螺桿制冷壓縮機(jī)特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)

螺桿制冷壓縮機(jī)特性研究與優(yōu)化設(shè)計(jì)

1主導(dǎo)機(jī)，主機(jī)在不同類型的壓縮機(jī)中，螺旋式壓縮機(jī)具有能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)少等優(yōu)點(diǎn)，能夠承擔(dān)主缸的功能，可靠性和操作方便等。為提高我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的螺桿制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)和制造水平,滿足市場(chǎng)需要和替代進(jìn)口產(chǎn)品,改變我國(guó)螺桿壓縮機(jī)無(wú)獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的落后狀態(tài),從2000年開始,煙臺(tái)冰輪股份有限公司與西安交通大學(xué)合作,對(duì)螺桿制冷壓縮機(jī)的性能特性進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究,并把研究成果用于指導(dǎo)螺桿制冷壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化,成功開發(fā)了開啟式和半封閉式兩個(gè)系列的螺桿制冷壓縮機(jī)。2對(duì)螺絲制備的性能特性的研究2.1壓力傳感器的工作原理p-V指示圖表征壓縮機(jī)內(nèi)部工作過(guò)程,是壓縮機(jī)性能微觀研究的最關(guān)鍵依據(jù)。螺桿制冷壓縮機(jī)指示圖的錄取裝置如圖1所示。所采用的微型壓力傳感器不僅響應(yīng)頻率高,而且自帶溫度補(bǔ)償,是錄取指示圖的關(guān)鍵元件。壓力傳感器的信號(hào)引線從陰轉(zhuǎn)子的中心孔引出,通過(guò)聯(lián)軸器與滑環(huán)連接在一起。信號(hào)通過(guò)滑環(huán)輸入信號(hào)放大器進(jìn)行放大,然后利用動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集和處理,就可以得到壓縮機(jī)工作腔壓力隨陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化圖(p-θ圖)。利用螺桿壓縮機(jī)工作腔容積與陽(yáng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角之間的幾何關(guān)系(V-θ)就可以把p-θ圖轉(zhuǎn)換為p-V圖。2.2壓縮機(jī)內(nèi)噴油轉(zhuǎn)子齒頂與機(jī)殼間的間隙設(shè)計(jì)是螺桿壓縮機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。間隙過(guò)小有可能造成機(jī)子抱死現(xiàn)象,間隙過(guò)大則又降低了壓縮機(jī)的效率。為了尋找合適的間隙,開展了螺桿壓縮機(jī)內(nèi)噴油的可視化研究。結(jié)果表明,由于受到離心力的作用,噴入壓縮腔的潤(rùn)滑油會(huì)很快運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)子齒頂,轉(zhuǎn)子齒頂與機(jī)殼間的間隙中始終充滿潤(rùn)滑油能有效防止高壓制冷劑從高壓齒槽向低壓齒槽的泄漏。這表明為防止轉(zhuǎn)子與機(jī)殼咬傷,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的間隙可以適當(dāng)增大。2.3原油噴油性能(1)噴油量與油循環(huán)量的關(guān)系在噴油螺桿壓縮機(jī)中,噴入的油與壓縮氣體直接接觸,吸收氣體的壓縮熱。油的噴入使螺桿壓縮機(jī)的特性發(fā)生了很大的變化,提高了其對(duì)壓力和壓比的適應(yīng)能力,簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),并使排氣溫度得到了有效的控制,還降低了噪聲。噴入壓縮機(jī)的油主要有冷卻、潤(rùn)滑、密封和降噪四個(gè)功能。油壓與排氣壓力、噴油量與油壓之間的關(guān)系分別如圖2、3所示。