1、 1螺杆式压缩机的构造与工作过程 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸入、压缩和排气过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世，主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现，性能得到提高，目前，喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类，双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。 图 2为喷油式螺杆式压缩机的构造。在断面为双圆相交的汽缸内，装有一对转子阳转子和阴转子。阳转子有四个齿，阴转子有六个齿，两根转子相互啮合。当阳转子旋转一周，阴转子旋
2、转 23 周，或者说，阳转子的转速比阴转子的转速快 50。图 3 是螺杆式压缩机从吸气到排气的工作过程，在汽缸的吸气端座上开有吸气口，当齿槽与吸气口相通时，吸气就开始，随着螺杆的旋转，齿槽脱离吸气口，一对齿槽空间吸满蒸气，如图(a)。螺杆继续旋转，两螺杆的齿与齿槽相互啮合，由气缸体、啮合的螺杆和排气端座组成的齿槽容积变小，而且位置向排气端移动，完成了对蒸气压缩和输送的作用，如图(b)。当这对齿槽空间与端座的排气口相通时，压缩终了，蒸气被排出，如图(c)。每对齿槽空间都存在着吸气、压缩、排气三个过程。在同一时刻存在着吸气、压缩、排气三个过程，不过它们发生在不同的齿槽空间。 (2)螺杆式压缩机的优
3、点： 螺杆式压缩机只有旋转运动，没有往复运动，因此压缩机的平衡性好，振动小，可以提高压缩机的转速。 螺杆式压缩机的结构简单、紧凑，重量轻，无吸排汽阀，易损件少，可靠性高，检修周期长。 在低蒸发温度或高压缩比工况下，用单级压缩仍然可正常工作，且有良好的性能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙，没有吸、排汽阀，故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。 螺杆式压缩机对湿压缩不敏感。 螺杆式压缩机的制冷量可以在10一100范围内无级调节，但在40以上负荷时的调节比较经济。 (3)缺点：噪声较大，以及需要设置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助设备，造成机组体积大。 往复式压缩机的工作原理 往复式压缩机又称
4、活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复运动，从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。图1中的四个过程分别表示了压缩机1二作中的四个过程。 到最低位置(称活塞的下止点)时，汽缸吸满蒸气。而活塞转而向上，这时吸、排汽门都关闭，汽缸容积缩小，蒸气被压缩，一直压缩到排汽压力为止。图中(b)为排汽过程：当压力达到一定值(大于排汽管内压力)时，排汽阀开启，活塞继续上移，蒸气排出，一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时，排汽结束。图中(c)是余隙膨胀过程：为了防止活塞与吸排汽阀碰撞，活塞上移到上止点时，活塞与汽缸顶部之间留有一定间隙，称余隙。当活塞转而向下运动时，排汽结束时留
5、在余隙内的高压蒸气阻止吸汽阀开启，吸汽不能开始。这时余隙内的蒸气随着活塞下移而进行膨胀，一直膨胀到吸汽压力以下时才结束。图(d)是吸汽过程：吸汽阀开启，随着活塞往下运动而吸汽，一直进行到活塞下移到活塞下止点为止。 (2)优点：它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低，PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强。 (3)缺点：无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化，排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量
