西安交通大学 回转式压缩机 期末考试

回转式压缩机1. 回转与其他差别？答：气体压缩是依靠容积的变化实现，而容积变化是靠压缩机的一个或多个转子在气缸里做回转运动达到。

工作容积在周期性扩大和缩小同时，其空间位置也在变更。

兼有活塞、速度式优势。

结构简单，大多结构无需进排气阀，维修方便，排气平稳，大多机构自身具有较好的动力平衡性能(自动或用加平衡)，密封较困难，泄漏量大，高频气流噪声较大。

2. 分类？答：①滑片②滚动转子③液环压缩机④罗茨鼓风机⑤螺杆压缩机⑥单螺杆压缩机⑦旋转活塞压缩机按排气压力：按排气量：3. 了解啮合原理？答：啮合定律：不论在任何位置，经过型线接触点的公法线必须通过节点。

渐开线：一条直线l（发生线）沿半径为r 的圆周（基圆）作纯滚动时，直线l 上点B 的运动轨迹就是渐开线摆线：一个圆周（滚圆）在另一个固定的圆周（基圆）上作纯滚动时，固结在滚圆上的一点（形成点）的轨迹就是摆线。

空间啮合：两转子的旋转轴既不平行，也不在一个平面里相交，而是在空间交错成某一角度θ平行轴啮合：转子轴线平行但指向相反。

共轭曲线：转子2的廓线(曲线2)在转子1上有另一廓线(曲线1)与之对应，且与曲线2啮合，称，曲线1与曲线2互为共轭曲线。

瞬时接触点：转子在动坐标系上的曲线1和2的交点称瞬时接触点。

轨迹实际是曲线本身。

啮合点和啮合线：表示在固定平面(静坐标系)上的一对共轭曲线在某一瞬时的交点，称为该对共轭曲线的瞬时啮合点。

各瞬时啮合点的集合称为啮合线。

求解方法：图解法、解析法4. P-V图各种工况？答：5. 双螺杆压缩机a.型线及各自特点、型线参数：①对称圆弧形线：特点：齿顶中心线两边的型线完全对称，易于设计、制造和测量，接触线较短（所谓对称圆弧型线，并非全部由圆弧组成，否则接触线不连续。

）②第二代转子形线：以点、直线和摆线等组成齿曲线为代表的不对称型线。

泄漏三角形面积大为减小。

③第三代转子型线：第三代圆弧、圆弧包络线、椭圆、椭圆包络线。

优点：接触线较短，消除封闭容积，曲面对曲面密封，流线型齿形，降低动力损失。

缺点：产生泄露三角形，略微降低轴向气密性。

型线参数：①齿数比；②齿高系数；③峰高系数；④接触线长度；⑤泄漏三角形；⑥接触线上相对速度；⑦封闭容积；⑧面积利用系数；⑨流线型化；对螺杆压缩机性能有重大影响的转子型线要素有接触线、泄漏三角形、封闭容积和齿间面积等。

b.型线设计原则：①满足啮合要求；②形成较短的连续接触曲线；③较小泄漏三角形；④封闭容积较小；⑤齿间面积尽量大c.泄漏通道：①接触线泄漏（横向泄漏）；②泄漏三角形（轴向泄漏）；③齿顶间隙泄漏；④排气端面泄漏d.基本结构：①阳转子；②阴转子；③吸气孔口；④排气孔口；⑤气缸；⑥挡油环；⑦轴封；⑧轴承；⑨平衡活塞。

e.压缩机特点：没有诸如气阀、活塞环等易损件，运转可靠，寿命长，易于实现远距离控制，不存在不平衡惯性力（矩），基础小，可实现无基础运行f.加工方法：①铣削加工法（盘铣、指形铣刀）；②滚削加工法；③磨削加工法；④其它加工法：飞刀加工法，涂层法，精密铸造法等。

g.实现间隙方法：①加工修正法（增大中心距法、深切法）；②等距型线法；③等距型面法；④混合修正法；⑤不等距法。

h.设计参数：转子型线参数：齿数组合、齿高系数（越大面积利用系数越大，过大根部刚度不足）、峰高系数（越大面积利用系数越大，过大轴向气密差）转子结构参数：直径、长径比（越大泄漏三角形越大，排气孔口面积及端面密封线长度越小）、导程及扭转角（大扭转角对应短导程，大扭转角能得到较大径向轴向排气孔口，但泄漏三角形面积和接触线长度增加）压缩机结构参数：内容积比、间隙压缩机运行参数：压比及级数、齿顶速度及转速吸气孔口：①吸气孔口应尽量减少吸气封闭容积的影响。

