Analyse des Arbeitsprinzips eines Schraubluftkompressors und des Arbeitsprinzips jedes Systems

Ein Einschnecken-Luftkompressor, auch Schneckenkompressor genannt, besteht aus einer Welle mit 6 Schrauben und zwei Sternrädern mit 11 Zähnen. Das Schneckenrad greift gleichzeitig in beide Sternräder ein, gleicht die auf die Schnecke wirkenden Kräfte aus und verdoppelt den Hubraum. Der Begriff „Schraubenkompressor“ bezieht sich üblicherweise aufein Doppelschneckenkompressor.

Ein Schraubenkompressor (auch Doppelschneckenkompressor genannt) verfügt über ein Rotorpaar mit kämmenden, gegenläufig rotierenden Schrägzähnen. Der Rotor mit erhabenen Zähnen wird genanntder männliche Rotor, und der Rotor mit vertieften Zähnen wird als weiblicher Rotor bezeichnet. Während sich die Rotoren im Kompressorkörper drehen, ändert sich das Arbeitsvolumen aufgrund des Einsetzens und Ausrückens der Zähne kontinuierlich, wodurch sich das Volumen zwischen jedem Paar Zahnschlitzen periodisch ändert, um die Zwecke des Ansaugens, Verdichtens und Ausstoßens zu erreichen.

Die Haupteinheit ist die Kernkomponente eines Schraubenkompressors, und die Struktur und der Arbeitsmechanismus der Haupteinheit sind bei Schraubenkompressoren aller Marken ähnlich.

Während sich der Rotor dreht, löst sich ein Zahn des männlichen Rotors kontinuierlich aus einem Zahnschlitz des weiblichen Rotors, wodurch das Zwischenzahnvolumen allmählich erweitert und mit der Einlassöffnung verbunden wird. Gas dringt durch die Einlassöffnung in das Zahnzwischenraumvolumen ein, bis das Zahnzwischenraumvolumen seinen Maximalwert erreicht, und trennt sich dann von der Einlassöffnung. Durch die gemeinsame Wirkung von Zahn und Innenschale wird dann das Zahnzwischenraumvolumen verschlossen und der Aufnahmevorgang beendet. Es ist erwähnenswert, dass zu diesem Zeitpunkt die Zwischenzahnvolumina des männlichen und weiblichen Rotors nicht miteinander verbunden sind.

Während des Kompressionsvorgangs dreht sich der Rotor weiter. Bevor die Volumina zwischen den männlichen und weiblichen Rotorzähnen verbunden werden, wird das Gas im Volumen zwischen den männlichen Rotorzähnen zunächst durch das Eindringen der weiblichen Rotorzähne komprimiert. Ab einem bestimmten Winkel verbinden sich die Volumina zwischen den männlichen und weiblichen Rotorzähnen und bilden ein „V“-förmiges Paar von Zwischenzahnvolumina (Grundbände). Wenn sich die beiden Rotorzähne ineinander quetschen, werden die Grundvolumina allmählich gedrückt und das Volumen schrumpft allmählich, wodurch der Gaskompressionsprozess realisiert wird. Der Kompressionsprozess wird fortgesetzt, bis die Basisvolumina mit der Auslassöffnung verbunden sind.

Während sich der Rotor dreht, verkleinert sich das Volumen der Grundeinheit kontinuierlich und das komprimierte Gas wird zum Abgasrohr geleitet. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis die Lautstärke ihr Minimum erreicht hat.

Da sich der Rotor kontinuierlich dreht, werden die oben genannten Ansaug-, Kompressions- und Auslassvorgänge in einem Zyklus ausgeführt, und jedes Grundvolumen arbeitet nacheinander und bildet den Arbeitszyklus des Schraubenkältekompressors.

Aus der Analyse des obigen Prozesses ist ersichtlich, dass das Gas komprimiert wird und einen höheren Druck bildet, der als Hochdruckzone bezeichnet wird, wenn sich die beiden Rotoren auf die Seite drehen, auf der sie aufeinandertreffen, also auf die Seite, auf der die konvexen und konkaven Zähne aufeinandertreffen und sich einbetten. Wenn sich die Schrauben dagegen auf die Seite drehen, auf der sie sich voneinander entfernen, also auf die Seite, auf der sich die konvexen und konkaven Zähne lösen, dehnt sich das Volumen zwischen den Zähnen aus und es entsteht ein niedrigerer Druck, der als Niederdruckzone bezeichnet wird. Diese beiden Bereiche werden durch die Kontaktlinie zwischen Gehäuse und Rotoren getrennt. Man kann grob davon ausgehen, dass die Axialebene der beiden Rotoren die Schnittstelle zwischen der Hoch- und der Niederdruckzone ist. Darüber hinaus bewirkt der spiralförmige Kanal, der durch die Eingriffslinie zwischen den männlichen und weiblichen Rotoren gebildet wird, dass sich das Gas im Grundvolumen in einer spiralförmigen Bewegung vom Einlassende zum Auslassende bewegt und dabei komprimiert wird.

Als Rotationskompressortyp weist der Schraubenkompressor die strukturellen Merkmale eines Radialkompressors auf, sein Funktionsprinzip fällt jedoch in die Kategorie der Verdrängerkompressoren.

