一、活塞機、雙螺桿與單螺桿發(fā)展歷程

 

1 活塞壓縮機的發(fā)展史

往復活塞壓縮機是各類壓縮機中發(fā)展最早的一種，它是通過活塞在氣缸內作往復運動來壓縮和輸送氣體。

☆     公元前1500年中國發(fā)明的木風箱為往復活塞壓縮機的雛型。

☆     18世紀末，英國制成第一臺工業(yè)用往復活塞空氣壓縮機。

☆     20世紀30年代開始出現(xiàn)迷宮壓縮機，隨后又出現(xiàn)各種無油潤滑壓縮機和隔膜壓縮機。

☆     50年代出現(xiàn)的對動型結構使大型往復活塞壓縮機的尺寸大為減小，并且實現(xiàn)了單機多用。

 

2 雙螺桿壓縮機的發(fā)展史

 

☆ 1878年德國人H.Krihar最先提出無內壓縮的螺桿壓縮機，利用螺桿形轉子在氣缸內作回轉運動來壓縮和輸送氣體。

☆ 1934年瑞典皇家理工學院教授Alf Lysholm發(fā)明非對稱齒形的雙螺桿壓縮機原理，設計出螺桿壓縮機及其轉子齒型。

☆ 1957年噴油螺桿空氣壓縮機投入應用

☆ 1961年研制成功了噴油螺桿制冷壓縮機和螺桿工藝壓縮機。

最先發(fā)展起來的螺桿壓縮機是無油螺桿壓縮機。螺桿壓縮機主要部件包括：雙轉子、機體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調節(jié)裝置。值得指出的是：所謂“無油”，指的是氣體在壓縮過程中，完全不與油接觸，即壓縮機的壓縮腔或轉子之間沒有油潤滑，但壓縮機中的軸承、齒輪等零部件，仍是用普通潤滑方式進行潤滑的，只是在這些潤滑部位和壓縮腔之間，采取了有效的隔離軸封。這樣，產出的氣體中不含任何油分。這在電子制造業(yè)某些工藝中是必須的。在噴油螺桿壓縮機中，大量的潤滑油被噴入所壓縮的氣體介質中，起著潤滑、密封、冷卻和降低噪聲的作用。在噴油空氣螺桿壓縮機中，輸出的壓縮空氣中是含油的，在某些應用油氣分離和氣體凈化技術的發(fā)展，通過過濾處理完全能滿足無油或微油的要求。

螺桿壓縮機每前進一步，機器效率每一次刷新，又與螺桿壓縮機的核心零件——轉子——齒型是分不開的。齒型的變革，先后經歷了SRM非對稱型線、對稱型線、又非對稱型線、X、Sigma（5:7）、GHH（5:6）、SRM-D-a、b等型線，四十到六十年代后期是瑞典的SRM技術——Lysholm齒型的螺桿機時代，而七十、八十年代是Sigma-X-G.H.H的螺桿時代。螺桿式壓縮機，由于結構簡單，易損件少，排氣溫度低，壓比大，尤其不怕氣體中帶液、帶塵壓縮，噴油螺桿式壓縮機的出現(xiàn)，動力工藝和制冷用的螺桿式壓縮機（包括螺桿式空壓機、螺桿式制冷機等），在國內外得到了飛速的發(fā)展。

3 單螺桿壓縮機的發(fā)展史

【國外單螺桿壓縮機的發(fā)展】

☆ 1960年由法國人辛麥恩發(fā)明單螺桿壓縮機，并獲得專利權。

☆ 1962年試制出第一臺樣機。

☆ 七十年代主要用作噴油空壓機。

☆ 八十年代采用了浮動星輪技術，單螺桿壓縮機在技術上才真正成熟，應用范圍也日益擴大。

【國內單螺桿壓縮機的發(fā)展】

☆ 1974年北京第一通用機械廠開始研制單螺桿壓縮機。

☆ 1976年北京第一通用機械廠研制單螺桿壓縮機樣機，通過鑒定，當時嚙合副壽命僅數(shù)十小時。由于長時間未能解決高精度專機、星輪包絡面的加工技術和第一 代工程技術人員的退休等原因，近年來壓縮機的壽命徘徊在4500小 時左右。

