上海贺飞工业集团单螺杆的优势
单螺杆压缩机又称蜗杆压缩机,是最新一代压缩机,是替代活塞和双螺杆的升级产品。由于其结构巧妙,在机械可靠性和环保方面具有独特的优势,广泛应用于造船、机车、能源、国防、石油、化工、机械、食品、纺织等行业。单螺杆压缩机具有节能、运行可靠、运行噪音低、体积小、结构简单、维护方便、运行成本低等优点。是选择压缩机的理想机型,是替代活塞式机器和双螺杆的最佳选择。
单螺杆压缩机已有40多年的历史。1960年,法国人西蒙发明了单螺杆压缩机,并申请了专利。直到1972才确认了“浮动星轮”的正确性,尤其是制造技术的掌握,使得这一技术日趋成熟,并广泛应用于国外的动力、技术、制冷等各种压缩机。
发达国家从20世纪70年代到70年代中期完成了用螺杆压缩机代替活塞式压缩机的过程,从70年代后期开始了用单螺杆代替双螺杆的过程。在日本,单螺杆的市场份额在80年代中期达到35%,90年代上升到60%以上,价格比双螺杆高30%。单螺杆压缩机在日本已广泛应用于各行业。主要厂商有三井、大金、三菱、东芝。英国制造商有霍尔,世界上最大的制冷企业之一;荷兰有grasso公司,美国主要有芝加哥气动工具有限公司,Vilter公司,Maxwell。美国海军装备部是世界上第一个对活塞机、双螺杆机和单螺杆机进行对比试验,得出单螺杆机为最佳方案的部门,并为其舰艇装备单螺杆机。在发达国家,单螺杆空气压缩机在技术、市场和生产规模上都已上升到主流地位。
单螺杆性能优异,在国外被称为“新时代的压缩机”,尤其是制造技术科技含量高。目前只有少数几个发达国家能生产,这几个国家都引进了制造技术。20世纪70年代末,中国试图引进制造技术,但因外国封锁而失败。这是我们唯一未能引进的高级压缩机技术。从1975开始,我国一直在研发单螺杆压缩机。夏教授,上海集团总工程师,时任单螺杆压缩机开发组组长。30年来,上海贺飞集团继承和发展了国内外单螺杆技术,不仅使中国单螺杆技术全面成熟,而且坚持自主创新,不断提高创新能力,实现了单螺杆核心技术的重大突破,使中国单螺杆技术走向成熟。
国内外单螺杆技术的发展表明,解决星轮寿命和提高星轮寿命是贯穿整个过程的突出中心主题。
30年来,上海贺飞深刻认识到,解决星轮叶片寿命的核心技术问题是制造技术。1997年,上海贺飞自行设计完成第四代加工专机,在国内率先实现了向大直径蜗杆星轮叶片制造技术的跨越(世界最大蜗杆直径:三井295、格拉索345、霍尔350、中国上海贺飞400)。
在上海贺飞集团设计的前四代单螺杆加工专机的基础上,经过认真总结经验教训,上海贺飞集团成功设计完成了第五代专机,即高精度数控蜗杆加工专机和高精度数控星轮加工专机,实现了单螺杆制造技术的重大突破,使我国单螺杆制造技术跃居世界前列。这一突破主要体现在以下两个方面:
1.星形轮齿两侧的加工方法已从仿形法发展到滚齿法。
由于是几何生成,从理论上消除了仿形误差,并配以蜗杆槽和星轮齿两侧为曲面的特殊直廊环面蜗杆副。实现了从线到面的接触。从而制造出最佳的齿形,实现最佳的型面接触,大大提高星轮叶片的使用寿命、容积效率和性能指标。与三齿同时加工的星轮滚刀相比,该方法具有只加工一齿、切削力小、刀具简单、易刃磨、刀刃锋利、切削光滑、星轮齿侧精度高等明显优势,是星轮刀片制造技术的重大突破。