②吸气孔口的位置应能保证齿间容积获得最大程度的充气，以提高机器的容积利用率。

③气体在吸气孔口处及齿间容积内的流动损失要小，即力求孔口面积尽可能地大、气流通道截面变化平滑。

排气孔口：①排气孔口应尽量避免排气封闭容积。

②应保证气体在齿间容积内实现预定的内压缩。

③气体在排气孔口处的流动损失要小，即力求孔口面积尽可能地大、气流通道截面变化平滑。

压比和级数：i.受力分析：气体轴向力为正值，即由排气端指向吸气端时，其相应的气体内力矩总是与该转子的旋转方向相反，即成为气体阻力矩。

为此，必须由外面输入转矩以使转子能继续不断地旋转。

气体轴向力为负值，即由吸气端指向排气端时，其气体内力矩就将与该转子的旋转方向相同，而成为驱动力矩。

j.滑阀运行原理及方式：容量调节滑阀：原理：随着转子的旋转，被压缩气体的压力沿转子的轴线方向逐渐升高，在机体的高压侧开口后，则当两转子开始啮合并提高压力时，其中一些气体便会通过开口处旁通掉。

旁通气体量与开口长度有关内压缩过程从开口处末端开始。

方式：滑阀在转子下面的一个槽中移动，可以对开口大小连续调节。

从开口处排出的气体将重新回到压缩机吸气口。

驱动方式最常见的是采用液压缸，由压缩机本身的油路系统提供所需油压。

少数的采用电动机减速后驱动。

注：调节中不改变容积流量的方法：滑阀上开有径向排气孔口，当压缩机转子有效长度减小时，径向排气孔口也在减小，延长内压缩过程时间，加大内压缩比。

当滑阀径向排气孔口与端盖轴向排气孔口做成不同内压比就可在一定范围中保持内压比与满负荷一样。

内容积比调节滑阀：通过滑阀改变齿间容积内气体同排气孔口连通位置，从而改变排气孔口尺寸，实现内容积比调节。

优点：①结构简单，可靠性高；②操作方面，无人值守；③噪声低，振动小，不需基础；④适应性强，耐液击，可多相混输。

缺点：①需专用加工设备，造价高；②排气压力小于4.5MPa，排气量大于0.2m3/min。

6.单螺杆a.型线发展历程：①辛麦恩第一型线：接触线在星轮齿侧面固定不变，容易磨损，使被压缩气体泄漏降低机器效率。

螺杆螺旋面为直线轨迹面，不能用回转刀具加工。

②包络型线：啮合副在工作过程中，星轮齿测工作面上的接触线是变动的，使磨损部位分散，螺槽可用回转刀具加工。

但存在星轮前后侧和汽缸围成的泄漏孔。

③圆台包络型线：减少星轮前后侧和汽缸围成的泄漏孔面积。

④直线包络和圆台二次包络型线：以螺杆作刀具反过来加工出共轭曲面作为星轮齿侧工作面。

在一定转角范围内同时存在两条瞬间接触线，提高单位接触线长度上的承载能力，两条接触线间的洼斗构成油腔，转动中油压升高，加强油膜强度和承载能力。

b.基本结构：①螺杆转子（进气端有倒锥，排气端有圆柱）；②星轮（整体式、浮动式、弹性星轮）；③轴封；④轴承；⑤双容积流量调节滑阀；⑥机壳；⑦吸气腔；⑧排气腔、排气口。

c.泄漏通道：①星轮齿顶与螺槽底交线；②星轮齿前后侧与螺槽交线；③星轮前后侧与汽缸围成的泄漏孔；④星轮顶面和气缸之间的泄漏线；⑤螺槽前后侧表面的螺旋线；⑥螺槽处于排气端的槽边。