噴油量的選擇不僅根據(jù)滿足油對(duì)氣體冷卻作用而導(dǎo)出的,而且在實(shí)際設(shè)計(jì)中,確定螺桿壓縮機(jī)的噴油量時(shí),還要考慮一些其它因素。例如,在相同條件下,如果機(jī)體等機(jī)件的散熱條件較差,則應(yīng)相應(yīng)提高油循環(huán)量。對(duì)容積流量小的機(jī)器,容積效率較低,內(nèi)部損失效率較高,也要求適當(dāng)提高油的循環(huán)量。另外轉(zhuǎn)速高時(shí),相對(duì)泄漏損失小,但擾動(dòng)油的功率較大,所以就要求適當(dāng)減少油的循環(huán)量。一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),如果增加注油量,輸入轉(zhuǎn)矩則會(huì)減少,但超過(guò)一定值時(shí),加大注油量,轉(zhuǎn)矩反而會(huì)增加。噴油量的多少直接影響機(jī)器的排溫、容積效率和軸功率,因而噴油量存在最佳值。在新型螺桿壓縮機(jī)試制實(shí)驗(yàn)中,對(duì)于噴油量的最佳值做了大量的實(shí)驗(yàn),在各種不同的工況條件下,通過(guò)改變油壓,改變油路面積等,實(shí)驗(yàn)得出各種機(jī)型在不同工況下的最佳供油量,最佳供油壓力,然后選取各油路最佳面積,最佳泄漏間隙。實(shí)驗(yàn)證明:滑動(dòng)軸承的間隙和平衡活塞的間隙對(duì)于潤(rùn)滑油量的影響較大。(2)合理控制溫度螺桿壓縮機(jī)由于噴入大量的油,因而排溫比活塞式低。試驗(yàn)證明,排氣溫度與噴油溫度是線形關(guān)系。油溫增高,排溫也相應(yīng)增高。油溫隨壓比增加而增加,故排溫也相應(yīng)提高。當(dāng)油溫高時(shí),粘度下降,這樣潤(rùn)滑、密封的作用也就降低,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩減少,耗功也少。當(dāng)油溫低時(shí),粘度增加,潤(rùn)滑、密封的作用雖好,隨著油的粘度增加,流體摩擦?xí)黾?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩增加,耗功增大,因而噴油溫度存在著最佳值。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),油溫每提高10℃,制冷量減少,軸功率降低,COP變化不大。圖4給出了壓縮機(jī)效率與油溫之間的關(guān)系。2.4排氣壓力脈動(dòng)的模擬結(jié)果排氣壓力脈動(dòng)是引起壓縮機(jī)噪聲和振動(dòng)的主要因素,對(duì)其進(jìn)行研究有助于了解雙螺桿壓縮機(jī)噪聲和振動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理。目前對(duì)壓力脈動(dòng)進(jìn)行理論分析,一般都采用平面波動(dòng)理論(一般振幅小于8%就可以采用平面波動(dòng)理論)。但通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),螺桿壓縮機(jī)的壓力脈動(dòng)的幅值超過(guò)了平面波動(dòng)理論的使用條件,因此本研究所在螺桿壓縮機(jī)工作過(guò)程模擬的基礎(chǔ)上采用一維非定常氣流方程組來(lái)模擬排氣壓力脈動(dòng)。圖5是采用一維非定常氣流方程組,根據(jù)勻熵修正理論處理邊界節(jié)點(diǎn)參數(shù),利用L-W兩步法計(jì)算所得排氣壓力脈動(dòng)與實(shí)測(cè)壓力脈動(dòng)的比較結(jié)果。結(jié)果表明理論計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好。圖6所示為壓縮機(jī)在轉(zhuǎn)速為3000r/min時(shí),不同排氣壓力下的排氣壓力脈動(dòng)變化情況。從圖中可以看出,運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況吻合時(shí)(設(shè)計(jì)排氣壓力為0.6MPa),排氣壓力脈動(dòng)較小,而當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行工況背離設(shè)計(jì)工況時(shí),無(wú)論是過(guò)壓縮還是欠壓縮,排氣壓力脈動(dòng)都會(huì)明顯增大。試驗(yàn)結(jié)果還表明,隨著轉(zhuǎn)速的升高,壓力脈動(dòng)也隨著增強(qiáng)。