上海飞和实业集团的单螺杆优点

发布网友 发布时间：2022-05-17 09:26

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热心网友 时间：2023-10-17 08:24

一、单螺杆空压机发展简史
单螺杆压缩机亦称蜗杆压缩机是最新一代压缩机，是替代活塞式、双螺杆的升级换代产品。因其结构巧妙，使其在力学可靠性及环保等方面具有独特优势，广泛应用于船舶、机车、能源、国防、石油、化工、机械、食品、轻纺等行业。单螺杆压缩机节能、工作可靠、运转噪音低、体积小、结构简单、维修方便、运行费用低是选用压缩机的理想机型，是替代活塞机及双螺杆的最佳选择。
单螺杆压缩机已有40多年的历史，1960年，法国人辛麦恩发明了单螺杆压缩机并申请了专利。直至1972年，由于证实了“浮动星轮”的正确性，特别是掌握了制造技术，使这一技术成熟起来并在国外广泛应用于动力、工艺、制冷等各类压缩机。
发达国家20世纪70年代起至75年中期完成螺杆压缩机取代活塞式压缩机的进程，从70年代末期又掀起了单螺杆取代双螺杆的进程。在日本上世纪80年代中期单螺杆市场占有率达到35%，90年代上升到60%以上，售价比双螺杆高30%。单螺杆压缩机已广泛应用于日本各行业，主要厂家有三井、大金、三菱、东芝等。英国厂家有霍尔——世界最大的制冷企业之一；荷兰有格拉索公司，美国主要有美国芝加哥风动工具有限公司，Vilter公司、麦克维尔等。美国海军装备部门是世界上最早对比谁并试验活塞机、双螺杆及单螺杆三种机型的部门，并得出结论：单螺杆优于活塞机和双螺杆是最佳方案，并用单螺杆装备其舰艇。在发达国家，单螺杆空压机在技术、市场、生产规模上已上升到主流位置。
单螺杆性能优异，被国外称作“新时代的压缩机”特别是制造技术科技含量高，目前只有极少数发达国家能生产，这少数国都是引进了制造技术。我国在70年代末试图引进制造技术，终因外国对我国封锁而未果。是我们唯一未能引进的高档压缩机技术。我国自1975年开始研制单螺杆压缩机，上海飞和集团的总工程师夏振鹏教授级高工，时任单螺杆压缩机研制组组长，30年来上海飞和集团继承并发展了国内外单螺杆技术，不仅使我国单螺杆技术完全成熟起来，并坚持自主创新，不断提高创新能力，在单螺杆核心技术——制造技术方面实现了重大突破，使我国单螺杆技术不但成熟起来，而且位居国际前列。
国内外单螺杆技术的发展历程，显示出解决星轮片寿命、提高星轮片寿命贯穿全过程，是突出的中心主题。
30年来，上海飞和深深认识到解决星轮片寿命的核心技术问题是制造技术。上海飞和在1997年自行设计完成*加工专机，在国内率先实现了向大直径蜗杆星轮片制造技术的跨越，（国际上各国最大蜗杆直径：日本三井295、荷兰格拉索345、英国霍尔350、中国上海飞和400）
上海飞和集团在我国自行设计的前四代单螺杆加工专机的基础上，经过认真总结经验与教训后，成功的自行设计完成第五代专机，即高精度数控蜗杆加工专机和高精度数控星轮片加工专机，在单螺杆制造技术上实现了重大突破，这个重大突破使我国飞和的单螺杆制造技术跃升至国际前列。这个突破主要体现在以下两个方面：
1、 星轮齿两侧曲面加工方法，从仿型法进展到滚切法。
由于是几何展成，从理论上消除了仿型误差，使蜗杆槽两侧与星轮齿两侧曲面这一特殊的直廊环面蜗杆副共轭。实现了由线到面的接触。从而制造出最佳齿形，实现最好的型线接触，大大提高了星轮片寿命，容积效率及性能指标。这种滚切法与同时加工三个齿的星轮滚刀相比优点明显，仅加工一个齿，切削力小，刀具简单，容易刃磨，刀刃锋利，切削平稳，星轮齿侧精度高，是星轮片制造技术的重大突破。