1. Für die Bearbeitung der räumlich gekrümmten Oberfläche des Spiralrotors ist eine hohe Präzision erforderlich;
2. Aufgrund der begrenzten Rotorsteifigkeit und der Unfähigkeit, eine gute Abdichtung zwischen den Stufen zu erreichen, können Schraubenkompressoren derzeit keine hohen Enddrücke erreichen;
3. Der periodische Hochgeschwindigkeitsdurchgang des Mediums durch die Ansaug- und Auslassöffnungen sowie Leckagen durch Lücken führen zu einem hohen Kompressorlärm, der Maßnahmen zur Geräuschreduzierung erforderlich macht;
4. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Schraubenkompressoren im Allgemeinen unter den folgenden Betriebsbedingungen eingesetzt: 1. Niedriger Durchfluss; 2. Erfordert einen langfristig stabilen Betrieb; 3. Niedriger Förderdruck.

bestehend aus dem Gehäuse, dem Sitz am Einlassende und dem Sitz am Auslassende, ist ein Hauptbestandteil des Kompressors. Der Körper ist die zentrale Komponente, die alle Teile verbindet, für die richtigen Montagepositionen sorgt und sicherstellt, dass die männlichen und weiblichen Rotoren zuverlässig im Zylinder greifen. Seine Endfläche ist ∞-förmig und passt sich den äußeren zylindrischen Oberflächen der beiden ineinandergreifenden Rotoren an, was ein präzises Einsetzen des Rotors in das Gehäuse ermöglicht. An der Innenwand des Gehäuses sind radiale Ansaugöffnungen vorgesehen, deren Größe auf den Drehwinkel des Rotors abgestimmt ist und die einen reibungslosen Ansaugvorgang während der Rotordrehung gewährleisten.

Die Einlass- und Auslassendsitze sind dichtende Anschlüsse, die sich am vorderen und hinteren Ende des Maschinenkörpers befinden. Sie dichten nicht nur die Stirnflächen des Maschinenkörpers ab, sondern stellen auch die Montagepositionen für die männlichen und weiblichen Rotoren sowie die Lager zur Verfügung, die die Rotoren tragen.

Die Hauptkomponente für die Verdichtung mit variabler Verdrängung, bestehend aus männlichen und weiblichen Rotoren. Die Rotorzähne werden mit hochpräzisen Spezialmaschinen und Schneidwerkzeugen bearbeitet und sind damit eine der Schlüsselkomponenten des Kompressors. Das Rotorprofil ist häufig eine einseitige asymmetrische Zykloide – ein Bogenprofil. Die männlichen und weiblichen Rotoren haben die folgenden zwei strukturellen Designs:

1. Der männliche Rotor ist als Antriebsrotor mit dem Motor verbunden und überträgt Drehmoment. Gleichzeitig treibt er den weiblichen Rotor (angetriebenen Rotor) durch Kämmen zur Drehung an.
2. Die männlichen und weiblichen Rotoren übertragen Drehmoment, indem sie über ihre jeweiligen angetriebenen Zahnräder mit dem vom Motor angetriebenen Antriebszahnrad kämmen.

Lager sind Komponenten, die die männlichen und weiblichen Rotoren tragen und deren Hochgeschwindigkeitsrotation gewährleisten. Auf der Motorseite werden typischerweise Wälzlager zur Lagerung eingesetzt. Zweitens erzeugt der Rotor, wenn er sich dreht und Gas komprimiert, einen Axialschub. Um diese Axialkraft zu überwinden, wird am anderen Ende des Rotors ein Schrägkolbenlager eingesetzt, das nicht nur die Axialkraft der Rotorrotation überwindet, sondern auch der Radialkraft standhält.

Die meisten Schraubenkompressoren nutzen eine Öleinspritzschmierung. Schmieröl vermischt sich mit der Kompressorflüssigkeit und gelangt in den Kompressor, wo es die Maschine schmiert und abdichtet, während das Medium fließt. Zu seinen Vorteilen gehören:

1. niedrigere Abgastemperatur;
2. reduzierte Arbeitsflüssigkeitsleckage und verbesserte Abdichtung;
3. verbesserte Schmierung der Komponenten, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird;
4. Absorption und Dämpfung von Schallwellen, Reduzierung von Lärm; Und
5. Wegspülen mechanischer Verunreinigungen, Reduzierung des Verschleißes.

Aufgrund der großen eingespritzten Ölmenge muss jedoch ein Schmiersystem hinzugefügt und am Kompressorauslass ein Öl-Gas-Abscheider installiert werden, was die Größe und Komplexität der Einheit erhöht. Darüber hinaus ist diese Methode nicht für Medien anwendbar, die keine Kontamination vertragen.

Daher verwenden einige Schraubenkompressoren eine ölfreie Schmierung.

Kompressoren mit ölfreier Schmierung stellen hohe Anforderungen an das Eingriffsspiel der männlichen und weiblichen Rotoren, die Steifigkeit und Qualität der Rotoren sowie die Gesamtbearbeitungsqualität der Einheit.