3螺桿制冷壓縮機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)在對(duì)螺桿制冷壓縮機(jī)性能進(jìn)行更系統(tǒng)深入的理論分析和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,項(xiàng)目組充分利用了列入‘十五’期間國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目的“螺桿壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件SCCAD”,進(jìn)行了開啟式和半封閉式兩個(gè)系列的螺桿制冷壓縮機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先設(shè)計(jì)了能降低噪聲和提高COP的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)子型線。然后,以設(shè)計(jì)的新型線為核心,在解決了樣機(jī)試制過(guò)程中的一系列工藝問(wèn)題后,最終取得了滿意的結(jié)果。3.1型線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子型線對(duì)螺桿壓縮機(jī)的噪聲和COP具有決定性的影響,原來(lái)國(guó)內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì)的開啟式螺桿壓縮機(jī),采用的轉(zhuǎn)子型線為圖7所示的單邊不對(duì)稱擺線-銷齒圓弧型線。由于單邊不對(duì)稱擺線-銷齒圓弧型線的組成齒曲線中含有點(diǎn)、直線及其共軛擺線,導(dǎo)致型線中有多個(gè)尖點(diǎn)。這些尖點(diǎn)的存在,會(huì)引起較大的氣流擾動(dòng)損失,并誘發(fā)較高的噪聲。另外,組成齒曲線中含有直線段,轉(zhuǎn)子也不適合采用磨削的方法加工。因此在本項(xiàng)目的型線設(shè)計(jì)中,首先要求組成齒曲線中不采用點(diǎn)和直線,經(jīng)過(guò)SCCAD軟件對(duì)型線性能分析,針對(duì)開啟式螺桿制冷壓縮機(jī)設(shè)計(jì)了如圖8所示的雙邊不對(duì)稱全圓弧型線。而對(duì)于半封閉式系列,則設(shè)計(jì)了由圓弧和橢圓形成的雙邊不對(duì)稱型線,如圖9所示。由于在本項(xiàng)目的轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)中采用了一系列新穎的方法和準(zhǔn)則,得到了全新的型線設(shè)計(jì)結(jié)果,本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的開啟式和半封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線均已獲得中國(guó)專利。3.2陰轉(zhuǎn)子汽體合力分配組成齒曲線確定后,螺桿壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是優(yōu)選各組成齒曲線參數(shù)的范圍。傳統(tǒng)的型線設(shè)計(jì)方法,僅從影響熱力性能的泄漏對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選。利用改變組成齒曲線參數(shù),使通過(guò)轉(zhuǎn)子間接觸線和泄漏三角形的高壓制冷劑泄漏量盡可能小。在本項(xiàng)目的型線設(shè)計(jì)中,不僅注意了從減小泄漏的角度優(yōu)選參數(shù),還更進(jìn)一步地注意到了有關(guān)參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)子間力矩分配的影響。在螺桿壓縮機(jī)工作時(shí),陰轉(zhuǎn)子齒面被接觸線分成作用有高、低壓制冷劑汽體壓力的兩部分。隨著轉(zhuǎn)子型線采用的組成齒曲線種類及其參數(shù)變化范圍的不同,其汽體合力矩有可能為正(即阻礙陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)),也有可能為負(fù)(即驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn))。