d.受力特点：作用于单螺杆压缩机螺槽内的气体，轴向负荷必然互相抵消。

此外由于在螺杆体内开有轴向引气通道泄漏至螺杆高压侧(排气侧)的高压气体，将通过引气通道回流至低压侧(吸气侧)，使作用于螺杆两端面上的气体力互相平衡。

由于星轮的对称配置，作用于螺杆上的径向气体力也相互抵消。

因此，螺杆不受任何径向或轴向气体力的作用。

且星轮齿上所受的气体力很小。

7.涡旋压缩机a.优：①结构简单，体积小，重量轻，易损件少，可靠性高。

②无余隙气体膨胀，吸气过热很小，泄漏小，容积效率高。

③无气阀，流动损失小；动盘运转速度低，整个机器摩擦损失相对较小，机械效率高。

④多个工作腔同时工作转矩均匀运转平稳⑤吸排气过程连续，进排气的压力脉动小，故振动小，噪声低。

⑥吸气过程主轴转角可到达360度，理论上涡旋压缩机的容积（进气）系数可大到100% ，甚至超过100%。

⑦排气过程主轴转角为360度，这也是其它回转压缩机无法比拟的。

因此，排气比较均匀，阻力损失相对较小。

缺点：①对零部件的精度要求很高②工作腔无法实施外冷却③受涡旋体高度的限制流量大时涡盘直径必须增大，要求更大的平衡重④受工作腔密封与零部件强度的限制，排气压力不宜过高，一般不超过3.0MPa。

b.基本结构：防自转机构c. 倾覆力矩：由于气体切向力和径向力的合力的作用点，与驱动动涡盘运动的曲柄销的作用点不在同一个垂直于轴线的平面内，因此引起了动涡盘的倾覆，该力矩称为倾覆力矩。

倾覆现象引起动涡盘工作状态的不稳定，并使动、静涡盘的涡旋体之间进行接触，增加摩擦功耗。

d.自转力矩：当切向力平移后，产生附加力矩，该力矩使动涡盘绕其中心自转，称为自转力矩。

e.防自转机构：①十字滑环（机架滑槽内往复运动简谐运动，滑块磨损大，自动调心功能，设计灵活方便）②球形联轴节（润滑性好、磨损小，适合高速运转，防自转和承受气体轴向力，结构复杂、加工精度高）f.泄漏通道：周向泄漏、径向泄漏g.密封机构：径向密封：径向柔性机构（径向间隙的密封主要靠动盘离心力来保证，径向柔性机构实际上就是提供一个可以自由改变回转半径的措施。

）轴向密封：密封条、轴向软性机构（静盘浮动、动盘浮动，定住一个盘，另一个盘背部施加气体力或弹簧力或液压使其紧贴）8.滚动活塞a.基本结构：①气缸；②转子；③排气口；④滑片；⑤弹簧；⑥进气口；⑦排气阀。

b. 过程曲线c.特点：①结构简单，零部件少。

②振动小，运转平稳。

往复惯性力很小，旋转惯性力可完全平衡。

③仅滑片与滑槽、套圈以及套圈与曲轴之间有相对运动，加之有润滑油，摩擦损失小，可靠性高④不易设计成无油压缩机，也不宜大量喷油( 有排气阀）⑤一般排气量小，需严格控制泄漏间隙，制造精度要求高⑥滑片弹簧受力较严重，容易疲劳断裂9.滑片式a.基本结构：①气缸；②转子；③滑片；④吸气孔口；⑤排气孔口。

b.滑片选择原则：滑片高度应保证滑片伸出转子槽部分达最大时，转子槽中仍有适当高度，即h=（3~4）e；在转子刚度允许下，取较长的滑片长度；对低压级或无油中通常采用较大l/R值；钢滑片滑片数可取20~30，其他取2~8.c.卸荷也减摩结构：卸荷环、缸外式卸荷环、滚道式卸荷结构、滚缸式卸荷结构。

10.喷液及喷油a.作用：冷却、密封、润滑、降噪。

b.喷油量计算：在给定排气温度后，回转压缩机的喷油量可由压缩机的热平衡式决定，同时兼顾对轴承等处需要润滑油的量。

c.喷油影响：①压缩过程接近等温；②取消增速齿轮；③提高压比；④主机简化；⑤使系统复杂化；⑥供气洁净度下降；⑦压缩气体种类受限。

11.空压系统①电机；②进气过滤器；③进气控制阀；④螺杆压缩机；⑤油分离器；⑥最小压力阀；⑦离心式风机；⑧单向阀；11油过滤器12.复叠循环13.经济器换热式：闪发式：。