2、 专用机床的设计由原来的传动关系，强度及刚度设计进展到专用机床的精度设计。
第五代专机设计中完全着重于专机的精度。多年来我们认识到提高专用机床的精度，特别是传动精度至关重要，它决定着蜗杆槽与星轮齿的分度精度，决定星轮片寿命。
上述两种高精度专机用飞和自行设计制造的机床传动精度测量仪(经国家计量局标定精度为3″)检测其传动精度比以前的专机精度提高了10多倍。
上述两种高精度专机上海飞和集团拥有完全自主的知识产权，是国内现有各单螺杆空压机生产厂中唯一拥有能自行设计制造高精度专机的厂家。
现在国内有两类高精度蜗杆加工专机及星轮片加工专机。第一类高精度加工专机，就是曾在许多期刊上登载的文章中所提的“中国专机”，该厂自称为“独家拥有”。实现情况是飞和集团也有同样的“中国专机”，并非其独家拥有。
第二类高精度加工专机是飞和集团根据蜗杆、星轮片具体结构、按直廊环面蜗杆啮合副的特点所制定的加工方法及加工特点而自行设计的（飞和独家拥有完全自主的知识产权）。
这两类高精度专机，虽然都是高精度的，但是自行设计的更好、更合理，因而其产品性能更好，星轮片寿命更长。
自行设计的专用机床能体现其专用特性，其基本特征是“量体裁衣”，可以最大限度地实现设计和加工的需求和提高加工效率。可选择最新最好的机构及机床配套零部件，并设计数控的。
目前飞和集团在加工高精度蜗杆、星轮片方面从刀具、工艺装备、专用机床直至检测仪器等已完整齐备。这是制造技术的坚实基础，对提高星轮片寿命提供了保障。从实现生产销售方面来看，飞和集团早已成为中国单螺杆压缩机的主导企业。而且由于生产销售的数量多，积累了更多各种经验，只有经历了才更成熟。综上所述，飞和的单螺杆技术不但已经成熟，而且位于世界前列。飞和的制造技术得到了国内外（日本三井）同行的极大关注和赞许。飞和已成为我国单螺杆技术自主创新的先锋，但是技术的发展是无止境的，不断创新与超越仍是飞和永远的追求。
二、从经济性性分析，单螺杆比双螺杆更好
单螺杆在使用寿命、节能、运行费用等方面从理论到实践已证明是双螺杆空压机的理想替代产品。
1、 寿命长。
A、 因为使气体力得到平衡，单螺杆20年、30年不会坏；双螺杆8个轴承2个螺杆都是易损件。单螺杆压缩机的螺杆和星轮轴承寿命长，加之其啮合副共轭，接触线实现了由线到面；螺杆带动星轮只需克服数值很小的星轮轴承摩擦力即可，所以星轮片的磨损也很少，寿命也长。
B、 螺杆每旋转一周，单螺杆空压机每道凹槽打气两次，双螺杆空压机每道凹槽只能打气一次，所以需要用增速齿轮提高其转速，从而大大加速了电机负荷，电机易烧损。大部分双螺杆空压机说明材料上含糊转速（实指电机转速），没有螺杆转速。
2、 节省很大的能源。
您知道吗？压缩空气是您好所有公用设施中最昂贵的！您在选择压缩空气设备时是否考虑了运行成本？首先，同样功率的空压机，单螺杆的排气量更大，压力更加稳定。其次，单螺杆空压机在空载时，节能60%以上；双螺杆空压机空载时只能节能20%以下，配置合理，一台20cm的空压机，可按2：3：3（负载、卸载、停机）计算，每日按24小时工作计，空载时间为9小时，比双螺杆节能110KW*9小时*（60%-20%）=400度电/日，每年节能120000度电。也就是说，每年节约人民币9万元左右。
3、 维修保养费用便宜。
