無不平衡的質量力，這樣就可使機器平衡地無振動的運轉 。因此也不需要基礎，只要放置在平坦的通風良好的廠房內即可。 2.2.3 完善的綜合保護功能 該壓縮機具有卸載掩飾停車，主電機過載停機，排氣溫度過高停車，風扇電機過載停車等完善的保護功能。水冷機組設有恒溫閥自動控制機組排溫，風冷機組設有獨立的風扇冷卻系統(tǒng)。 2.2.4 全電腦自動控制 以PLC（可編程控制器）為中心，實現(xiàn)IMMI（可觸摸屏）工業(yè)人機界面，實現(xiàn)人機對話，全中文操作顯示系統(tǒng)，操作簡單，直觀。全電腦自動化控制，全方位提供壓縮機維護信息，實現(xiàn)維護提示，能打印壓力曲線，提供空氣

42、壓縮使用量動態(tài)分布，能夠歷史報警，方便用戶分析壓縮系統(tǒng)實際參數(shù)。無需專人看守，減少勞動成本，提高運行效率。 2.2.5 維護量小，運行費用低 由于壓縮機的主要零部件采用進口優(yōu)質元件，先進的生產制造工藝，使得機組運行壽命長，運行維護量小。 3 礦用螺桿式空氣壓縮機的加工工藝 3.1 礦用螺桿式空氣壓縮機的加工 為保證空氣壓縮機經濟和安全運行，加強對設備的科學管理，除對空氣壓縮機的排氣壓力、排氣溫度、潤滑油量和冷卻水量等必須在線監(jiān)測外，還應定期對其性能進行測定。通過對10幾個礦井配置的4L和5L型等空氣壓縮機的性能測定，分析了設備運行中存在的問題和性能下降的原因，對正確

43、判斷存在的的問題和采取相應對策，促進設備的經濟安全運行有一定意義。 3.2 上海屹能礦用螺桿式空氣壓縮機 3.2.1 德國GHH-RAND原裝進口螺桿主機 1.先進的非對稱5；6轉子，由線密封變?yōu)槊婷芊?使油膜分均勻，泄漏小，噪音低。 2.大轉子，低轉速，SKF軸承及進口油封，保證主機長壽命。 3.三坐標齒形檢測及嚴格的裝配工藝是保證機頭質量的關健。 3.2.2 液晶智能控制系統(tǒng) 中英文液晶控制系統(tǒng),提供壓縮機各種信息和故障原因,使壓縮機運行狀況一目了然。 3.2.3 油分離系統(tǒng) 結合立式桶臥式油氣桶，分離行程長，油氣混合氣經撞擊，離心，重力沉降分離后到高效油細分離器

44、，分離后壓縮空氣含油量控制在3ppm以內。 3.2.4 板翅翅式冷卻器通過強制排風 冷卻壓縮機潤滑油和機體內部溫度，確保機器夏季高溫不跳機；加大的冷卻器即使在高溫多塵的環(huán)境中也能保證機組正常運行。減少了高溫運行給潤滑油帶來結焦的危險。 3.2.5 外形結構 1.外形大方美觀,寶鋼優(yōu)良冷軋鋼板配以250度高溫烤漆,保證機器長年防腐。 2.模塊化鈑金設計，機器維修折裝十分方便。 3.合理地進出風道設計，保證散熱和降低噪音。 3.2.6 隔音系統(tǒng) 采用高密度吸音材料，使整機的噪音達到國際標準，綠色環(huán)保。 3.2.7 電動機 螺桿空壓機專用電機，IP54防護等級，F(xiàn)級絕緣等