這說(shuō)明在螺桿壓縮機(jī)中,雖然陽(yáng)轉(zhuǎn)子與原動(dòng)機(jī)相聯(lián),但在壓縮機(jī)工作時(shí),有可能是陽(yáng)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子,也有可能是陰轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)陽(yáng)轉(zhuǎn)子。顯然,這種轉(zhuǎn)子間的力矩分配對(duì)壓縮機(jī)的噪聲和COP均有重要影響,且轉(zhuǎn)子間傳遞的力矩越小,壓縮機(jī)性能就越好。圖10示出了某種型線的陰轉(zhuǎn)子齒頂高對(duì)陰轉(zhuǎn)子汽體合力矩的影響。SCCAD軟件的計(jì)算結(jié)果表明,國(guó)內(nèi)原來(lái)聯(lián)合設(shè)計(jì)的單邊不對(duì)稱擺線-銷齒圓弧型線的陰轉(zhuǎn)子汽體合力矩為負(fù),其大小是壓縮機(jī)輸入力矩的15%左右。在國(guó)內(nèi)也有應(yīng)用的SRM-D型線的陰轉(zhuǎn)子汽體合力矩為正,其大小為壓縮機(jī)輸入力矩的10%~15%。在本項(xiàng)目的型線設(shè)計(jì)中,則有意識(shí)地將陰轉(zhuǎn)子上的汽體合力矩接近零。這樣,在壓縮機(jī)工作時(shí),陽(yáng)轉(zhuǎn)子只需克服作用在陰轉(zhuǎn)子上的摩擦阻力矩,即可驅(qū)動(dòng)陰轉(zhuǎn)子,十分有助于降低噪聲和提高COP。3.3型線本構(gòu)模型轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)中的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是轉(zhuǎn)子間嚙合間隙的設(shè)定。為了補(bǔ)償加工誤差和轉(zhuǎn)子工作時(shí)的受力變形及受熱膨脹,需要在理論型線的基礎(chǔ)上,設(shè)定各點(diǎn)的間隙,并根據(jù)由此得到的實(shí)際型線進(jìn)行轉(zhuǎn)子的加工。傳統(tǒng)的間隙設(shè)定方法是等距型線法和等距型面法,兩種方法都沒有考慮型線各部分變形量的不同。在本項(xiàng)目的型線嚙合間隙設(shè)定中,則利用有限元方法對(duì)型線各部分的變形進(jìn)行了具體的分析和計(jì)算,形成了設(shè)定嚙合間隙的“不等距法”。另外,由于在節(jié)圓上,陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子是純滾動(dòng),轉(zhuǎn)子間沒有相對(duì)滑動(dòng)速度,在本項(xiàng)目的嚙合間隙設(shè)定中,又在節(jié)圓附近的驅(qū)動(dòng)側(cè)和非驅(qū)動(dòng)側(cè),均有意識(shí)地進(jìn)一步減小間隙,設(shè)置了長(zhǎng)度為2~4mm的驅(qū)動(dòng)帶,從而保證了在壓縮機(jī)工作時(shí),陰、陽(yáng)轉(zhuǎn)子僅在節(jié)圓附近以純滾動(dòng)的方式接觸和傳遞力矩,對(duì)進(jìn)一步降低噪聲和提高COP起到了幫助作用。4壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)所開發(fā)的開啟式和半封閉式螺桿制冷壓縮機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作是在轉(zhuǎn)子型線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,也充分利用了SCCAD設(shè)計(jì)計(jì)算軟件,并針對(duì)螺桿壓縮機(jī)的工作過(guò)程,進(jìn)一步深入開展了試驗(yàn)研究,錄取了這種壓縮機(jī)在變工況及部分負(fù)荷時(shí)的p-V圖,從而使所設(shè)計(jì)壓縮機(jī)的吸排氣、噴油和補(bǔ)氣等孔口都具有最優(yōu)化的位置和大小。在整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,還設(shè)計(jì)了一種新穎的冷量和內(nèi)容積比調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。通過(guò)控制相關(guān)油路上的電磁閥,即可同時(shí)調(diào)節(jié)冷量和內(nèi)容積比,簡(jiǎn)單可靠,已獲得國(guó)家專利。