☆ 浙江溫嶺化工機械廠研制的冷凍機84年通過省級鑒定，聲稱產品達到國際水平，被列為省重點項目。由于長期無法解決星輪加工技術已放棄研制工作。

☆ 武漢空氣壓縮機廠研制課題是86年國家科委重點項目（現(xiàn)已撤消）

☆ 蘇北冷凍機廠研制課題是機電部軍工司重點項目（現(xiàn)已放棄研制）。

☆ 七O 四所研制課題是國防科工委重點項目（現(xiàn)已暫停）。

☆ 目前生產單螺桿壓縮機的廠商主要有廣東正力，上海的施耐德、佳力士、浪潮和飛和,北京的京城環(huán)保,遼寧的金昊等家，其中施耐德和浪潮采用樂清的主機。

 

二、壓縮機工作原理和特點比較

1、活塞機工作原理和特點比較

【活塞式壓縮機結構圖】

活塞式壓縮機是一種最常見的容積式壓縮機。它由曲柄連桿機構將驅動機的旋轉運動變?yōu)榛钊耐鶑瓦\動。活塞與氣缸共同組成壓縮機工作腔，依靠活塞在氣缸內的往復運動，并借助進、排氣閥的自動開閉，使氣體周期性地進入氣缸工作腔，進行壓縮和排出。

【活塞式壓縮機的工作原理視圖】

1.排氣閥     2.氣缸     3.活塞   4.活塞桿   5.滑塊    6.連桿     7.曲柄     8.吸氣閥   9.閥門彈簧

【工作原理解析】

當氣缸內作往復運動的活塞向右移動時，氣缸內活塞左腔的壓力低于大氣壓力 p a ，吸氣閥開啟，外界空氣吸入缸內，這個過程稱為吸氣過程。當氣缸吸滿氣體，吸氣閥關閉，活塞向左移動，令缸內氣體壓力上升，這個過程稱為壓縮過程。當缸內壓力高于輸出空氣管道內壓力 p 后，排氣閥打開。壓縮空氣送至輸氣管內，這個過程稱為排氣過程。活塞的往復運動是由電動機帶動的曲柄滑塊機構形成的。曲柄的旋轉運動轉換為滑動——活塞的往復運動。

這種結構的壓縮機在排氣過程結束時總有剩余隙容積存在。在下一次吸氣時，剩余容積內的壓縮空氣會膨脹，從而減少了吸入的空氣量，降低了效率，增加了壓縮功。且由于剩余隙容積的存在，當壓縮比增大時，溫度急劇升高。故當輸出壓力較高時，應采取分級壓縮。分級壓縮可降低排氣溫度，節(jié)省壓縮功，提高容積效率，增加壓縮氣體排氣量。

【優(yōu)點】

⑴ 適應性強，適用壓力范圍廣，目前在工業(yè)上使用的最高工作壓力已達到350MPa，實驗室可達1000MPa。

⑵ 氣流粘度低，損失小，效率高。

⑶ 適應性較強，即排氣量范圍較廣，且不受壓力高低的影響。

【缺點】

⑴ 轉速不高，機器體積大而重。

⑵ 結構復雜，易損件多，維修量大(但對維修工的技術要求相應較低)。

⑶ 排氣不連續(xù)，氣流脈動，且氣體中常混有潤滑油

2 雙螺桿壓縮機工作原理和特點

【工作原理解析】

⑴ 吸氣過程

吸氣過程即將開始時的轉子的一對齒前端完全嚙合，且即將與吸氣孔口連通。隨著轉子開始運動，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個齒間容積的擴大，在其內部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉子旋轉的過程中，陽轉子齒不斷從陰轉子的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴大，并與吸氣孔口保持連通。從某種意義上講，也可以把這個過程看成是活塞（陽轉子齒）在氣缸（陰轉子齒槽）中滑動。吸氣結束時候，最顯著的特征是齒間容積達到最大值，并且齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開。

⑵ 壓縮過程

氣體被轉子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中，齒間容積由于轉子齒的嚙合就要開始減少。隨著轉子的旋轉，齒間容積由于轉子的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少，導致壓力升高，從而實現(xiàn)氣體的壓縮過程。

⑶ 排氣過程

齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出。這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合。此時，齒間容積內的氣體通過排氣孔口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變成零。