45、級，SKF高性能軸承，效率高，溫升小。電機冷卻方式為IC411。安裝尺寸及功率等級完全符合IEC標準和42673標準。充分的服務系數(shù)設計為機組短時間超載提供了一定的保護。 3.2.8 油過濾器 知名品牌油過濾器，過濾面積大，精度高，有效地過濾運動件磨損的殘渣和油中的雜質，使每個循環(huán)噴入轉子和軸承的潤滑油都過濾清潔，保證機組更長的使用壽命。 3.3 空壓機術語和相關知識 3.3.1 壓力：壓縮機行業(yè)中所指的壓力指的是壓強（P） Ⅰ、標準大氣壓（atm） Ⅱ、工作壓力：吸、排氣壓力，是指空壓機吸、排氣的壓力 ①以大氣壓力為零點測得的壓力我們稱為表壓力P(G)。 ②以絕對真空

46、為零點的壓力我們稱為絕對壓力P(A)。 通常在壓縮機銘牌上給出的排氣壓力為表壓力。 Ⅲ、壓差：壓力的差值 Ⅳ、壓損：壓力的損失、空壓機常用的壓力單位換算： 1MPa（兆帕）=106Pa（帕斯卡） 1bar（巴）=0.1MPa 1atm（標準大氣壓）=1.013bar=0.1013MPa 通常在空壓機行業(yè)說的“公斤”是指“bar” 3.3.2 標稱流量：標稱流量在我國又被稱為排氣量或銘牌流量 通俗的講在所要求的排氣壓力下，空壓機單位時間內排出的氣體容積，折算到進氣狀態(tài)，也即第一級進氣接管處的吸氣壓力與吸氣溫度和濕度時的容積值。單位時間國家指的是一分鐘。 也就是吸氣的容積

47、Q=Cm*λ* D3*N=L/D*D3N L：轉子的長度 D：轉子的直徑 N：轉子的軸速 Cm：型線系數(shù) λ：長徑比 按國家標準，空壓機的實際排氣量為標稱流量的5％時均為合格。 基準狀態(tài)：一個標準大氣壓，溫度20℃，濕度為0℃，這個基準狀態(tài)在美、英、澳等英語國家t=15℃。歐洲、日本t=0℃。 標準狀態(tài)：一個標準大氣壓，溫度0℃，濕度為0 如果折算到基準狀態(tài)，單位為：m3/min（立方每分鐘） 如果折算到標準狀態(tài)，單位為：Nm3/min（標方每分鐘） 1m/min=1000L/min 1Nm/min=1.07m/min 3.3.3 氣體含油量 Ⅰ、單位體積的壓縮空

48、氣中所含的油(包括油滴、懸浮粒子、油蒸氣)的質量，換算到絕對壓力0.1MPa、溫度20℃和相對濕度65%標準大氣條件下的值。單位：mg/m3（指絕對值） Ⅱ、PPM 一種表示微量物質在混合物中的含量的符號，指每一百萬份中的份數(shù)或百萬分率(分重量比PPMw和體積比PPMv)。（指比值） 通常我們所說的PPM為重量比。(1kg的百萬分之一為毫克) 1PPMw=1.2mg/m3(PA=0.1MPa、t=20℃、φ=65%) 3.3.4 比功率 比功率：是指壓縮機一定容積流量所消耗的功率。是評價壓縮相同氣體，在相同排氣壓力下的壓縮機性能的一種指標。 比功率＝軸功率(輸入總功率)/排氣量（

49、kW/m3min-1） 軸功率：壓縮機驅動軸所需要的功率。 P軸=√3UIcosφ(9.5)η(98%)電機η傳動 3.3.5 電氣和其他名詞術語 Ⅰ、功率：單位時間內電流做的功（P），單位是W（瓦特），我們常用的是KW（千瓦）也有用馬力（HP）。 1KW=1.34102HP 1HP=0.7357KW Ⅱ、電流：電子在電場力的作用下有規(guī)則的向一個方向移動，就形成了電流（I），單位是A（安培）。 Ⅲ、電壓：就和水流動是因為有落差一樣，也有電位差，稱電壓（U），單位是V（伏特）。 Ⅳ、相，指火線，三相四線：是指有三根相線（或火線）一根中線（或零線），單相是指一根相線（或火線