2.专用机床的设计已经从最初的传动关系、强度和刚度设计,发展到专用机床的精度设计。
在五代专机的设计中,完全强调专机的精度。多年来,我们认识到提高专用机床的精度是非常重要的,尤其是传动精度,它决定了蜗杆槽和星轮齿的分度精度和星轮的寿命。
以上两种高精度专机飞行和自行设计制造的机床传动精度测量仪器(经国家计量局校准为3”)的传动精度比以前的专机提高了10倍以上。
上海贺飞集团拥有完全自主知识产权,是中国唯一能够自行设计和制造高精度平面的单螺杆空气压缩机制造商。
目前国内高精度蜗杆加工平面和星轮加工平面两种。第一种高精加工专机是在很多期刊上发表的文章中提到的“中国专机”,工厂自称“独家”。实现的是,贺飞集团也有同样的“中国专机”,这不是它的独家拥有。
第二种高精加工专机由贺飞集团根据蜗杆星轮叶片的具体结构,根据直廊环面蜗杆啮合副的特点制定的加工方法和加工特点设计而成(贺飞拥有完全自主知识产权)。
这两种高精度专机虽然都是高精度的,但是自己设计的更好更合理,所以产品性能更好,星轮叶片寿命更长。
自行设计的专用机床能体现其特殊性,其基本特征是“量身定制”,能最大限度地满足设计和加工的要求,提高加工效率。可以选择最新最好的机构和机床配套件,设计数控。
目前,贺飞集团拥有加工高精度蜗杆和星轮的全套工具、工艺装备、专用机床和检测仪器。这是制造技术的坚实基础,为提高星轮寿命提供了保障。在生产和销售方面,贺飞集团已经成为中国单螺杆压缩机的领先企业。而且由于大量的生产和销售,积累了更多的经验,有了经验之后才能更加成熟。综上所述,贺飞的单螺杆技术不仅成熟,而且处于世界前列。贺飞的制造技术得到了国内外同行的高度重视和好评(日本三井)。贺飞已成为中国单螺杆技术自主创新的先行者,但技术的发展是永无止境的,不断创新和超越仍是贺飞永恒的追求。
第二,从经济性分析,单螺杆比双螺杆好。
从理论到实践,单螺杆已被证明是双螺杆空压机在使用寿命、节能和运行成本方面的理想替代品。
1,使用寿命长。
a、因为气体受力均衡,单个螺丝二三十年都不会断;双螺杆的八个轴承和两个螺杆是易损件。单螺杆压缩机的螺杆和星轮轴承使用寿命长,与它的啮合轭实现了由线到面的接触线;螺杆驱动星轮时,只需克服星轮轴承的摩擦力,数值很小,因此星轮叶片磨损较少,使用寿命长。
b、螺杆一转,单螺杆空压机每个槽抽两次,双螺杆空压机每个槽只能抽一次,需要用增速齿轮来提高其转速,这样大大加快了电机负荷,电机容易烧坏。双螺杆空气压缩机大多在说明材料中含糊不清(实际指的是电机转速),没有螺杆转速。
2.节省大量能源。
你知道吗?压缩空气是所有公共设施中最贵的!在选择压缩空气设备时,您是否考虑了运行成本?首先,同样功率的空压机,单螺杆排量更大,压力更稳定。其次,单螺杆空压机空载时可节能60%以上;双螺杆空压机空载时只能节能不到20%,配置合理。一台20cm的空压机,可以按照2: 3: 3(加载、卸载、停机)计算,空载时间为9小时,即110KW*9小时* (60%-20%) =换句话说,每年节省约9万元。
3、维修费用便宜。
如果一个客户买了一台40m的双螺杆机,空压机头坏了,维修费用20多万,工厂要报废空压机。单螺杆空压机的轴承和单螺杆都不会坏,维修费用也便宜很多。
4、检修周期长,维护方便,成本低,保证生产。
