超详细！螺杆压缩机原理、结构、分类，一文掌握核心知识

特凌风空压机

超详细！螺杆压缩机原理、结构、分类，一文掌握核心知识

在工业动力领域，螺杆压缩机以其高效、可靠、低噪的特点，成为众多企业的首选。无论是空压站还是制冷系统，深入理解其工作原理、核心结构及不同类型，对于设备选型、高效运行和维护都至关重要。本文将为您带来最详尽的解析！

一、核心揭秘：螺杆压缩机的工作原理

螺杆压缩机工作的核心在于一对精密啮合的转子（阳转子和阴转子）。其工作过程清晰分为四个阶段：

吸气过程： 转子旋转时，齿槽与吸气口连通，空气或制冷剂气体被吸入，填满逐渐增大的齿间容积。
封闭与输送过程： 转子继续旋转，吸气口关闭，气体被封闭在由转子、气缸壁和端盖形成的密闭腔室（压缩腔）内，并随着转子的啮合沿着轴向向排气端输送。
压缩过程： 随着输送的进行，阴、阳转子啮合点逐渐向排气端移动，压缩腔的容积不断减小，气体被持续压缩，压力和温度随之升高。
排气过程： 当压缩腔与排气口连通时，达到预定压力的气体被排出压缩机，进入下游系统。

这种容积式压缩、连续输气的方式，使得螺杆压缩机运行平稳、气流脉动小、效率高。

二、深度拆解：螺杆压缩机的核心结构

一台典型的螺杆压缩机主要由以下关键部件构成：

主机（心脏）：
- 阳转子 & 阴转子： 核心压缩部件，通常为不对称齿形设计（如 SRM 型线、GHH 型线等），要求极高的加工精度和耐磨性。其型线设计直接影响效率和噪音。
- 气缸体： 容纳转子，形成压缩腔的外壳，内部通常有冷却水道。
- 进气端盖 & 排气端盖： 封闭气缸两端，形成压缩腔的端面密封，通常包含轴承座。
- 主轴承： 支撑转子轴，承受径向和轴向力，确保转子稳定高速旋转。
- 轴封： 防止润滑油和压缩气体从轴端泄漏（主要针对有油机）。
传动系统：
- 联轴器或皮带轮： 将电动机的动力传递给主机阳转子。
- 齿轮箱（部分机型）： 用于增速或同步驱动阴阳转子（非直接啮合式）。
润滑与冷却系统：
- 油泵： 提供润滑油循环压力。
- 油过滤器： 过滤润滑油中的杂质，保护轴承和转子。
- 油冷却器： 冷却被压缩气体和机械摩擦加热的润滑油（风冷或水冷）。
- 油气分离器： 将压缩气体中混合的润滑油高效分离（有油机关键部件）。
- 断油阀： 停机时防止润滑油倒灌入主机。
调节与控制系统：
- 进气调节阀/滑阀： 通过改变吸气量或有效压缩长度来实现气量调节（0-100%无级调节），是节能的关键。
- 最小压力阀： 保证油气分离器内建立所需的最小压力，确保润滑循环和启动时建立油压。
- 温控阀： 控制润滑油的温度在最佳范围。
- 智能控制器： 监测运行参数（压力、温度、电流等），控制启停、加载卸载、故障保护等。
进气过滤系统： 高效空气过滤器，防止灰尘等杂质进入主机造成磨损。
后冷却器： 冷却排出的压缩气体，降低其温度并析出水分。

三、全面梳理：螺杆压缩机的关键分类

根据不同的技术特点和应用需求，螺杆压缩机主要有以下几种分类方式：

按润滑方式分：
- 喷油螺杆压缩机 (主流)：
  - 特点： 在压缩过程中喷入大量润滑油（起润滑、密封、冷却、降噪作用）。
  - 优点： 单级压缩比高（可达 13-15 bar）、效率较高（尤其部分负载）、结构相对简单、成本较低、噪音低。
  - 缺点： 压缩气体含油（需高效油气分离），润滑油需要定期维护更换。排气温度通常较低（约 80-100°C）。
  - 应用： 最广泛，适用于绝大多数工业压缩空气需求。
- 无油螺杆压缩机：
  - 特点： 压缩腔内无润滑油介入，通过同步齿轮驱动阴阳转子保持精确间隙，或采用水润滑/特殊涂层。
  - 优点： 提供 100% 纯净无油的压缩气体（Class 0），满足医药、食品、电子、精密仪器等高品质用气需求。
  - 缺点： 结构更复杂、成本高、效率通常略低于同级别喷油机（需多级压缩达到高压比）、噪音相对较高。排气温度较高。
  - 应用： 对空气质量要求极高的行业。
按冷却方式分：
- 风冷式： 利用风扇强制空气冷却润滑油和压缩气体（后冷却器）。优点：无需冷却水，安装方便，适用于缺水或移动场合。缺点：受环境温度影响较大，噪音相对稍高。
- 水冷式： 利用冷却水循环冷却润滑油和压缩气体。优点：冷却效果好且稳定，噪音较低，主机运行温度更低更稳定。缺点：需要冷却水系统（冷却塔或水源），安装复杂些，成本可能略高。
按压缩级数分：
- 单级螺杆压缩机： 气体经过一次压缩即达到目标压力。结构简单，应用最广。喷油单级机常用于 8-15 bar 压力范围。
- 两级螺杆压缩机： 气体经过连续两次压缩达到目标压力。主要用于高压需求（>15 bar），或追求更高效率和更低排气温度（尤其无油机）。
按结构形式分：
- 开启式： 压缩机主机与驱动电机分离，通过联轴器或皮带连接。电机可选用普通电机或防爆电机，维修方便。常用于大功率或特殊环境。
- 封闭式（通常指喷油机）： 主机与电机共轴，密封在同一壳体内，结构紧凑，噪音低，无泄漏。最常见的形式。通常电机功率受限。