4.1孔口設(shè)計(jì)(1)降低系統(tǒng)噴入位置在螺桿制冷壓縮機(jī)中,還可以采用另一種冷卻方式,即向壓縮機(jī)機(jī)體內(nèi)噴入制冷劑液體。制冷劑液體被噴入壓縮機(jī)后,由于吸收了壓縮過(guò)程所產(chǎn)生的能量而很快被氣化,氣化過(guò)程中所吸收的氣化潛熱,可使油、氣混合物的溫度降到所規(guī)定的數(shù)值。這種冷卻方式使從氣體中分離出來(lái)的潤(rùn)滑油可直接供給壓縮機(jī),而不需進(jìn)一步冷卻。噴液制冷循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:油冷卻器及所有的閥、冷卻介質(zhì)、流動(dòng)管道及控制部分均可以省去,從而節(jié)省了大量的費(fèi)用。當(dāng)然,在這種系統(tǒng)中,原來(lái)的油冷卻器傳走的熱量被轉(zhuǎn)移到了冷凝器,因而冷凝器的熱負(fù)荷將變大。在噴液制冷循環(huán)系統(tǒng)中,噴入的制冷劑液體量由恒溫控制閥來(lái)調(diào)節(jié)。這種控制閥通過(guò)檢測(cè)壓縮機(jī)的排氣溫度,來(lái)調(diào)節(jié)噴入的液體量,從而使排氣溫度控制在所設(shè)定的范圍內(nèi)。在有些工況下,當(dāng)壓縮機(jī)的油氣混合物離開壓縮機(jī)時(shí),尚有部分制冷液體正在蒸發(fā),這將影響到油分離器的工作,導(dǎo)致過(guò)多的潤(rùn)滑油隨氣體一起進(jìn)入冷凝器。所以在允許的條件下,盡量提高壓縮機(jī)排氣溫度的設(shè)定值。制冷劑液體噴入壓縮機(jī)的位置在壓縮過(guò)程后期,以減少對(duì)壓縮機(jī)性能的影響。若在吸氣結(jié)束后立即噴入,則蒸發(fā)出的氣體的壓力將接近于吸氣壓力,在被壓縮至排氣的過(guò)程中,消耗的功會(huì)相應(yīng)增加。另一方面,由于制冷系統(tǒng)的冷凝溫度及由此決定的壓縮機(jī)排氣壓力隨季節(jié)和時(shí)間而變,因而會(huì)使供噴入的制冷劑液體壓力也隨之改變。在有些情況下,可能出現(xiàn)壓縮機(jī)的內(nèi)壓比大于外壓比的現(xiàn)象,從而影響到制冷劑液體的正常噴入。所以,在設(shè)計(jì)制冷劑的噴入位置時(shí),應(yīng)考慮這一因素,以保證在最惡劣的工況下,也有足夠的制冷劑來(lái)進(jìn)行冷卻。在一些系統(tǒng)中,可采用多路供液管線,這樣在特定工況下,就可以選擇最合適的一條路。(2)提前排氣的原因螺桿壓縮機(jī)的吸排氣口的位置和大小設(shè)計(jì)的合理性,是實(shí)現(xiàn)氣體內(nèi)壓縮的必要條件,從而確定壓縮機(jī)的吸排氣壓力和內(nèi)壓比,是影響壓縮機(jī)的效率的重要因素。保證壓縮機(jī)吸氣充分可減少流動(dòng)損失,保證內(nèi)壓比。但是一旦型線設(shè)計(jì)完成后,理想的吸排氣口可以確定,但是受壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)和工藝性的影響,理想的吸排氣口位置和形狀是難以保證的。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),我們?cè)谖艢饪诘脑O(shè)計(jì)上建立了對(duì)COP和噪聲影響的關(guān)鍵點(diǎn),比如:過(guò)壓縮和欠壓縮的影響程度;徑向孔口和軸向孔口的影響程度,吸氣不足與外泄漏的影響程度,提前排氣降壓的設(shè)計(jì);排氣孔口的形狀等。(3)cop和噪音的具體位置同樣,噴油孔口與補(bǔ)氣孔口一樣,理論計(jì)算位置受結(jié)構(gòu)和工藝的影響,再者,不同的工況也不可能多處開孔,所以,最合理的位置還是要通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定,其具體位置對(duì)于COP和噪音的影響有多大。4.2壓縮機(jī)內(nèi)噴油壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子齒頂與機(jī)殼間的間隙、排氣端間隙設(shè)計(jì)是螺桿壓縮機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),它體現(xiàn)了追求性能與可靠性的矛盾。為此,我們開展了螺桿壓縮機(jī)內(nèi)噴油的可視化研究。壓縮機(jī)各間隙泄漏如圖11所示。壓縮機(jī)容積效率與間隙泄漏的關(guān)系如圖12所示。