【優(yōu)點】

①可靠性相對于活塞機要高。雙螺桿壓縮機零部件比活塞機少，易損件少，因而它運轉可靠，壽命長。

②操作比活塞機方便。雙螺桿壓縮機自動化程度高，操作人員不必經過長時間的專業(yè)培訓，可實現(xiàn)無人值

守運轉，操作相對簡單，可按需要排氣量供氣。

③動力平衡比活塞機好。雙螺桿壓縮機沒有活塞往復移動的慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎運轉，特別適合作移動式壓縮機。

【缺點】

⑴ 造價比較貴。由于雙螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面，需利用特制刀具在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外，對雙螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。

⑵ 不能用于高壓場合。由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制，雙螺桿壓縮機只能適用于中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過3MPa。

⑶ 不能用于微型場合。雙螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于2m3/min時，雙螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。

【工作原理解析】

⑴ 吸氣過程

吸氣過程即將開始時的轉子的一對齒前端完全嚙合，且即將與吸氣孔口連通。隨著轉子開始運動，由于齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個齒間容積的擴大，在其內部形成了一定的真空，而此齒間容積又僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉子旋轉的過程中，陽轉子齒不斷從陰轉子的齒槽中脫離出來，齒間容積不斷擴大，并與吸氣孔口保持連通。從某種意義上講，也可以把這個過程看成是活塞（陽轉子齒）在氣缸（陰轉子齒槽）中滑動。吸氣結束時候，最顯著的特征是齒間容積達到最大值，并且齒間容積在此位置與吸氣孔口斷開。

⑵ 壓縮過程

氣體被轉子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中，齒間容積由于轉子齒的嚙合就要開始減少。隨著轉子的旋轉，齒間容積由于轉子的嚙合而不斷減少，被密封在齒間容積中的氣體所占據(jù)的體積也隨之減少，導致壓力升高，從而實現(xiàn)氣體的壓縮過程。

⑶ 排氣過程

齒間容積與排氣孔口連通后，即開始排氣過程。隨著齒間容積的不斷縮小，具有排氣壓力的氣體逐漸通過排氣孔口被排出。這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合。此時，齒間容積內的氣體通過排氣孔口被完全排出，封閉的齒間容積的體積將變成零。

【優(yōu)點】

①可靠性相對于活塞機要高。雙螺桿壓縮機零部件比活塞機少，易損件少，因而它運轉可靠，壽命長。

②操作比活塞機方便。雙螺桿壓縮機自動化程度高，操作人員不必經過長時間的專業(yè)培訓，可實現(xiàn)無人值

守運轉，操作相對簡單，可按需要排氣量供氣。

③動力平衡比活塞機好。雙螺桿壓縮機沒有活塞往復移動的慣性力，機器可平穩(wěn)地高速工作，可實現(xiàn)無基礎運轉，特別適合作移動式壓縮機。

【缺點】

⑴ 造價比較貴。由于雙螺桿壓縮機的轉子齒面是一空間曲面，需利用特制刀具在價格昂貴的專用設備上進行加工。另外，對雙螺桿壓縮機氣缸的加工精度也有較高的要求。

⑵ 不能用于高壓場合。由于受到轉子剛度和軸承壽命等方面的限制，雙螺桿壓縮機只能適用于中、低壓范圍，排氣壓力一般不超過3MPa。

⑶ 不能用于微型場合。雙螺桿壓縮機依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于2m3/min時，雙螺桿壓縮機才具有優(yōu)越的性能。

3、單螺桿壓縮機工作原理和特點

【工作原理解析】

單螺桿空氣壓縮機屬于容積式壓縮機，通過對一可變容積中的氣體進行壓縮，使該部分容積縮小，壓力提高。壓縮機核心結構經專用機床精加工而成，內由一根有六條螺旋凹槽的螺桿，兩側配一對平面星輪構成工作腔，螺桿旋轉帶動星輪在封閉的機殼內作周而復始的吸氣，壓縮，排氣回轉運動，螺桿每旋轉一周產生12個壓縮循環(huán)。單螺桿壓縮機的螺桿同時與兩個星輪嚙合，既使螺桿受力完全平衡，又使排量增加一倍，且壓縮機的體積小。

⑴ 主機工作過程：

吸氣：氣體通過吸氣口進入轉子齒槽。隨著轉子的轉動，星輪依次進入與轉子齒槽嚙合的狀態(tài)，氣體隨即便被吸入由轉子齒槽面，機殼及星輪齒面所形成的密閉空間，即壓縮腔。