50、）一根中線（或零線）。 Ⅴ、頻率：交流電每秒完成的電動勢正負變換周數(shù)，用（f）表示，單位-Hz（赫茲）國交流電頻率為50Hz，國外為60Hz。 Ⅵ、變頻：即改變頻率，在空壓機應用中，通過改變電源的頻率以改變電機的轉速，從而達到調節(jié)流量的目的。由于通過變頻調節(jié)流量可以精確到0.1bar，大大減少了無用功從而達到了節(jié)能的目的。 Ⅶ、控制器：在行業(yè)主要有兩種類型的控制器：儀表式和PL制器，我們使用的是PLC控制器，是一種由單片機和其他元件組成的可編程控制器。 Ⅷ、直聯(lián)：直接聯(lián)結，在空壓機行業(yè)是指用聯(lián)軸器聯(lián)結。 Ⅸ、加載/卸載：空壓機的工作狀態(tài)，一般是指空壓機有完整的吸、排氣過程為加載狀態(tài)，

51、反之為卸載狀態(tài)。 Ⅹ、風冷/水冷：是指冷卻方式。 Ⅺ、噪音：單位：dB（A）(+-3)（分貝）聲壓級單位。 Ⅻ、防護等級：是表示電氣設備防塵，防異物，防水等密閉程度的值，用IPxx表示。 Ⅷ、啟動方式：直接啟動，通常用的是星三角轉換方式啟動。 3.3.6 露點溫度 濕空氣在等壓力下冷卻，使空氣里原來所含未飽和水蒸汽變成飽和水蒸汽的溫度，或者說，當空氣的溫度降低到某一溫度時，空氣里原來所含未飽和水蒸汽就達到了飽和狀態(tài)(即水蒸汽開始液化，有液體凝結出來)，此溫度就是該氣體的露點溫度。 壓力露點：是指有一定壓力的氣體冷卻到某一溫度度，其所含的未飽和水蒸氣變成飽和水蒸氣析出，此溫度就是

52、該氣體的壓力露點。 大氣露點：是指在標準大氣壓下，氣體冷卻到使所含的未飽合水蒸氣變成飽和水蒸氣析出的溫度在空壓機行業(yè)中，露點表示的是氣體的干燥程度。 3.4 螺桿式空氣壓縮機轉子的加工流程 螺桿主機企業(yè)將面臨新的考驗，能效等級的劃分會促使整機企業(yè)選擇性價比高的產品。在保證能效限定值前提下，主機企業(yè)的競爭將向著高品質、節(jié)能的方向良性發(fā)展，而不再是著眼短期的價格競爭策略。主機能效的提高首先體現(xiàn)在高效型線的開發(fā)上，所有組成齒曲線均為圓弧或圓弧包絡線，完全實現(xiàn)“曲面對曲面”密封，這有助于形成流體動力潤滑油膜，可降低通過接觸線的橫向泄漏，提高壓縮機效率。改善轉子的加工性能，便于采用磨削法加工特點

53、的新型螺桿轉子型線將成為企業(yè)的追逐點。 國內轉子加工工藝[7]部分還停留在粗銑→精銑上，其齒形精度只能達到0.02～0.04mm，齒面粗糙度Ra1.6～3.2μm。高質量的轉子加工工藝將轉向粗銑→調質→精磨工藝加工螺桿轉子，其齒形精度可達到0.005mm，齒面粗糙度Ra0.1～0.2μm。該工藝的齒形精度和表面質量較之國內傳統(tǒng)銑削工藝有很大提高，良好的齒形精度和表面質量保證了轉子的使用效率。 螺桿壓縮機的核心部件是轉子，轉子的核心是型線，轉子齒形加工直接影響了壓縮機的性能。隨著螺桿壓縮機市場占有率的逐步擴大，對轉子的需求量也日益增加。我國的轉子加工采用銑削加工和磨削加工結合的模式。隨著對國

