螺杆压缩机整体设计开题报告

1. 研究目的与意义

螺杆压缩机是一种新型的回转容积式压缩机，工作过程为：阴、阳转子相互啮合，同步旋转，形成工作腔的容积变化，实现吸气、压缩、排气的工作过程。其核心部件是一对相互啮合的转子，新型转子型线决定了螺杆压缩机的性能，为进一步改善螺杆压缩机的性能，应在主机转子型线和结构设计方面作深入的研究。

螺杆压缩机相比于传统的活塞式压缩机能耗高、效率低、噪音大、维护工作量大的特点，有可靠性高、操作维修方便、动力平衡性好、适应性强等优点，现已广泛的应用于矿山、 化工、动力、冶金、建筑、机械、制冷等工业部门。

2. 国内外研究现状分析

我国的螺杆压缩机是在70年代对国外产品进行测绘的基础上发展起来的。齿形采用了第二代不对称圆弧型线，转子的加工工艺停留在圆盘铣刀铣削的水平上，其他零部件的结构及加工工艺基本没有变化，转子型线、高速轴承等关键技术处于起步阶段。西安交大刑子文教授带领的螺杆压缩机设计理论、关键技术及系列产品开发项目精确揭示了压缩机热动力性能与转子型线等设计参数之间的规律，形成了完整的螺杆压缩机设计理论。解决了螺杆压缩机中转子型线设计、加工转子的刀具刃形计算、几何特性的准确计算以及吸排气孔口配置、转子受力和变形计算等关键技术，本项目不但填补了我国在螺杆主机批量生产上的空白，而且打破了国外对螺杆机械核心技术的垄断。

传统的螺杆压缩机设计方法不仅设计周期长，而且随意性大，一些设计参数（如排气孔口角度）要待样机造出后，才能通过试验比较精确地加以确定。经过对螺杆压缩机的工作过程进行系统深入的理论分析和试验研究，西安交通大学邢子文教授成功开发了一套完整的螺杆压缩机设计计算软件SCCAD ^[4]，能快速进行螺杆压缩机的设计计算，缩短设计周期，降低设计成本，解决了生产企业自主设计螺杆压缩机的窘境。

目前，在转子型线设计上，专业的螺杆空压机主机生产厂家阿特拉斯公司保持着领先优势，其最新研发的SAP型线，4 6齿，相对于4 5和5 6齿结合，阴转子有更高的刚度，其排气端的出气孔最小（泄露三角形小）。SAP型线能够实现高精度的磨削加工，内部泄露较以前大大减少。螺杆压缩机作为大的工业耗能设备之一，阿斯特拉为推进节能减排的工作，推出了全新的极紧凑型喷油旋转式螺杆压缩机GA VSD (功率为737KW)。除了占地面积更小之外，它还使排气量得到大幅提高（最高提升了12%），能源效率方面也实现了突破性发展，与同类空转压缩机相比，它需要的能源平均降低了50%。这一新型压缩机提供了可变速度功能（频率控制），适用于大多数行业，必将为发展绿色经济作出重大贡献。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：全面熟悉和了解螺杆压缩机的结构形式，应用场合，国内外研究进展等。在给定设计参数和设计要求的条件下，研究双螺杆压缩机的工作过程 、转子型线、几何特性、受力分析及转子的加工，设计新型转子型线，使接触线长度、泄露三角形面积和封闭余隙容积达到最优化，以进一步提高双螺杆压缩机的机械性能。设计吸气孔口和出气孔口的形状和合理位置，提高压缩机效率。

时间安排：

2.17~3.2：收集资料、文献；撰写开题报告；

4. 研究创新点

通过数学建模，可以设计出外形更为合理的带孔口机壳，进一步提高转子转速，从而设计出更高效的螺杆压缩机。

通过建立转子模型，对转子强度校核、轴承选型设计和基础设计提供理论依据。

通过数学建模研究喷油量、喷油温度、喷油孔径等参数，可以得出压缩机的排气温度等性能参数，为螺杆压缩机油路系统的优化研究提供理论依据。