壓縮：隨著轉子的旋轉，這種壓縮腔的體積便不斷減小，即其中氣體隨之被壓縮，            直到該壓縮腔的前沿轉至排氣口。

排氣：壓縮腔前沿轉至排氣口后便開始排氣，直到壓縮腔完全通過排氣口，完成一個工作循環(huán)。

⑵ 系統(tǒng)氣體流動過程

外界空氣由空氣濾清器濾除塵埃后，經卸載閥進入壓縮機主機進行壓縮，在壓縮腔內與潤滑油混合，壓縮后的混合油氣經排氣單向閥進入油氣罐，在油氣罐內旋轉分離大部分的潤滑油，再經過油氣細分離器過濾掉殘余的潤滑油。接著經過最小壓力閥、冷卻器和分水器后以較低的溫度和較干燥的壓縮空氣送入使用系統(tǒng)中供顧客使用。

⑶ 系統(tǒng)潤滑油流動過程

油氣罐內的潤滑油在壓縮空氣壓力下被壓入油冷卻器，在油冷卻器內被冷卻后再送入油過濾器濾去污垢和雜質。過濾后的潤滑油經過斷油電磁閥后分成兩路，一路由主機下端噴入壓縮室，冷卻壓縮空氣；另一路通到主機兩端，用來潤滑軸承組，然后再聚集于壓縮室底部，隨壓縮空氣排出。這些油氣混合體經過排氣單向閥后分別在油氣罐和油氣細分離器中被分離出來再開始另一次循環(huán)。

螺桿式壓縮機的潤滑油主要有三種功能：潤滑軸承與轉子接觸表面；密封嚙合副間隙；冷卻壓縮過程。其中冷卻壓縮過程是最重要的。

⑷ 控制系統(tǒng)

1)   微電腦控制器基本功能

微電腦控制器通過大屏液晶（LCD）顯示機組的溫度、壓力、運行時間及各種工作狀態(tài)。操作人員可以通過監(jiān)控器面板上的人機交流界面，查詢、設定控制器系列數(shù)據(jù)。

2)   系統(tǒng)主要工作流程：系統(tǒng)供電開機后首先進行故障檢測，故障分為影響正常工作的重故障和不影響正常工作故障。重故障報警停機，輕故障報警但不停機，同時記錄相關信息。故障監(jiān)測完畢后允許啟動。啟動后，主電機進行星/三角轉換，空壓機開始對外設供氣。當壓力小于參數(shù)設定值，空壓機加載；當壓力大于設定值，空壓機卸載。卸載狀態(tài)度超過預設值后，空壓機空車過久停機。加載、卸載、空車過久停機為空壓機的主要工作狀態(tài)。

【優(yōu)點】

單螺桿壓縮機除了具有回轉式壓縮機的結構簡單、體積小和易損件少等特點外，還具有許多獨特的優(yōu)點。這些優(yōu)點主要是由于兩個星輪在螺桿兩側對稱配置所致。

⑴ 結構合理，具有理想的力平衡性

由于在螺桿體內有軸向引氣信道，泄漏至螺桿高壓側（排氣側）的高壓氣體將通過引氣信道返回流至低壓側（吸氣側）使作用于螺桿兩端面上的氣體力互相平衡。又由于星輪的對稱配置，作用于螺桿上的徑向氣體力也互相平衡，且相互抵消。因此螺桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用。星輪齒上所受的力很小，只有活塞式和雙螺桿壓縮機的1/30左右。因此，螺桿軸和星輪軸上的軸承壽命長。雙螺桿壓縮機氣體的徑向負荷無法平衡，而軸向負荷只能附加平衡活塞加以平衡，因而結構復雜。

⑵ 單機容量大，無余隙容積

單螺桿壓縮機工作時螺桿上的每一個螺槽在一轉中均被使用兩次，使螺槽空間得以充分利用，因此與其它回轉式壓縮機相比其結構尺寸更小。此外，螺桿的螺槽深度隨壓縮腔壓力的增大而變淺，在排氣結束時深度為零，因此在理論上不存在余隙容積。

⑶ 噪聲低、振動小

單螺桿壓縮機力的平衡性好，因此振動小，對基礎無特殊要求，特別是星輪采用自潤滑性能很好的特殊工程塑料制造，工作腔噴有潤滑油，又無增建齒輪，故運行噪聲低。螺桿帶動星輪轉動僅需克服很小的軸泵摩擦力。螺桿轉速通常在3000轉/分，只要嚙合副型線設計合理，很容易建立流體動力潤滑，從根本上解決星輪齒磨損的問題。