双螺杆空压机头一旦损坏,科学的方法应该是将整个空压机头运回工厂,更换轴承并修复。但是,蜗杆磨损很难修复,必须更换。单螺杆压缩机大修时可在现场维修,更换方便,故障排除成本低。而单螺杆空压机的所有问题,现场最多一个小时就能解决,对保证企业正常生产起着至关重要的作用。由于单螺杆压缩机的容积效率较高,其润滑油的温度低于双螺杆压缩机,且润滑油不易积碳,其润滑油使用寿命长,从而相应延长了其主机和星轮轴承的使用寿命,因此单螺杆压缩机的维护和运行成本较低。
第三,从技术先进性方面来说,单螺杆比双螺杆好。
单螺杆压缩机不仅具有可靠性高、操作维护简单、适应性强、无惯性力等固有优点,而且克服了双螺杆压缩机在设计和结构上的缺点,与双螺杆压缩机相比具有以下优点:
1,结构合理,力平衡理想。
星轮对称布置在螺杆轴线的两侧,气体作用在螺杆上的径向力相对抵消,气体作用在螺杆槽内的轴向力也抵消,使螺杆处于完全平衡的状态。因此主机的轴承不受任何轴向和径向力的影响,星轮齿上的气体力也很小,仅为活塞式压缩机或双螺杆压缩机的1/30左右,所以主机和星轮的轴承寿命较长。然而,双螺杆压缩机中气体的径向负荷不能平衡。虽然可以用活塞平衡轴向载荷,但增加了压缩机结构的复杂性,所以双螺杆压缩机主轴承寿命短,排气压力低。
2.单机容量大,无余隙容积,容积效率高。
单螺杆有六个槽,两个星轮同时与螺杆槽啮合。每一根螺杆旋转一周,相当于12个气缸工作,充分利用了螺杆槽空间。以3000r/min的单螺杆压缩机为例,每分钟压缩次数为3000*12=36000。因此,与双螺杆压缩机相比,在排量相同的情况下,结构尺寸更小。另外,螺杆的螺旋槽随着压力的增加尽量变浅,排气结束,星轮齿脱离螺旋槽时深度为零,理论上没有余隙容积,容积效率比双螺杆高。
3、振动小、噪音低
单螺杆压缩机设计合理,转速高,负荷轻。螺杆每转一周,产生12次压缩循环,每分钟排气近36000次。基本没有排气脉动现象,所以振动极小。机组运行时,一枚硬币站在机身上不会掉下来,机组不需要安装基础。但双螺杆每分钟最大排气次数为15000,气流脉动较大。通过噪声研究和测试,发现主要噪声源为风机噪声和结构衍生噪声,结构衍生噪声主要来自排气脉动,因此单螺杆噪声较低。另外采用了降噪隔音装置,所以噪音很低,可以保持安静的工作环境。
4、加工精度更高。
由于单螺杆压缩机的啮合副和机壳对几何形状和相互位置要求较高,必须用专用的高精度设备加工。上海贺飞不仅拥有“中国专机”,还拥有自主设计的高精度数控蜗杆加工平面和高精度数控星轮加工平面,这是中国唯一一个可以自主设计的平面,贺飞拥有自主知识产权,这也是贺飞在技术和性能上遥遥领先的原因。除了高精度的平面外,公司还拥有世界闻名的数控加工中心等加工设备,各种检测设备齐全。
5.更低的比功率和更少的能耗。
经过四十多年的不断发展,随着其技术的完善和成熟,实践证明,先进的单螺杆压缩机比双螺杆压缩机更节能,特别是单螺杆制冷压缩机比双螺杆制冷压缩机节能15%以上(所以日本、美国等国家的单螺杆压缩机比同规格的双螺杆压缩机贵很多),我公司因为突破了核心技术,使产品更节能。
目前,西欧、美国和日本的大多数企业都采用单螺杆空气压缩机。华南也一直很吃香,北方很多单位精通机械原理,设备主管采购单螺杆空压机。