54、外先進技術的引進和消化吸收，國內轉子的加工已經達到國際同行業(yè)水平。轉子的原材料一般為45鋼，也有一些采用40Cr，球墨鑄鐵因為節(jié)省原材料和良好的機加工在最近幾年有所推廣。國內轉子的加工流程為：粗車（包括鉆中心孔）——銑螺旋槽——熱處理（根據(jù)轉子技術要求確定，在大批量的生產中，一般都是在加工之前，對原材料進行熱處理）——半精車——精車修中心孔——磨外圓及端面——磨螺旋槽——檢測——配對——銑鍵槽——動平衡。國外轉子加工流程：鏜端面（原材料已經經過熱處理，國外45鋼是以正火狀態(tài)出廠）——鉆中心孔——車外圓——銑螺旋槽——修中心孔（根據(jù)檢測結果）——磨外圓——磨螺旋槽——檢測——配對——銑鍵槽——動

55、平衡。這兩種流程基本代表了國內外目前加工轉子的流程，中心孔在轉子的加工中非常重要，是加工定位的基準。由于轉子銑型線的過程中切削力較大，中心孔和頂尖之間的摩擦力增大，精度會隨之降低。為了保證這一基準不變，一般都要對中心孔進行修復，修復方法各不相同。最常見的辦法是在普通車床重新車中心孔，國外有些轉子生產商將鉆床改造成轉子中心孔的專用修復機床，就是在安裝鉆頭的主軸上安裝中心孔成型小砂輪，磨削中心孔，這種辦法修復中心孔的精度高，便于操作，更適合中小規(guī)格轉子的中心孔修復，對于較大轉子則需要專用工裝來保證轉子的裝夾和兩個中心孔的同軸度。 轉子關鍵工序： 轉子的加工流程基本都相同，因各生產商生產設備和加

56、工能力的不同而有微小的差異。轉子加工的最關鍵部分是銑螺旋槽和磨螺旋槽。兩者結合是近幾年來對國內外通常采用的方法，這樣有利于提高加工效率。銑螺旋槽是利用成型盤銑刀進行銑削，除了對機床本身的傳動精度、剛度有要求外，對于大批量轉子的生產，適合的轉子銑刀就成為關鍵因素。轉子銑刀的設計不但要滿足刀具設計的基本原理，還要滿足型線的加工要求。根據(jù)理論型線設計刀具型線時，對有干涉、往復、過切的點以及尖點要進行修正，對原有轉子型線坐標進行調整以利于工藝實施，同時要滿足壓縮機的性能要求。存在尖點是因為容易產生刀具刃形的中斷與交叉。 轉子銑床的加工細節(jié)以Holroyd的2AC為例說明： 根據(jù)轉子的兩個基本參數(shù)，

57、導程和齒數(shù)按照傳動比計算關系計算關齒輪數(shù)，選擇合適的掛輪； 根據(jù)安裝角及旋向安裝盤型銑刀； 根據(jù)轉子齒根直徑計算槽底預留量，調整機床，選擇合適的切削進給速度開始加工轉子。 為了保證轉子的型線、旋向是正確的，可以按照齒形作出樣板，在銑第一個轉子的第一個槽后停止機床進行比照，這樣可以避免發(fā)生批量質量事故。這種方式只適合粗略的查看轉子型線是否正確，但是不能驗證銑刀是否設計正確。為了堅持銑刀是否正確，可以在三座標檢測儀或者轉子測量儀上進行檢測。前者是對轉子螺旋槽的輪廓進行實體掃描，后者是對轉子螺旋槽型線按照輸入的型線坐標進行實點檢測。在對銑完型線的轉子進行檢測時，輸入檢測儀的檢測型線一定要按照預

58、留量對型線進行等距偏移，否則型線在節(jié)圓處會有錯誤，檢測的結果也是不正確的。 銑完槽的轉子經過驗證合格后，根據(jù)圖紙加工要求對外圓及端面進行磨削，主要是軸承位、型線外圓等。軸承位的加工非常重要，這是螺桿壓縮機機頭組裝的基礎，直接影響到壓縮機的性能。 這些工序完成之后，進入轉子的高精加工工序——磨槽，轉子磨床的出現(xiàn)是轉子加工工藝改進的里程碑。以Holoyd的TG350E轉子磨床為例，簡單列舉磨削加工轉子的優(yōu)點： 磨削精度高，表面粗糙度可達到Ra=0.4μm，嚙合間隙滿足設計者的理論要求。間隙越小，螺桿壓縮機的效率為越高，噪聲越小。一般空氣壓縮機的要大于制冷壓縮機，噴油螺桿壓縮機一般都有一個零間