6、压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。 漩涡式压缩机结构原理 它的原理是由偏心轴带动运动滑盘绕固定滑盘的轴线摆动而完成进气和压缩的功能。与旋转式相比，涡旋式压缩机不仅同样没有曲轴连杆进排气阀等，而且无旋转式所必须有的滑片、排气阀而极大地提高了工作的可靠性，使工作更加可靠。涡旋式压缩机的活塞就是那个绕固定滑盘的轴线摆动的运动滑盘。但涡旋式压缩机的制造加工要求非常高，加工成本直接影响了成本及应用。 旋转（滑片）压缩机 旋转式压缩机的活塞象一个在扁平圆盒子内旋转的转子一样，活塞装在偏心轴上沿汽缸侧壁面做平面滚动，作用于汽缸内的制冷剂。为了隔断吸气区与排气
7、区，在气缸侧壁上开有一个垂直的槽，槽内装有一个与转子配合很好，可以被压进转子侧壁槽内的滑片。与活塞压缩机相比消除了进气伐片故障、曲轴连杆这些将电机旋转运动转换为往复直线运动对效率的影响，曲轴连杆部分的抱轴卡涩、活塞余隙对效率的影响等问题。小型制冷压缩机技术有了很大进步，效率有了很大的提高。但其滑片的密封及排气伐片的故障等问题并没有彻底解决。PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4螺杆压缩机培训资料 1 螺杆压缩机的概况 1.1 特长、规格 螺杆压缩机与其他形式的压缩机比较，一般具有如下特长，并广泛应用于空调、冷冻、厂房设备、空气热源冷暖等方面。 螺杆压缩机滑动部位少
8、，没有短时间必须交换的动作阀等零件，所以可靠性高，没有长时间大修的必要。 结构简单，主要零件数约是往复式的1/10（本公司比）。 采用双重密封结构，低噪音。 冷媒压缩因是通过连续吸气进行压缩，所以为低振动。 效率高，尤其是在低温用途、空气热源冷暖用方面，能发挥超群的性能。 容量控制有阶段和连续两种方式，能广泛适应不同的需要。 如果在压缩机吸入侧喷射液体冷媒，排出气体的温度不会上升到120以上。 使用排出温度达到120且不会炭化或劣化的特殊合成润滑油。 压缩机启动负荷小，马达启动可采用启动电流小的星-三角式（）。 表1 压缩机的规格 型 号 4005SC-H, 4005SC-Z 5005SC-H
9、, 5005SC-Z 6005SC-H, 6005SC-Z 齿数（M/F） 个 5 / 6 外形（M/F） mm 125/ 100 140 / 112 转子 长 度 mm 129. 2 127. 0 156. 4 回 转 数 rpm 2, 880 排 出 量 m3/h 137. 4 169. 5 208. 7 冷 煤 R22 , R407C ,R134a 16. 16 19. 94 24. 6 法定制冷能力 R22 R407C 吨 14. 02 17. 30 21. 30 输 出 kW 30 37 45 电 源 频 率 数 V-Hz 380V -50Hz 启 动 方 式 方式 相 间 电 阻
10、0.2564 0.2271 0.1897 相 数 3 电机 极 数 2 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 5润 滑 方 式 L 压差供油方式 阶 段 控 制 % 100 , 75 , 50 , 33(只是启动时) 100 , 75 , 50 , 25(只是启动时) 容量调 整范围 连 续 控 制 % 10033 10025 种 类 ICEMATIC SW220HT 油 注 入 量 L 6 油 加 热 器 容 量 W 150 冷 煤 过 滤 器 80目 油 过 滤 器 150目 宽 mm 1, 093 1, 179 1, 309 长 mm 413 458 外形 尺