【缺點】

嚙合副與機殼的幾何形狀和相互位置精度要求較高，需用專用設備加工，以及星輪壽命差。這是多年來單螺桿壓縮機不能發(fā)展的重要原因，也時國內行業(yè)專家們多年研究和探討的難題。目前我公司已完滿地解決了螺桿和星輪的型線及其加工技術，并對星輪片采用特殊處理，使其壽命提高近十倍，為單螺桿壓縮機的發(fā)展開創(chuàng)了新的途徑。

7三種比較常見壓縮機比較

【三種常見壓縮機比較】

比較指標	單螺桿	雙螺桿	活塞式
力的平 衡性	☆氣體壓力產生的徑向、 軸向力自動平衡。 ☆零部件受力小，可靠性 高	☆氣體壓力產生的徑向 力無法平衡，軸向力須 由平衡活塞平衡。 ☆主軸承易損，可靠性中	☆較大的活塞慣性力， 氣體壓力都無法平衡。 ☆振動噪音大、主要部 件易損，可靠性差
驅動方式	與電機直聯(lián)。 傳動效率高	經增速齒輪組與電機聯(lián) 接或加帶輪。 傳動效率中	經皮帶輪與電機聯(lián)接。 傳動效率差
效率	中速（1500～3500r/min） 時效率較高，直聯(lián)。	高速（3000～7000r/min） 時效率比較高，加增速齒 輪。	低速(600~1500r/min), 摩擦副多，效率較低。
噪聲 振動	力平衡性好、振動小、噪 聲低，一般為60～ 68dB(A)	力平衡性差，二金屬螺桿 嚙合時有高頻噪聲64～ 78dB(A)	振動大，需用基礎固定， 低頻噪聲80dB(A)

 

 

【單螺桿與雙螺桿技術的性能對比分析】

以下從用戶最關心的四大綜合技術指標——可靠性、效率、維護成本、噪音比較單、雙螺桿技術，以事實為證據(jù)闡明了單螺桿空壓機的優(yōu)越性。

■ 可靠性的比較

⑴ 影響可靠性的具體因素分析

 

影響因素	具體影響
零部件數(shù)量	部件數(shù)量越少，其運動可靠性越高
運動形式	運動形式越簡單，可靠性越高
運動速度	運動速度越低，可靠性越高
工作應力	工作應力越小，形式越簡單，可靠性越高
使用壽命	壽命越長，可靠性越高

⑵ 壓縮機的核心部件-主機的比較，運動性能的比較

比較內容	單螺桿空壓機	雙螺桿壓縮機
運動部件	單螺桿：1個轉子，2個星形，  彈性聯(lián)軸器	雙螺桿：1對陰陽轉子，增速齒輪 箱或皮帶輪，
運動形式	單螺桿：轉子驅動浮動星輪進行嚙合 運動	雙螺桿：陽轉子驅動陰轉子進行嚙合運 動
磨損	單螺桿：接觸面積較大，轉速低， 星輪材質為復合材料，軟性摩擦， 磨損取決的星輪材料和嚙合齒形	雙螺桿：接觸面積大，轉速高，陰陽轉 子均是碳鋼材料，剛性摩擦，    磨損較 大
運行壽命	單螺桿：部分單螺桿制造商星輪壽命 較短，正力星輪比普通星輪壽命長 6-8倍，軸承壽命比雙螺桿長3倍      以上，螺桿永不磨損，終身保用。	雙螺桿：取決于軸承的壽命，由于受力 不平衡通常3萬小時左右更換，大修機 頭

 

增加轉子轉速可以提高排氣量；但轉速過高，磨損會加大，能量傳遞導致的機械能損失也隨之增加，從而壓縮機負荷增大，運動部件壽命減短。因此通過提高轉速來增大排氣量是一種非常不合理的方式。

通過設計原理分析我們知道：主機的有效吸入容積和容積效率是影響排氣量大小的最主要因素，這也決定了單螺桿機與雙螺桿機轉速的不同。

⑶ 受力分析的比較

 

比較內容	單螺桿壓縮機	雙螺桿壓縮機
受力原因	完全平衡	軸向和徑向的壓差
受力部位	兩個星輪反向壓縮，    作用力相 互抵消	雙螺桿：陰陽轉子表面和進氣、排氣 端蓋
受力方向	軸向，徑向完全平衡	軸向、徑向均有
受力程度	完全平衡	雙螺桿：強大的軸向力和徑向力
受力平衡	輕載軸承，壽命長達8萬小時 以上	雙螺桿：重載軸承，必須選配復雜 的高精度滾動軸承