59、隙點。 合理的間隙，轉子磨床一般都有數(shù)據(jù)轉化程序，Holroyd有生產轉子的豐富經驗，這為他們生產的轉子磨床奠定了雄厚的技術基礎。HPMS（Holroyd Profile Management Software）軟件能夠根據(jù)設計者的要求在合理的陰陽轉子點上加準確的間隙。加了間隙的型線被輸入機床后，機床會按照設定程序加工轉子。準確度高，減少了檢測的工作量；質量穩(wěn)定，轉子配對隨機性高，除去轉子外徑的因素，任意陰陽轉子都可以配對。 可以深磨削，對于少量或小批量的轉子加工，可以節(jié)省轉子盤銑刀費用的投入。 可以自動修整砂輪和平衡砂輪。 用磨削的方法加工轉子還有其它優(yōu)點，但因各機床性能的差異，在此

60、不一一列舉。轉子磨床磨削轉子的基本過程是： 用HPMS軟件進行數(shù)據(jù)處理，包括計算成型砂輪計算，加間隙，做檢測數(shù)據(jù)文件，最終生成機床認可的數(shù)據(jù)文件； 輸入數(shù)據(jù)到轉子磨床，建立新的產品數(shù)據(jù)文件夾，設置與轉子相關的參數(shù)，保存； 安裝砂輪，按照機床內的砂輪型線修整砂輪，平衡砂輪； 調整機床，對機床進行參數(shù)設置； 編寫轉子加工程序； 開始加工轉子； 轉子加工完成后，進行型線檢測，如果檢測的型線與理論誤差有差異，對檢測完的結果進行修正，將修正的轉子型線再次輸入轉子磨床。反復，直到轉子型線檢測合格，將合格的轉子作為標準轉子，用于以后的對砂輪等。 現(xiàn)在，為了減少加工標準轉子過程中出現(xiàn)的廢品，一

61、般不采用做標準轉子的辦法。在轉子加工過程中留余量并對型線升級，在型線最接理論型線的時候，磨削轉子為成品尺寸。這種處理辦法有利于節(jié)省加工時間，節(jié)省成本，但對操作人員的要求較高，操作人員不但要有熟練的操作技術，還要理解轉子型線的基本要求和基本技術參數(shù)。 螺桿壓縮機轉子加工是壓縮機制造中的一個重要問題，其加工難度大，對精度要求極高。隨著我國對國外先進技術的引進、消耗和吸收，對螺桿壓縮機轉子的加工技術已經逐漸掌握，加工水平已經達到國際同行業(yè)水平。隨著國際壓縮機相關行業(yè)在中國注冊公司的逐漸增多，為了減少生產周期，開始將轉子的供應商從歐洲轉移到中國，開始在中國尋求新的供應商。轉子的生產在中國將成為一種新

62、的專業(yè)產業(yè)，而不是純粹為了滿足企業(yè)內部壓縮機的組裝使用。 4 礦用空氣壓縮機性能測試分析 4.1 設備性能分析 4.1.1 排氣效率的分析 排氣效率指空壓機的實際排氣量與額定排氣量之比。為提高空壓機的運行效率，要求在額定壓力下，空壓機的排氣效率不低于90%。在測試的47臺空壓機中，排氣效率大于90%的有38臺，占被測設備的80.9%，排氣效率低于90%的有9臺，主要是4L型壓縮機，占被測設備的19.1%。 4.1.2 比功率的分析 比功率是評價空氣壓縮機性能好壞的一個重要經濟指標。比較空