11、寸 高 mm 505 530 产 品 重 量 kg 360 420 440 备注1：电机相间电阻是指当温度为20时的值。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 61.2 工作原理 螺杆压缩机是通过由5个凸齿组成的阳转子（以下简称为M转子）与由6个凹齿组成的阴转子（以下简称为F转子）的啮合形成齿形空间吸入冷媒，通过减小齿形空间来压缩冷媒至所定压力。吸入行程 从在轴向到半径方向上开口的吸入口吸入冷 媒。随着转子的回转，在转子下侧，啮合分 开，齿沟长度增大，冷媒被吸入齿形空间。 压缩行程 从齿沟的吸入侧开始进行齿形的啮合，密封 线渐渐向排出侧行进，齿形空间减少，进行 压缩
12、。 压缩行程 通过随着冷媒一起吸入的润滑油，在转子间 隙内形成油膜密封，同时对转子进行润滑。 阳转子和阴转子渐渐靠近排出口进行压缩， 压力升高。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7排出行程 齿形空间与排出口连上，开始排出行程。此 行程持续到排出端，直到齿形空间的冷媒被 完全送出为止。 1.3 压缩机的外观尺寸及构造 图13为压缩机的尺寸图及结构图。图 3 的转子由滚柱轴承支撑，压缩冷媒所产生的轴向力由滚珠轴承来支撑。阳转子所产生的轴向力阴转子的3-4倍，因此为了缓和轴向力，阳转子侧的滚珠轴承采用3连式来增加负荷容量。容量控制是由形成了壳体的一部分的滑阀经活塞向
13、轴方向移动，通过旁通冷媒来进行控制的。 另外，壳体内藏的马达的标准规格为200V启动。 图3为压缩机的分解图。请通过此图确认各零部件的位置。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 8图1 4005SC半封闭型螺杆压缩机尺寸图 5 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 9图2 5005SC, 6005SC半封闭型螺杆压缩机尺寸图 机 种 L1 L2 L3 L4 L5 安全阀5005SU(-Z),5005SP(-Z) (50Hz) 1179398 168 9.5 53 不带5005SU(-Z),5005SP(-Z) (60Hz) 127939
14、8 168 9.5 53 带6005SU(-Z),6005SP(-Z) 1309428 198 14 76.5 带6 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 10 图3 半封闭型螺杆压缩机结构图 编号 名 称 材 料 1 主壳体 FC250 2 螺杆转子 3 滚珠轴承 4 马达 5 马达盖 FC250 6 滚珠轴承 7 滑阀 8 杆 9 活塞 10 D盖 11 E盖板 12 排出容量 锅炉板：STPG370-E 平 板：SM400B 13 分离器 14 终端 15 冷媒过滤器 1.4 启动方式 一般22kW以上的压缩机，由于启动电流大，所以除了直入启动以外，还采用启动
15、、PW启动。从启动电流这点来说，启动有很多优点，因此额定输出功率 22kW以上的日立半封闭螺杆压缩机全部采用启动。 如图5所示，启动时，定子的线圈采用星形（）接线，通过给各相加电源电压的1/ 3来控制启动电流，马达加速进入正常运转之后，切换到三角形（）接线，将各项电压加满到电源电压。采用这种方式，可将启动电流控制到只有全电压启动的1/3。 机 种 L H 4005SU（-Z） 4005SP（-Z） 1077 505 5005SU（-Z） 5005SP（-Z） 1161 530 6005SU（-Z） 6005SP（-Z） 1191 530 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用
16、版本创建 11 图4 方式马达启动 1.5 润滑结构 润滑油系统图如图5所示。 因为螺杆压缩机是采用润滑油储存在高压部D壳体，通过高压与低压的压差向滑动部供油的结构，所以不需要同往复式压缩机一样使用油泵。D壳体储存的油通过150目油过滤器的过滤以后，给如下三个系统供油： 向轴承（滚柱轴承和滚珠轴承）供油 提供给阳转子和阴转子的油，对轴承进行了润滑后，再吸入转子内，对啮合部进行润滑后与冷媒一起排出，通过分离器分离后再回到D壳体储存。 向转子齿面供油 提供给吸入侧滚柱轴承的油及在循环中循环的油，给转子啮合部供油，与冷媒一起排出，通过分离器分离后再回到D壳体底部储存。 向容量控制机构供油 通过毛细管
