Analisi del principio di funzionamento del compressore d'aria a vite e del principio di funzionamento di ciascun sistema

Un compressore d'aria monovite, noto anche come compressore d'aria con ingranaggio a vite senza fine, è costituito da un albero a 6 viti e due ruote a stella da 11 denti. L'ingranaggio a vite senza fine ingrana simultaneamente con entrambe le ruote stellari, bilanciando le forze sulla vite senza fine e raddoppiando lo spostamento. Il termine "compressore a vite" si riferisce solitamente aun compressore a doppia vite.

Un compressore a vite (noto anche come compressore a doppia vite) è dotato di una coppia di rotori con denti elicoidali che ingranano e ruotano in senso opposto. Si chiama il rotore con i denti sollevatiil rotore maschio, e il rotore con denti incassati è chiamato rotore femmina. Mentre i rotori ruotano all'interno del corpo del compressore, il volume di lavoro cambia continuamente a causa dell'inserimento e del disimpegno dei denti, alterando così periodicamente il volume tra ciascuna coppia di fessure dei denti per raggiungere gli scopi di aspirazione, compressione e scarico.

L'unità principale è il componente principale di un compressore a vite e la struttura dell'unità principale e il meccanismo di funzionamento sono simili per i compressori a vite di qualsiasi marca.

Mentre il rotore ruota, un dente del rotore maschio si disimpegna continuamente dalla fessura del dente del rotore femmina, espandendo gradualmente il volume tra i denti e collegandolo alla porta di aspirazione. Il gas entra nel volume tra i denti attraverso la porta di aspirazione finché il volume tra i denti non raggiunge il suo valore massimo, a quel punto si disconnette dalla porta di aspirazione. Il volume interdentale viene quindi sigillato dall'azione combinata del dente e del guscio interno, ponendo fine al processo di aspirazione. Vale la pena notare che al momento i volumi interdentali dei rotori maschio e femmina non sono collegati tra loro.

Durante il processo di compressione, il rotore continua a ruotare. Prima che i volumi tra i denti del rotore maschio e femmina vengano collegati, il gas nel volume tra i denti del rotore maschio viene compresso dall'intrusione dei denti del rotore femmina. Dopo un certo angolo, i volumi tra i denti maschio e femmina del rotore si collegano, formando una coppia di volumi interdentali a forma di "V" (volumi fondamentali). Quando i due denti del rotore si stringono l'uno nell'altro, i volumi di base vengono gradualmente spinti e il volume si restringe gradualmente, realizzando così il processo di compressione del gas. Il processo di compressione continua finché i volumi di base non vengono collegati alla porta di scarico.

Mentre il rotore gira, il volume dell'unità base si riduce continuamente e il gas compresso viene inviato al tubo di scarico. Questo processo continua finché il volume non è al minimo.

Poiché il rotore ruota continuamente, i processi di aspirazione, compressione e scarico sopra menzionati vengono eseguiti in un ciclo e ciascun volume di base funziona a turno, formando il ciclo di lavoro del compressore di refrigerazione a vite.

Dall'analisi del processo sopra descritto si può vedere che quando i due rotori ruotano verso il lato in cui si incontrano, cioè il lato in cui i denti convessi e concavi si incontrano e si incastrano, il gas viene compresso e forma una pressione maggiore, chiamata zona di alta pressione. Al contrario, quando le viti ruotano verso il lato in cui si allontanano l'una dall'altra, cioè il lato in cui i denti convessi e concavi si disimpegnano, il volume interdentale si espande e forma una pressione inferiore, chiamata zona di bassa pressione. Queste due regioni sono separate dalla linea di contatto tra la carcassa e i rotori. Si può grosso modo considerare che il piano assiale dei due rotori sia l'interfaccia tra la zona di alta e quella di bassa pressione. Inoltre, il canale elicoidale formato dalla linea di ingranamento tra il rotore maschio e quello femmina fa sì che il gas nel volume di base si muova con un movimento elicoidale dall'estremità di aspirazione all'estremità di scarico mentre viene compresso.

Come tipo di compressore rotativo, il compressore a vite ha le caratteristiche strutturali di un compressore centrifugo, ma il suo principio di funzionamento rientra nella categoria dei compressori volumetrici.

