单螺杆式空气压缩机

单螺杆式空气压缩机是由一个圆柱形的螺杆与两个对称配置的平面星轮组成啮合副，装在主机壳内。螺杆的螺槽、主机壳的内壁、星轮的齿面三者围成的空间构成了压缩机的工作容积。电机直接带动螺杆轴转动，螺杆再带动星轮旋转。气体由主机上的吸气口进入螺槽内，经压缩后再由主机壳上的排气孔排出。主机壳上还开有喷液孔，将润滑油喷入工作容积内，起到密封、冷却和润滑的作用。

简介单螺杆式空气压缩机是由一个圆柱形的螺杆与两个对称配置的平面星轮组成啮合副，装在主机壳内。螺杆的螺槽、主机壳的内壁、星轮的齿面三者围成的空间构成了压缩机的工作容积。电机直接带动螺杆轴转动，螺杆再带动星轮旋转。气体由主机上的吸气口进入螺槽内，经压缩后再由主机壳上的排气孔排出。主机壳上还开有喷液孔，将润滑油喷入工作容积内，起到密封、冷却和润滑的作用。

工作原理螺杆上通常有六条螺槽，每个星轮将它分隔成上、下两个空间，各自实现压缩机的工作过程。现以螺杆上的一个螺槽为例，说明压缩机的工作过程：

吸气过程螺杆螺槽在星轮齿尚未啮入前与吸气腔相通，处于吸气状态。当螺杆转到一定位置时，星轮齿将螺槽封闭，此时吸气过程结束。

压缩过程吸气过程结束后，螺杆继续转动，随着星轮齿沿着螺槽推进，封闭的工作容积逐渐缩小，实现气体的压缩过程。当工作容积与排气孔口连通时，压缩过程结束1。

排气过程工作容积与排气孔口连通后，随着螺杆继续转动，被压缩气体由排气孔口输送至排气管道，直至齿离螺槽为止。

对比从技术概况上可以了解到，蜗杆压缩机除了具备双螺杆回转式压缩机结构简单、紧凑、单位容积利用率高和无气阀组件等特点之外，因为它的星轮对称地配置在蜗杆的两侧，并且还具有下列双螺杆压缩机所无法比拟的独特优点。

单机的容量大，无余隙容积从蜗杆主机上来看，单螺杆空压机的上面开有6个螺槽，由两个星轮将各个螺槽分隔成上下两个空间，然后各自实现吸气、压缩、排气的全过程，并且是同步进行的，这一点是双螺杆空压机所无法做到的，也是在气流脉动，气流噪声方面所无法比拟的地方。

由于两种型式的空压机转速可以完全相同，放在相同的转速下进行分析对比。由于蜗杆空压机运行的时候，蜗杆每当转动一周，每一个蜗杆槽均可以工作两次（称为双作用），这样可以使得蜗杆空间得到充分的利用，因此与双螺杆空压机相比，两者的结构尺寸相同的时侯，蜗杆空气压缩机排气量就比较大；而当两者的排气量相同的时侯，则蜗杆压缩机结构尺寸相对较小。

如果以每分钟2970转（2970R/MIN）的蜗杆空压机作为例子，每分钟压缩次数为2970*12=35640次；而双螺杆的2根螺杆的齿数比选其大的数值，取为5，相当于5个气缸，其转速也取为2970R/MIN，其每分钟次数为2970*5=14850次，显然与蜗杆压缩机的35640次相差很多。因此，双螺杆压缩机与蜗杆压缩机相比，在相同转速下单位内排气次数少，气流脉动大，气流噪声大。

除此之外，蜗杆的蜗杆槽深度是随着压力的增高而减少的，在排气结束，星轮齿脱离单槽的时侯，深度为零，故而不存在余隙容积。因而，蜗杆压缩机相比较双螺杆压缩机的容积效率要较高。

结构较为合理，具有极佳的力平衡性双螺杆压缩机主机的主要件就是两个螺杆（俗称双螺杆），蜗杆压缩机的主要件是蜗杆（俗称单螺杆）。下面分析双螺杆，蜗杆的受力状况：双螺杆压缩机在压缩气体的过程中，必然会受到气体的反作用力，该力会在两个螺杆上形成很大的径向力与轴向力，并且自然的传递到轴承上，所以双螺杆压缩机即便是选用最好的进口轴承，寿命一般也只在一万五千个小时左右。

蜗杆压缩机在压缩气体的过程中，也同样必然受到气体的反作用力，该力也在蜗杆上形成很大的径向力和轴向力。蜗杆压缩机在蜗杆两端间是有引气通道的，流到高压侧的气体将通过引气通道回流到低压侧，从而使蜗杆两端而上的气体力相互平衡。由于星轮在蜗杆轴线两侧对称布置，作用于蜗杆上的气体径向力平衡，作用于蜗杆槽内的气体轴向力也相互抵消，达到自身的平衡。因此，蜗杆不受到任何径向或轴向气体力的作用,并且星轮片上所受的力也只是双螺杆压缩机的1/30左右，故而蜗杆压缩机的主机能够平衡、无振动的在高转速下进行运转，而不需要特别的基础，仅仅需要安放在水平地面上。蜗杆压缩机即使利用国产的普通轴承，它的寿命也可以达到15万小时，而且可以在螺杆空压机安装地点进行就地空压机维修保养。

主机寿命较长因为蜗杆空气压缩机的高速轻载，啮合副型线的优化设计，间隙适当，容易在螺杆与星轮之间的间隙中建立流动体动力润滑油膜，从而有效地减少了星轮的磨损，降低了气体的泄漏，提高了机器的寿命与效率，保障了运行时的安全可靠。

维护简便，空压机配件的易损件较少，世界上没有永不磨损的机器，无论是双螺杆空压机还是蜗杆式空压机，在若干年后，同样都需要对主机进行维修保养。

从轴承上来说，双螺杆压缩机的进、排气端4只重载轴承和2只四点轴承都需要进口，成本相对比较昂贵；如果主、副转子出现磨损或者轴承走外圈，主副转子与机壳内壁发生了磨擦，均无法在现场进行维修保养，都必须将主机运回生产厂家，并且花费巨额的费用（约占整机售价的1/4~1/3）。而蜗杆压缩机则没有这方面的顾虑，在生产厂家技术人员的指导下，现场就能够进行解决，并且费用极低。

同时，由于双螺杆压缩机受力不好，轴承受力大，因此它的机械噪声也要比单螺杆空压机要大1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学