17、向汽缸部供油，驱动了活塞以后，排油被送到壳体的吸入侧，再次被吸入转子内后，与相同回到D壳体储存。 如上所述，油从D壳体供给到各滑动部后，被吸入转子内，与冷媒一起排出，通过分离器分离后再回到D壳体储存，而冷媒则被排出到冷凝器。 图5 半封闭型螺杆压缩机润滑油系统图 （阶段控制） 1.6 容量控制结构 螺杆压缩机的容量控制机构如图6、7所示，是通过设在啮合部的滑阀向转子轴方向滑动PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 12 来调整有效吸入量而进行的。 一旦吸入气体被吸入转子的啮合部，因为滑阀向排出方向滑动，所以虚线箭头所示多余部分会向吸入侧旁通，只有必要的气体量被排出。
18、滑阀的动作是通过使固定在滑阀上的活塞进行油压作用而动作的。图6是以阶段控制为例对容量控制进行说明。 滑阀移到最左侧时为 100%负荷，相反移到最右侧时为负荷最小（4005SU 为 33%负荷，5005SU及6005SU为25%负荷）。图示位置为75%负荷。 下面表示压缩机电磁阀的动作，100%运转时，3个电磁阀全部关闭。因此活塞的A、B面全为高压，但是滑阀端面的A面为高压，B面为低压，因此滑阀一直滑动到左侧，固定在100%负荷的位置。负荷为75%时电磁阀202打开，活塞A面被开放为低压，由于活塞AB面的压差滑阀向右侧移动，恰好在图示位置上压力取得平衡，固定，成为 75%负荷运转。另外，压缩机启
19、动时减轻启动力矩所必需的最小卸载，是关闭电磁阀202，打开电磁阀201，与前面相同将A面开放为低压，使滑阀滑动到最右侧。活塞B面所附的线圈弹簧，是在停止时将活塞推向最右侧所用。 图6 容量控制结构（阶段控制） 备注：本图为从压缩机上方的俯视图。 卸载电磁阀的配置 电磁阀动作表 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 13 电磁阀 容量 201 202 203 备注 100% 闭 闭 闭 75% 闭 开 闭 50% 闭 闭 开 启动 开 闭 闭 启动前3分钟以上及启动后30秒钟 停止 闭 闭 闭 图7 容量控制结构（连续控制） 备注：本图为从压缩机上方的俯视图。 卸载电
20、磁阀的配置 电磁阀动作表 电磁阀 容量 201 202 203 备注 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 14 容量上升 闭 闭 开 容量下降 闭 开 闭 中立保持 闭 闭 闭 启动 开 闭 闭 启动前3分钟以上及启动后30秒钟 停止 闭 闭 闭 1.7 检查接头 检查接头用于压力计的取出口处。检查接头的结构如图8所示。 编号 零部件名称 1 本体 2 垫片 3 盲螺母 4 主轴 5 弹簧 6 密封环 图8 检查接头结构图 如图所示，检查接头的A部密封面粘合密封，但如拆下盲螺母，安上压力计配管的扩口螺母，主轴压下弹簧，形成向下移动，使密封面A出现空隙，就可以检查内
21、部压力了。 1.8 压缩机定期检查基准 压缩机的定期检查，请按照表2半密封型螺杆压缩机日常检查、定期检查基准、表3冷冻机油的劣化和颜色目视基准实施。 表2半密封型螺杆压缩机日常检查、定期检查基准 时间和年月 区分 时间 年月 实施项目 备注 日常 检查 每天 运转状况（压力、温度、电压、电流值、特记事项等）的记录 水冷用 每40, 000小时 空冷用 每24, 000小时 1.压缩机大修检查及零部件检查。 2.润滑油的检查 根据以下更换基准 轴承 冷冻机油 转子 折起垫圈（螺栓止动） 垫片O环 定期 检查 塑料环 吸入冷煤过滤器 油过滤器 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试