如某一客户买了一台40m的双螺杆机，空压机头坏了，维修费用需20多万元，该厂只有将该台空压机报废。而单螺杆空压机的轴承和单螺杆是不会坏的，并且在保养费用方面也便宜很多。
4、 大修期长，维修方便，费用低，保障生产。
双螺杆空压机头一旦损坏，科学的方法应将整个空压机机头运回生产厂，更换轴承及修复，然而蜗杆磨损则很难修复，必须更换。单螺杆压缩机大修时在现场即可维修，更换方便，帮故费用低。而单螺杆空压机所有问题都可在现场最多用一个小时解决，对保障企业正常生产具有至关重要的作用。又由于单螺杆压缩机的容积效率高，其润滑油的温度比双螺杆的低，润滑油更不易积炭，故其润滑油的寿命长，从而使其主机和星轮轴承寿命也相应延长，所以单螺杆压缩机的维护及运行费用低。
三、从技术先进性方面分析，单螺杆比双螺杆更好
单螺杆压缩机除具有双螺杆压缩机所固有的可靠性高、操作维护简便、适应性强、无惯性力等优点外，还克服了双螺杆压缩机在设计和结构上的缺点后发展起来的新一代压缩机，较双螺杆压缩机有以下优点：
1、 结构合理，具有理想的力平衡性
星轮在螺杆轴线两侧对称配置，作用于螺杆上的气体径向力相对抵消，作用于螺槽内的气体轴向力也相互抵消，螺杆处于完全平衡状态。因此主机轴承不受任何轴向及径向力的作用，且星轮齿上所受的气体力也很小，只有活塞压缩机或双螺杆压缩机的1/30左右，故主机及星轮的轴承寿命长。而双螺杆压缩机气体的径向负荷无法平衡，尽管其轴向负荷可加平衡活塞，但增加了压缩机结构的复杂性，故双螺杆压缩机的主机轴承寿命较短、排气压力也低。
2、 单机容量大，无余隙容积，容积效率高
单螺杆有6个槽，两个星轮同时与螺槽啮合。单螺杆每旋转一周，相当于12个气缸工作，螺槽空间得到充分利用。以3000r/min的单螺杆压缩机为例，每分钟压缩次数为3000*12=36000次。因此与双螺杆压缩机相比，排气量相同时，结构尺寸更小。此外，螺杆的螺槽尝试随着压力的增大而变浅，在排气结束、星轮齿脱离螺槽时，深度为零，故理论上不存在余隙容积，容积效率较双螺杆高。
3、 振动小、噪音低
单螺杆压缩机设计合理，高速轻载，螺杆旋转一周产生12个压缩循环，每分钟排气近36000次，基本无排气脉动现象，因此振动极小，机组运行时放一枚硬币起立在机身也不会倒下，机组无需安装基础。而双螺杆每分钟排气次数最多为15000次，气流脉动大。通过噪声研究与测试发现主要噪声源为风扇噪声和结构衍生噪声，结构衍生噪声主要来自排气脉动，因此单螺杆噪声低，加上采用了消音、隔音装置，故噪音很低，能保持较安静的工作环境。
4、 加工精度更高
由于单螺杆压缩机的啮合副、机壳的几何形状和相互位置要求更高，须用专用高精度设备加工。上海飞和不但拥有“中国专机”，而且飞和拥有自行设计的高精度数控蜗杆加工专机和高精度数控星轮片加工专机，这是中国国内唯一能自行设计的，飞和拥有独立自主知识产权，这正是飞和在技术上，性能上遥遥领先的原因。除高精度专机外本公司还拥有世界名牌数控加工中心等加工设备，各种测试设备配套完善。
5、 比功率更低、能耗更小
单螺杆压缩机经过四十多年不断发展，随着其技术的完善和成熟，并经实践证明：先进水平的单螺杆压缩机比双螺杆压缩机节能，尤其是单螺杆制冷压缩机比双螺杆制冷压缩机节能15%以上（故日、美等国的单螺杆压缩机较同规格的双螺杆压缩机售价高得多），我公司由于突破了核心技术使产品更加节能。
现在，西欧、美国、日本发达国家的企业大部了分采用单螺杆空压机。中国南方也已经很普及，北方很多单位对机械原理精通的设备主管所采购的也是单螺杆空压机。