技术参数

型线种类

转子型线种类对螺杆压缩机的性能具有重要的影响，型线种类的区别在于采用不同的组成齿曲线。代和第二代转子型线通常是“线”密封的型线，即其组成齿曲线中含有“点”，这些点沿转子的长度方向便形成了一条密封线。第三代和以后的各种新的不对称型线，一般都是“带”密封的型线，即其组成齿曲线中不再含有“点”，而都是“曲线段”，这些曲线段沿转子长度方向便形成了有一定宽度的密封带。“带”密封型线的性能明显优于“线”密封型线，特别是在高压比工况或转子直径较小的中小型螺杆压缩机中，这种“带”密封型线的优势更为明显。所以，在各种类型的螺杆压缩机中，都尽量采用各具特色的“带”密封线。

转子齿数

在通常的使用条件下，螺杆压缩机阳/阴转子的齿数一般在3/3～10/11之间，最常用的是3/4、4/5、4/6、5/6、5/7、6/8等。图9－6示出3/4、4/6、和6/8的三种齿数组合。

对于图9－6a所示的3/4组合形式，其转子直径较小，因此具有泄漏线长度与容积量之比较小的优点，可使压缩机具用较高的效率，但其抗弯刚度却较差。在一般的螺杆压缩机中，和阴转子相比，阳转子齿根圆直径都较大，齿也比较宽厚。由于3/4组合形式的阴转子直径很小，当压差太大时，它将会产生较大的弯曲变形，甚至与机体相接触。所以，这种形式多用于压差较小的应用场合，如物料的气力输送、多级压缩机的低压级等，以便发挥其效率较高的优点。另外，由于其转子齿数少、直径小，因此还具有制造成本低、重量轻和尺寸小的优点。

与3/4的形式正好相反，对于图9－6c所示的6/8组合方案，转子直径较大，因此泄漏线长度也较长，导致压缩机的效率较低。但另一方面，由于其阴转子直径较大，故抗弯能力较强。所以，这种形式可以适用于压力差很大的场合，例如高压差的螺杆工艺压缩机和微小型的螺杆制冷压缩机等。

图9－6b所示的4/6组合形式转子刚度适中，并且阴阳转子的刚度相近，压缩机的效率也较高。因此获得了较为广泛的应用。

应指出的是，在一般的螺杆空气压缩机中，新的不对称型线趋于采用5/6的齿数组合，而在常规的螺杆制冷压缩机中，新的不对称型线则趋于采用5/7的组合形式。实测性能表明，这两种形式在刚度上也是足够的，并且可比4/6组合形式具有更高的效率。

齿高半径

随着转子齿高半径的增大，面积利用系数也增加，但如图9－7所示，过分大的齿高半径，往往会使阴转子齿根宽度不足，以致加工齿面时，因齿的刚度不足而达不到预期的加工精度。在一般情况下，齿高半径与转子中心距的比值R/A应在0.15～0.35的范围内。

齿顶高

转子齿顶高太大时，过大的泄漏三角形面积会使压缩机的效率降低。当齿顶高不当时，会使作用在阴转子上的合力矩太小，在工况变动时，有可能使合力矩的方向发生改变，从而产生异常的噪声和振动。图9－8示出了转子齿顶高对压缩机热力性能和动力特性的影响。在一般的双边型线中，齿机高H与转子中心距A的比值H/A应在0.005～0.05的范围内。

转子啮合间隙

在螺杆压缩机中，阴阳转子间沿接触线的啮合间隙，对压缩机的性能具有重要的影响。这是因为接触线两侧的压力差较大，通过此泄漏通道的泄漏，占了整个泄漏损失的绝大部分。图9－9示出不同阳转子齿顶速度Vm时，压缩机的容积效率ηv和绝热效率ηad随转子啮合间隙δ的变化情况。从中可以看出，随着啮合间隙的增大，两种效率都呈线性下降。特别是在齿顶速度低的情况下，效率下降更快。一般情况下，啮合间隙每增大0.01mm，容积效率就要下降1%～3%。啮合间隙的具体数值主要取决于转子的尺寸和材料，一般可按0.03%～0.08%D选取（D为转子外径）。

转子端面间隙和齿顶间隙

在螺杆压缩机中，吸气端面基本不存在压力差，因此吸气端的间隙显得相对无关紧要。但在排气端面却有从排气压力到吸气压力的压力差，这意味着排气端间隙对螺杆压缩机来说非常重要。所以在螺杆压缩机装配中，所有为防止热膨胀而预留的间隙都放在吸气端，以便把这种膨胀对排气端间隙的影响减到最小。起轴向定位作用的推力轴承一般总是放在排气端，因此影响排气端面间隙的只是排气端面与推力轴承间一段轴的膨胀。随着加工精度的不断提高，螺杆压缩机转子的排气端面间隙越来越小。在喷油螺杆压缩机中，当排气端面间隙太小时，由于转子端面与排气端板之间油的粘性摩擦损失较大，反而会使压缩机的性能下降。转子排气端面间隙的一般取值范围为0.01～0.1mm。

另外，在螺杆压缩机中，阴阳转子的齿顶与其气缸孔之间也要留有一定的间隙，以补偿转子变形和加工误差。这种齿顶间隙对螺杆压缩机性能的影响，与排气端面间隙类似，其数值通常也应在0.01～0.1mm之间。

压力比和压力差

压力比和压力差是影响螺杆压缩机尺寸、重量和性能主要参数，当压力比和压力差太大时，就需采用多级压缩的配置形式。

排气温度是限制压缩机压力比的主要因素。例如，在无油螺杆压缩机中，假设从常温、常压下吸入双原子气体，如果压力比为4，则压缩机的排气温度将高达200℃以上。此时转子的热变形会很大，可能导致转子接触损伤，造成严重事故。而且，过高的排气温度，使整机温度升高，对密封件和润滑系统的工作都会带来不利。所以，无油机器单级的压力比一般应小于4。若压缩介质有易燃、易爆、易裂解、易聚合等特性时，就应根据其特性作更严格的限制。

压力差也是限制压力比提高的又一重要因素，在无油机器的高压级或增压螺杆压缩机中，虽然压力比一般小于2，因而气体压缩终温并不算高，但这时吸、排气压力差值却很大。在喷油螺杆压缩机中，喷入的油起着极其良好的内冷却作用，级的压力比通常为8～10，个别高达20以上，但排气温度也不超过110℃。在以上两种情况下，往往转子随高压差的作用，转子的刚度会明显不足，使转子产生不允许的机械变形，严重时会出现啮合部位咬死等事故。同时，轴承的运转带来不利。此外，高的压差使气体的泄漏量大为增加，容积率随之降低。

螺杆压缩机所能承受的压力差，主要取决于转子长径比和阴阳转子的齿数组合。对于常用的阴阳转子齿数分别为6和4压缩机，当长径比2.2时，只能承受1.0MPa的压差。当长径比减小为1.1时，就能承受3.5 MPa的压差。当阴阳转子的齿数分别增大到8和6时，转子长径比为1.1的螺杆压缩机所能承受的压差就可达到5.0 MPa。