22、用版本创建 15 备注 最好采用短时间 根据用途、使用条件，个别项目有追加的必要 注意： 1. ：检查出现异常时更换零件 ：更换零件 2. 本表用于运转状况良好、运转记录完备的情况 3. 如果使用劣化或被铁粉等污染的冷冻机油的话，会造成轴承寿命缩短。所以请注意观察视油镜，如果出现有污染，即使还未到更换时间也需要更换。 由于在本螺杆压缩机上使用的冷冻机油有随紫外线而变色的特性，所以比较难以根据色调判断，此时请参考表3 的颜色样本。另外，可以用全酸化来判断有的劣化。以下的全酸化测试工具是机油生产厂家销售的，请参考使用。 机油厂家：CASTORAL 测试工具：酸性检查测试工具 PDF 文件使用 “p
23、dfFactory Pro“ 试用版本创建 16 表3 冷冻机油的劣化和颜色目视基准 色（ASTM） 记号 B A E D C 判定 油 的 颜 色 无异常 要注意 要交换冷冻机油8.0 6.5 7.0 6.0 4.0 5.0 3.0 2.0 16PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 17 压缩机压力表 1. 压缩机上连接的高、中、低、油压表在制冷循环过程中代表了系统以下几个部分的压力：高压表表示的是压缩机的排（气）出压力。压缩机的排气压力主要取决于氟利昂在水冷凝器中与循环冷却水的热交换的程度（要求冷却水的温度要低，低于 28，有一定的压力和流量，并且水冷凝器的换热
24、管壁无结垢现象）、取决于排气是否通畅、取决于系统是否干净（无不凝性气体混入系统）、取决于系统氟利昂（R22）的充注量是否合适（按照压缩机功率的大小充注不能太多）、取决于系统的气密性是否完好（系统的低压端不能有泄露）等。 2. 系统中的压力表相当于是制冷系统上的眼睛，因为氟利昂在系统内流动的情况我们是无法看到的，系统如出现问题，只能从压力指示的情况作出判断：如果系统出现高压压力（表）不断的下降，且制冷状况恶化（降温较差），那么可以初步断定是系统的高压部分有泄露情况（氟利昂泄漏）；如果系统的高压压力呈不断上涨趋势、甚至上涨的压力超过高压继电器设定的保护压力值，且制冷状况恶化（降温较差）。那么，可以
25、初步断定，制冷系统的低压部分有泄漏点（空气进入）。系统上的低压表压力，如果开机，温度还没降什么，而低压表压力却降到真空压力。那么，可以初步断定系统有堵塞的部分。 3. 以下是系统各压力表的正常范围： 3.1. 中压的压力在设备正常时指示在1左右，不走负压即可。中压的压力计算公式：中间压力的确定可按下式进行计算： ZPkPo Pk：第二级气缸的排气压力 Po：第一级气缸的吸气压力 3.2. 油压差继电器严格按照压缩机供应商提供产品时设定的压力0.7 ，不允许擅自改动。在运行时一旦油泵或油过滤网堵塞，油压的压差与中压压力小于设定值，油压差继电器就会动作报警。 3.3. 在系统中高压压力设定值 16
26、18 （视机型而定）。低压压力继电器设定值2.5 ，偏差2 。中压继电器设定压力2 ，偏差1 （即中压继电器）。实际运行时，在系统运行稳定时中压压力基本在0，最好不要走负压。 4. 油压差控制器内部有一个延时继电器，一般设定为90S，在开机时，如果压差在 90S内建立不起来即达不到0.7kg以上，压缩机会自动停机，同样压缩机在运行过程中，如果压差小于0.7kg，压缩机也会自动停止。压缩机启动必须在排除故障后，按压差器内的复位钮，才能启动。 5. 低压压力控制器，主要是用于停止状态下，或启动过程中起收液作用，防止压缩机吸入液体，而发生缸盖高压阀板特别是阀片受液体冲击而损坏。因为液体不可压缩，会产生瞬间大大超过设计压力. 6. 上述Z 间PkPo 中间压力是理论值，实际受压缩机输汽系数的影响，要打一个折扣，大约 0.8左右。中间压力就如上所说是很重要的，保持双级压缩机的高压级压缩比和低压级压缩比基本一致因为压缩机正常压缩比不能大于。 7. 目前我所看到冻干机压缩机（直接供液）的低压吸气压力不受保护，主要是对冻干而言，过程中压缩机不允许停止。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
