Конструкция, применение и описание рабочего процесса в компрессоре. Термодинамический расчет, расчет протечек и потребляемой мощности, теплообменного аппарата и мультипликатора, выбор и проверка подшипника. Построение теоретических профилей винтов.
угол между линией центров и лучом, проведенным из центра ведомого винта в точку пересечения начальной окружности ведомого винта с внешней окружностью ведущего винта, рад; угол между линией центров и лучом, проведенным из центра ведущего винта в точку пересечения начальной окружности ведомого винта с внешней окружностью ведущего винта, рад; Зубья (нитки) каждого из винтов в сечении плоскостью, перпендикулярной оси вращения винта (торцовой плоскостью), очерчены специально подобранными кривыми, образующими профиль зубьев. По мере входа зуба ведомого винта во впадину ведущего объем, занимаемый газом, уменьшается и газ сжимается.
Вывод
В заключение необходимо отметить достоинства и недостатки винтовых компрессоров, а так же их область применения.
Достоинства
Высокая экономическая эффективность и техническая целесообразность применения винтовых компрессоров определяется следующим: 1) винтовой компрессор можно эксплуатировать в широком диапазоне производительностей и давлений без существенных отклонений от оптимальных значений КПД;
2) отсутствие функциональной связи между числом оборотов компрессора и его степенью сжатия, что позволяет иметь нужную степень сжатия при любых оборотах компрессора;
3) быстроходность, что обеспечивает малый вес и малые габариты компрессора и дает возможность прямого соединения с современными быстроходными двигателями, т. е. позволяет скомпоновать малогабаритную, простую и легкую компрессорную установку;
4) высокая удельная производительность, приходящаяся на единицу веса, площади и объема компрессора, что дает возможность значительно повысить количество полезной продукции, снимаемой с единицы площади помещения цеха компрессии, и снизить металлоемкость машины;
5) исключительно высокая степень надежности компрессора и высокий моторесурс благодаря простоте конструкции, отсутствию деталей, совершающих возвратно-поступательное движение, отсутствию клапанов, поршневых колец или других часто выходящих из строя деталей; отсутствие деталей, легко подверженных вибрации;
6) полная уравновешенность роторов компрессора, позволяющая отказаться от тяжелых и громоздких фундаментов;
7) высокая равномерность подачи газа, благодаря чему отпадает необходимость в устройстве громоздких газосборников;
8) отсутствие помпажа;
9) возможность сжатия влажного газа, содержащего капельную жидкость (например, воду, масло и др.) в количествах, значительно превышающих вес сухого сжимаемого газа без какого-либо снижения моторесурса;
10) возможность сжатия сильно загрязненных газов без снижения моторесурса, причем производительность и экономичность винтового компрессора в этом случае с течением времени не только не уменьшается, но даже увеличивается; громоздкие и дорогостоящие фильтры становятся излишними;
11) возможность сжатия любых газов, в том числе с малым удельным весом (гелий, водород и др.), благодаря объемному принципу действия компрессора;
12) низкие эксплуатационные расходы - незначительные расходы смазочного масла, охлаждающей воды для машин сухого сжатия, редкие ремонты, возможность перевода на дистанционное или автоматическое управление.
Основными достоинствами и особенностями маслозаполненных винтовых компрессоров являются: 1) высокая степень сжатия газа (8 - 9) в одной ступени, в отдельных случаях достигающая 14. Такое высокое сжатие в одной ступени компрессора стало возможным благодаря подачи большого количества масла в полости компрессора, уплотнению маслом щелей, охлаждению им газа и деталей компрессора;
2) окружные скорости винтов у маслозаполненных компрессоров значительно ниже, чем у машин сухого сжатия, что также стало возможным, прежде всего, благодаря уплотнению щелей маслом и сокращению протечек газа через них;
3) при всасывании воздуха из атмосферы и сжатии у маслозаполненого компрессора отпадает необходимость в уплотнении валов на стороне всасывания; уплотнение валов на нагнетании существенно упрощаются и сокращаются их размеры;
4) маслозаполненные компрессоры не нуждаются в глушителях вследствие снижения уровня шума изза более низких окружных скоростей роторов; изза поглощения звуковых волн маслом, а также потому, что роль глушителя на нагнетании выполняют маслосборник и маслоотделитель;
5) снижение температурного перепада в компрессоре уменьшает и стабилизирует тепловые деформации его деталей, что позволяет уменьшить по сравнению с машинами сухого сжатия зазоры между винтами и корпусом; этому способствует также применение подшипников качения. В свою очередь, снижение зазоров уменьшает протечки, повышает экономичность машины и ее коэффициент подачи.
Недостатки
1) невозможность достигнуть очень высокой (более 14) степени сжатия газа в одной ступени;
2) невозможность изготовления машин с роторами большого диаметра, поскольку резко падает прочность ведомого ротора, увеличивается линейная скорость вершин зубьев, вследствие чего необходимо увеличивать длину роторов, что усложняет их технологичность;
3) большие перепады между соседними полостями, вследствие чего возникают большие перетечки;
4) работа компрессора сопровождается сильным шумом.
Указанный перечень достоинств винтового компрессора показывает, что винтовые машины совмещают в себе все положительные качества поршневых и центробежных машин и лишены их недостатков. Эти достоинства винтового компрессора в совокупности и обеспечивают низкую стоимость их серийного производства и эксплуатацию при исключительно высокой надежности и долговечности.
Применение винтовых компрессоров
Винтовые компрессоры применяются в химической, металлургической и пищевой промышленности, на транспорте и в угольных шахтах. Маслозаполненные компрессоры нашли широкое применение в строительной индустрии, в воздушных компрессорных станциях машиностроительных, судостроительных и аналогичных им по требованию к воздушным сетям предприятиях; в холодильных установках; в передвижных компрессорных станциях.
Список литературы
1. Диментов Ю.И., Прилуцкий И.К. Винтовые компрессоры. Учебное пособие. Издание ЛПИ им. М.И. Калинина. 1978 г.
3. Фотин Б.С., Пирумов И.Б., Прилуцкий И.К., Пластинин П.И.; Под общ. ред. Фотина Б.С. Поршневые компрессоры: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные машины и установки». - Л.: «Машиностроение». Ленингр. отд-ние, 1987. - 372 с.: ил.
4. Программный пакет кафедры Деталей Машин СПБГПУ «MADE».