 

 

特別提示！

單螺桿壓縮機由于完全克服了雙螺桿受力不平衡問題，給單螺桿壓縮機帶來了突出的優(yōu)勢：

1） 螺桿軸承理論上不受力，軸承壽命特別長，是雙螺桿的3倍以上。星輪軸承由于軸承尺不像雙螺桿那樣受限制，壽命也相應地延長。而雙螺桿壓縮機是在有彎曲變形的情況下運行。

2）單螺桿壓縮機振動小，噪聲低，對地基及工作場所的要求低。放平即可，無須地腳螺釘?shù)取?/p>

3）單螺桿壓縮機可在高壓下工作。單螺桿壓縮機即使在一級壓縮的情況下也很容易達到6．16Mpa，遠高于雙螺桿壓縮機（≤2．8MPa）。

4）單螺桿壓縮機比雙螺桿壓縮機噪聲低10一15dB（A）以上。

5）排氣溫度低­——16℃左右。

 

4、軸承的比較

由于強大、復雜的工作應力，軸承失效問題已經成為雙螺桿壓縮機無法回避的一個難點，因此單獨予以分析：

雙螺桿機一般采用5-7個高精度滾動軸承，其中陽轉子吸氣端必須配置強大的錐形軸承以抵抗軸向力，一般3萬小時應予以更換；

單螺桿受力完全平衡，螺桿軸承理論上不受力，軸承壽命特別長，是雙螺桿的3倍以上，壽命長達8萬小時以上。

■ 小結：

通過上述對比可見，單螺桿主機運動部件少，運動形式簡單，轉速低，受力完全平衡，從原理上徹底消除了軸承失效問題，在可靠性方面大大超出雙螺桿機。

 

■ 效率的比較

 

輸入壓縮機的電能僅有30%左右最終轉化為壓縮空氣中的勢能。因此，在設備效率上的每1%的提升都會給用戶帶來巨大的經濟效益。

⑴ 影響效率的具體因素分析

影響壓縮機效率的因素是多方面的，下表從其三大組成部分予以總體分析：

組成部分	影響因素	具體影響
容積效率	余隙容積和各種內泄露	余隙容積越小，各種泄露越少、容積效率越高
傳動效率	傳動方式	常用的三種傳動方式效率比較：直聯(lián)>齒輪>皮帶
熱工效率	運動速度、摩擦面積和冷 卻效果	運動速度越低、摩擦面積越小、冷卻效果越好， 熱工效率越高

比較內容	單螺桿壓縮機	雙螺桿壓縮機
有效吸入 容積	有效吸入容積較大，    達到相同的排 氣量其轉速可明顯降低	有效吸入容積較小，    達到相同的排氣 量只能靠增加轉速
容積效率	容積效率高，回流量小，必提高轉速 也能保證排氣量	泄漏點較多，效率低，增加轉速，其排 氣量無法保證
主機轉速	2980rpm，正力螺桿與星輪密封性能 好，理論無泄漏，可以實現(xiàn)低速壓縮， 采用1：1彈性直聯(lián)，這也是正力 可以實現(xiàn)0-100%全變頻調節(jié)的原因， 這是雙螺桿不可能做到的	4000-6000 rpm以上 雙螺桿通常只含糊 標出電機轉速，非螺桿轉速，必須通過 加速齒輪箱或加速皮帶高速壓縮，由于 內泄漏太大，壓縮速度低50%便壓縮不 出空氣。

 

⑵ 容積效率的比較

容積效率是實際產氣量與理論產氣量的比值，它是衡量壓縮機產氣能力的重要指標。通常來說，余隙容積和各種內泄露是影響容積效率的最主要因素。

1）余隙容積（泄漏三角形）。

雙螺桿：泄漏三角形雙螺桿式壓縮機轉子的幾何型線帶來的一個典型技術問題，徹底地消除它是不可能的。

單螺桿：不存在泄漏三角形，無余隙容積。

泄漏三角形，亦稱死氣三角形，是余隙容積在雙螺桿式壓縮機中的一種形式。它是指在陰陽轉子進行虛嚙合時其形線造成的一個三角形空隙。此空隙會使高壓空氣會向低壓區(qū)回流，而且無法通過潤滑油密封。這是由雙螺桿式壓縮機轉子的幾何型線帶來的一個典型技術問題，徹底地消除它是不可能的。