(1)防高壓漏壓器特性由于受到離心力的作用,噴入壓縮腔的潤(rùn)滑油會(huì)很快運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)子齒頂,轉(zhuǎn)子齒頂與機(jī)殼間的間隙中,始終充滿潤(rùn)滑油,能有效防止高壓制冷劑從高壓齒槽向低壓齒槽的泄漏。這表明為防止轉(zhuǎn)子與機(jī)殼咬傷,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼間的間隙可以適當(dāng)增大。但是對(duì)于不同長(zhǎng)徑比的轉(zhuǎn)子,同樣的外徑尺寸,同樣的間隙對(duì)性能的影響各不相同,再者,間隙的大小還取決于轉(zhuǎn)子材料和殼體材料的熱膨脹性。(2)排氣端間隙的確定通過(guò)可視化試驗(yàn),排氣端間隙的密封較差,而排氣端各齒槽間又存在高低壓差,所以,排氣端間隙越小越好,通過(guò)實(shí)驗(yàn),只要在制造環(huán)節(jié)控制好零部件的行為公差,加上選用日本NSK高精度小游隙軸承,將轉(zhuǎn)子的工作伸縮量在吸氣端間隙考慮,在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù)中建立防反轉(zhuǎn)保護(hù),排氣端間隙完全可以實(shí)現(xiàn)最小值,而對(duì)可靠性沒有影響。4.3轉(zhuǎn)子受軸向力的狀況在螺桿壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子上作用有軸向力和徑向力。徑向力是由于轉(zhuǎn)子兩側(cè)所受壓力不同而產(chǎn)生的,其大小與轉(zhuǎn)子直徑、長(zhǎng)徑比、內(nèi)壓比及運(yùn)行工況有關(guān)。由于轉(zhuǎn)子一端是吸氣壓力,另一端是排氣壓力,再加上內(nèi)壓縮過(guò)程的影響,以及一個(gè)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)另一個(gè)轉(zhuǎn)子等因素,便產(chǎn)生了軸向力。另外,由于內(nèi)壓縮的存在,排氣端的徑向力要比吸氣端大。由于轉(zhuǎn)子形狀及壓力的作用面積不同,兩轉(zhuǎn)子的所受的徑向力大小也不一樣,實(shí)際上陰轉(zhuǎn)子的徑向力較大。因此承受徑向力的軸承負(fù)荷由大到小依次是:陰轉(zhuǎn)子排氣端軸承、陽(yáng)轉(zhuǎn)子排氣端軸承、陰轉(zhuǎn)子吸氣端軸承、陽(yáng)轉(zhuǎn)子吸氣端軸承。同樣,兩轉(zhuǎn)子所受軸向力的大小也不同,陽(yáng)轉(zhuǎn)子受力較大。軸向力之間的差別比徑向力差別大得多,陽(yáng)轉(zhuǎn)子所受的軸向力大約是陰轉(zhuǎn)子的四倍。螺桿壓縮機(jī)所用的軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩種。(1)軸承工作壽命的測(cè)定向心軸承分為球軸承和滾子軸承,滾動(dòng)軸承游隙小,摩擦損耗小,維護(hù)比較簡(jiǎn)單,有利于提高壓縮機(jī)的效率。但這些軸承都有一個(gè)工作壽命,它是根據(jù)軸承的負(fù)荷、速度、結(jié)構(gòu)材料、溫度和潤(rùn)滑狀況而計(jì)算出來(lái)的數(shù)值。滾動(dòng)軸承的承載能力隨著軸承直徑的增大而增大,但是它沒有軸向載荷隨轉(zhuǎn)子直徑的增大速度快,這意味著在中小型壓縮機(jī)中,滾動(dòng)軸承的壽命較長(zhǎng)。在大型螺桿壓縮機(jī)中,滾動(dòng)軸承由于壽命太短,有時(shí)很難采用。(2)好的過(guò)濾能力和油滑動(dòng)軸承又稱為流體動(dòng)力軸承,是指軸被油膜支撐起來(lái)。軸承內(nèi)油膜的形成取決于軸承的結(jié)構(gòu)形狀。既然軸運(yùn)行在油膜上,因而也就不存在機(jī)械磨損部件,也無(wú)所謂軸承壽命。所以,只要軸承被充以適當(dāng)粘度和品質(zhì)的潤(rùn)滑油,工作在適當(dāng)?shù)膲毫蜏囟认?并且油被很好的過(guò)濾,滑動(dòng)軸承將永遠(yuǎn)工作下去。在大載荷的螺桿制冷壓縮機(jī)中,由于使用滾動(dòng)軸承壽命太短,往往采用滑動(dòng)軸承,值得指出的是,螺桿壓縮機(jī)的徑向力無(wú)法消除,必須全部由軸承來(lái)承擔(dān)。在小載荷的螺桿制冷,特別是半封螺桿制冷壓縮機(jī)和普通的螺桿制冷壓縮機(jī)