63、氣壓縮機的比功率，除要求排氣壓力相同外，進氣條件、冷卻水入口溫度以及冷卻水耗量也應相同，不然便失去可比性。據(jù)統(tǒng)計，國產L型空氣壓縮機排氣量在10~100m3/min，比功率在5.0~5.3kWmin/m3。根據(jù)《生產礦井質量標準化標準》，空氣壓縮機在額定排氣壓力下，比功率應低于5.9kWmin/m3。而在測試的47臺空壓機中，高于5.9kWmin/m3有6臺，占被測試設備的12.8%，有的高達6.48kWmin/m3。因此，為使排氣效率和比功率都符合要求，加強對設備的運行管理，提高維護維修質量，保證空壓機的經濟運行是非常必要的。 4.2 性能下降原因及判斷 4.2.1 漏氣 吸排氣閥

64、故障、氣缸故障和填料函不嚴等造成漏氣[8]。當一級排氣壓力小于0.2MPa時，說明一級吸排氣閥漏氣（手摸吸氣閥發(fā)熱）或填料漏氣；當一級排氣壓力大于0.225 MPa時，說明二級吸排氣閥或活塞漏氣。在所測試的47臺設備中，一級排氣壓力小于0.2MPa的有18臺，占被測設備的38.3%，大于0.225MPa的有7臺，占14.9%。漏氣是造成空壓機排氣量降低的主要原因之一，發(fā)現(xiàn)后應及時處理。 4.2.2 冷卻效果差 冷卻水量不足、冷卻水質不好、入水溫度過高、氣缸冷卻水套結垢等是造成冷卻效果差的主要原因。冷卻效果差將導致汽缸過熱，排氣溫度過高，使得空氣壓縮機性能下降。從測試數(shù)據(jù)看，冷卻器中氣體

65、的終溫(二級吸氣溫度)與冷卻水初溫差，在5~10℃范圍的僅有5臺，只占被測空壓機的10.6%；冷卻水進出口水溫差為15~20℃的只有17臺，占被測空壓機的36.2%；冷卻器及一二級汽缸出口水溫不應超過40℃僅有11臺，占被測空壓機的23.4%。因此，加強冷卻，降低能耗，保證空壓機安全經濟運行非常必要。 4.2.3 吸、排氣系統(tǒng)阻力過大 空氣過濾器器結垢、吸排氣閥積垢、吸氣管太長、管徑太小等，都使吸、排氣阻力增大，從而影響空壓機的吸氣量，增加功率消耗。應定期清洗過濾器和吸、排氣閥，正確配置吸氣管道等。 4.2.4 潤滑效果不好 潤滑油壓力超出規(guī)定范圍或油溫過高，則影響空壓機的潤滑效果

66、，嚴重時使運動機構發(fā)熱，以致造成故障或引起重大事故。從測試數(shù)據(jù)看，潤滑油壓超過(0.147~0.245)Mpa范圍的有24臺，占被測空壓機的51.1%。其中低于0.147 MPa有9臺，高于0.245MPa的有15臺。潤滑油溫全部符合要求。因此，應加強對齒輪油泵系統(tǒng)的檢查維護，正確調整潤滑油壓，確保油質、油溫、油壓、油量符合要求。 4.2.5 余隙容積不合理 合理調整空壓機的余隙容積，既可以保持較高的容積系數(shù)，增大空壓機的排氣量，又可以避免活塞與氣缸發(fā)生碰撞事故。因此，應提高空壓機檢修安裝質量，使汽缸余隙容積符合要求。 4.2.6 總結 對空氣壓縮機測試數(shù)據(jù)的正確分析，是空壓機性能測試的重要環(huán)節(jié)。要保證分析的準確、可靠，則要求測試方案合理和測試方法正確，以保證獲得準確的測試數(shù)據(jù)。對測試數(shù)據(jù)應逐個分析，查找不符合要求的原因，進而采取相應措施，及時處理，才能保證空氣壓縮設備的經濟和安全運行。 5 礦用螺桿式空氣壓縮機的相關及邊緣常識 5.1 用戶最關心的問題 用戶最關心的問題之一：流量Q，壓力P和電機功率KW