2）磨損帶來的泄露

隨著運行時間的累計，磨損不可避免。這將導致雙螺桿機轉子之間的間隙以及轉子與定子之間的間隙增大，從而加劇了上述的各種泄露，容積效率逐步下降。

傳動效率的比較

比較內容	單螺桿壓縮機	雙螺桿壓縮機
傳動方式	1：1彈性直聯(lián)	一般使用增速齒輪箱或皮帶輪
效率	理論上98%	齒輪90%，皮帶88%

 

正力單螺桿采用最佳傳動方式，彈性聯(lián)軸器1：1直接傳動，既避免了齒輪傳動的高額維護費用和皮帶的低效率，又保證了傳動效率的最大化。

比較內容	單螺桿壓縮機	雙螺桿壓縮機
摩擦生熱	2980轉/min的較低轉速，   正力 首創(chuàng)非等寬齒和三線接觸密封性 好，零應力接觸，產生熱量少， 說明無用功少，效率高	4000/min轉以上的高速運動，   陰陽 轉子齒型復雜，運動部件之間以及運 動部件與定子之間的摩擦的面積較大， 加上受力不平衡，產生熱量大，說明 無用功較多，效率較低
油溫	油溫低，73℃左右	油溫較高，88℃左右，熱工效率損失較大
排氣溫度	排氣溫度比雙螺桿低16℃。	排氣溫度高，排氣溫度每升高11℃,含水 量會翻倍，加大后處理設備負荷
冷卻系統(tǒng)	冷卻系統(tǒng)負荷小，壽命長	冷卻系統(tǒng)負荷大，       相應冷卻系統(tǒng)效 率也降低

 

■ 維護性能的比較

 

維護費用=三濾更換費用+潤滑油更換費用+油氣管路及控制管路維修費用+傳動系統(tǒng)檢修費用+控制系統(tǒng)檢修費用+軸承維修費用+主機維修費用。

影響維護性能的具體因素分析：

組成部分	影響因素	具體影響
維護量	零部件數(shù)量和維護周期	零部件數(shù)量越少、維護周期越長，維護量越小
維護過程的 難易程度	設備結構，零部件尺寸 和形式	設備結構越簡單、零部件尺寸越小、重量越輕、 形式越簡單，維護越容易進行

 

維護性能的優(yōu)劣集中反映在運行一定年限后的維護費用上

 

■小結：

為了讓壓縮機在長達10年以上時間里中始終穩(wěn)定地運行，按時對其進行維護是必不可少的。雙螺桿機平均每3年左右必須對其軸承進行檢修，同時，由于磨損導致的轉子間隙增大，也應對其主機進行相應維護。因此每3年左右維護費用會出現(xiàn)一次大幅攀升。正力單螺桿主機五年保固，軸承壽命長，在五年內主機免費維護，并保證主機效率不變，而且日常維護量最少，維護難度最低，是用戶的首選。

 

■ 噪音比較

 

影響噪音的主要因素分析：

組成部分	影響因素	具體影響
主機結構	受力，摩擦	受力平衡，軟性摩擦，振動小噪音低
冷卻系統(tǒng)	冷卻負荷	冷卻負荷大，噪音大
隔音措施	隔音材料，機箱	隔音材料好，機箱設計好噪音低

 

比較內容	單螺桿壓縮機	雙螺桿壓縮機
噪音	比雙螺桿低10-15dB(A)	噪音較大
主機結構	受力平衡，軟性摩擦，振動小噪音 低	受力不平衡，剛性摩擦，振動較大，噪 音較高
冷卻系統(tǒng)	冷卻負荷小，噪音小，	冷卻負荷大，噪音大
隔音措施	視制造商設計	相同

 

 

技術對比總結：

以上對比證明了單螺桿空壓機無論在可靠性，效率，可維護性，噪音等方面都優(yōu)越于雙螺桿空壓機。

科學技術發(fā)展規(guī)律告訴我們，新技術必將淘汰舊技術，新舊技術的更替要經過一個過程，歐美日發(fā)達國家已經基本完成單螺桿代替雙螺桿的過程，單螺桿技術在中國也必將逐步成為市場的主流。