1. È richiesta un'elevata precisione per la lavorazione della superficie curva spaziale del rotore elicoidale;
2. A causa delle limitazioni nella rigidità del rotore e dell’impossibilità di ottenere una buona tenuta interstadio, i compressori a vite attualmente non possono raggiungere pressioni finali elevate;
3. Il passaggio periodico ad alta velocità del fluido attraverso le porte di aspirazione e di scarico e le perdite attraverso gli spazi vuoti provocano un elevato rumore del compressore, che richiede misure di riduzione del rumore;
4. Per queste caratteristiche i compressori a vite vengono generalmente utilizzati nelle seguenti condizioni operative: 1. Bassa portata; 2. Richiede un funzionamento stabile a lungo termine; 3. Bassa pressione di scarico.

costituito dal corpo, dalla sede dell'estremità di aspirazione e dalla sede dell'estremità di scarico, è un componente importante del compressore. Il corpo è il componente centrale che collega tutte le parti, fornendo le corrette posizioni di montaggio e garantendo che i rotori maschio e femmina si incastrino in modo affidabile all'interno del cilindro. La sua faccia terminale è a forma di ∞, conforme alle superfici cilindriche esterne dei due rotori ingranati, consentendo un inserimento preciso del rotore nell'alloggiamento. Sulla parete interna dell'alloggiamento sono presenti porte di aspirazione radiali, dimensionate per adattarsi all'angolo di rotazione del rotore, garantendo un'aspirazione regolare durante la rotazione del rotore.

Le sedi delle estremità di aspirazione e scarico sono connettori di tenuta situati sulle estremità anteriore e posteriore del corpo macchina. Oltre a sigillare le facce terminali del corpo macchina, forniscono anche le posizioni di montaggio dei rotori maschio e femmina e i cuscinetti che supportano i rotori.

Il componente principale per la compressione a cilindrata variabile, costituito da rotori maschio e femmina. I denti del rotore vengono lavorati utilizzando macchine utensili e utensili da taglio specializzati ad alta precisione, rendendolo uno dei componenti chiave del compressore. Il profilo del rotore è spesso una cicloide asimmetrica su un solo lato, un profilo ad arco. I rotori maschio e femmina hanno i seguenti due design strutturali:

1. Il rotore maschio è collegato al motore come rotore motore, trasmette la coppia e, allo stesso tempo, fa ruotare il rotore femmina (rotore condotto) attraverso l'ingranamento.
2. I rotori maschio e femmina trasmettono la coppia ingranando con l'ingranaggio conduttore azionato dal motore attraverso i rispettivi ingranaggi condotti.

I cuscinetti sono componenti che supportano i rotori maschio e femmina e ne garantiscono la rotazione ad alta velocità. I cuscinetti a rulli vengono generalmente utilizzati all'estremità del motore per il supporto. In secondo luogo, quando il rotore ruota e comprime il gas, genera una spinta assiale. Per superare questa forza assiale, all'altra estremità del rotore viene utilizzato un cuscinetto a pistone inclinato, che non solo supera la forza assiale della rotazione del rotore ma resiste anche alla forza radiale.

La maggior parte dei compressori a vite utilizza la lubrificazione ad iniezione d'olio. L'olio lubrificante si mescola con il fluido del compressore ed entra nel compressore, lubrificando e sigillando la macchina mentre il fluido scorre. I suoi vantaggi includono:

1. temperatura di scarico più bassa;
2. riduzione delle perdite del fluido di lavoro e migliore tenuta;
3. migliore lubrificazione dei componenti, prolungandone la durata;
4. assorbimento e smorzamento delle onde sonore, riduzione del rumore; E
5. eliminando le impurità meccaniche, riducendo l'usura.

Tuttavia, a causa della grande quantità di olio iniettato, è necessario aggiungere un sistema di lubrificazione e installare un separatore olio-gas all'uscita del compressore, aumentando le dimensioni e la complessità dell'unità. Inoltre, questo metodo non può essere utilizzato per supporti che non tollerano la contaminazione.

Pertanto, alcuni compressori a vite utilizzano una lubrificazione priva di olio.

I compressori che utilizzano lubrificazione priva di olio hanno requisiti elevati per quanto riguarda il gioco di ingranamento dei rotori maschio e femmina, la rigidità e la qualità dei rotori e la qualità di lavorazione complessiva dell'unità.