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空壓機概述：空壓機是各個工廠、企業(yè)普遍使用的設(shè)備之一，特別是空壓機的應用更為廣泛。鍋爐鼓風、消煙除塵、通風冷卻都離不開空壓機，在電站、礦井、化工以及環(huán)保工程，空壓機更是不可缺少的重要設(shè)備，正確掌握空壓機的設(shè)計，對保證空壓機的正常經(jīng)濟運行是很重要的。
    螺桿空壓機設(shè)計方案的選擇

    螺桿空壓機設(shè)計時通常給定的條件有：容積流量、全壓、工作介質(zhì)及其密度(或工作介質(zhì)溫度)，有時還有結(jié)構(gòu)上的要求和特殊要求等。

    對螺桿空壓機設(shè)計的要求大都是：滿足所需流量和壓力的工況點應在最高效率點附近；最高效率值要盡量大一些，效率曲線平坦；壓力曲線的穩(wěn)定工作區(qū)間要寬；空壓機結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好；材料及附件選擇方便；有足夠的強度、剛度，工作安全可靠；運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，噪聲低；調(diào)節(jié)性能好，工作適應性強；空壓機尺寸盡可能小，重量輕；操作和維護方便，拆裝運輸簡單易行。

    然而，同時滿足上述全部要求，一般是不可能的。在氣動性能與結(jié)構(gòu)(強度、工藝)之間往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾協(xié)調(diào)解決。這就需要設(shè)計者選擇合理的設(shè)計方案，以解決主要矛盾。例如：

    隨著空壓機的用途不同，要求也不一樣，如公共建筑所用的空壓機一般用來作通風換氣用，一般最重要的要求就是低噪聲，多翼式螺桿空壓機具有這一特點；而要求大流量的螺桿空壓機通常為雙吸氣型式；對一些高壓螺桿空壓機，比轉(zhuǎn)速低，其泄漏損失的相對比例一般較大。

    螺桿空壓機設(shè)計時幾個重要方案的選擇：

    (1)螺桿型式的合理選擇：常見空壓機在一定轉(zhuǎn)速下，后向葉輪的壓力系數(shù)中Ψt較小，則葉輪直徑較大，而其效率較高；對前向葉輪則相反。

    (2) 空壓機傳動方式的選擇：如傳動方式為A、D、F三種，則空壓機轉(zhuǎn)速與電動機轉(zhuǎn)速相同；而B、C、E三種均為變速，設(shè)計時可靈活選擇空壓機轉(zhuǎn)速。一般對小型空壓機廣泛采用與電動機直聯(lián)的傳動A，，對大型空壓機，有時皮帶傳動不適，多以傳動方式D、F傳動。對高溫、多塵條件下，傳動方式還要考慮電動機、軸承的防護和冷卻問題。

    (3)蝸殼外形尺寸的選擇：蝸殼外形尺寸應盡可能小。對高比轉(zhuǎn)數(shù)空壓機，可采用縮短的蝸形，對低比轉(zhuǎn)數(shù)空壓機一般選用標準蝸形。有時為了縮小蝸殼尺寸，可選用蝸殼出口速度大于空壓機進口速度方案，此時采用出口擴壓器以提高其靜壓值。

    (4) 螺桿出口角的選定：螺桿出口角是設(shè)計時首先要選定的主要幾何參數(shù)之一。為了便于應用，我們把螺桿分類為：強后彎螺桿(水泵型)、后彎圓弧螺桿、后彎直螺桿、后彎機翼形螺桿；徑向出口螺桿、徑向直螺桿；前彎螺桿、強前彎螺桿(多翼葉)。表1列出了螺桿空壓機中這些螺桿型式的螺桿的出口角的大致范圍。

    (5) 螺桿數(shù)的選擇：在螺桿空壓機中，增加葉輪的螺桿數(shù)則可提高葉輪的理論壓力，因為它可以減少相對渦流的影響(即增加K值)。但是，螺桿數(shù)目的增加，將增加葉輪通道的摩擦損失，這種損失將降低空壓機的實際壓力而且增加能耗。因此，對每一種葉輪，存在著一個更佳螺桿數(shù)目。具體確定多少螺桿數(shù)，有時需根據(jù)設(shè)計者的經(jīng)驗而定。根據(jù)我國目前應用情況，在表2推薦了螺桿數(shù)的選擇范圍。

    (6)全壓系數(shù)Ψt的選定：設(shè)計螺桿空壓機時，實際壓力總是預先給定的。這時需要選擇全壓系數(shù)Ψt，全壓系數(shù)的大致選擇范圍可參考表3。

    (7) 離心葉輪進出口的主要幾何尺寸的確定：葉輪是空壓機傳遞給氣體能量的唯一元件，故其設(shè)計對空壓機影響甚大；能否正確確定葉輪的主要結(jié)構(gòu)，對空壓機的性能參數(shù)起著關(guān)鍵作用。它包含了螺桿空壓機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)--螺桿的設(shè)計。而螺桿的設(shè)計最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何確定螺桿出口角β2A。

    關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計分析

    在設(shè)計螺桿空壓機時，關(guān)鍵就是掌握好葉輪螺桿出口角β2A的確定。

    根據(jù)螺桿出口角β2A的不同，可將螺桿分成三種型式即后彎螺桿(β2A<90℃)，徑向出口螺桿(β2A=90℃)和前彎螺桿(β2A＞90℃)。

    三種螺桿型式的葉輪，目前均在空壓機設(shè)計中應用。前彎螺桿葉輪的特點是尺寸重量小，價格便宜，而后彎螺桿葉輪可提高效率，節(jié)約能源，故在現(xiàn)代生產(chǎn)的空壓機中，特別是功率大的大型空壓機多數(shù)用后彎螺桿。

    現(xiàn)代前彎螺桿空壓機效率，比老式產(chǎn)品已有顯著提高，故在小流量高壓力的場合或低壓大流量場合中仍廣為采用。

    徑向出口螺桿在我國已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蝕的空壓機中，常用徑向出口直螺桿。

    螺桿空壓機葉輪設(shè)計時還必須考慮到比轉(zhuǎn)速與螺桿型式存在一定的關(guān)系，故在確定螺桿出口角的同時，必須綜合考慮三種螺桿型式對壓力、徑向尺寸和效率的影響。

    正確確定了螺桿空壓機其它主要幾何尺寸的確定奠定了堅實的基礎(chǔ)，從而對整臺螺桿空壓機的性能起著關(guān)鍵的作用。