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螺桿壓縮機系高速旋轉機械,穩定運轉時(shí)可視其處于平衡狀態(tài),即每一轉子均處于所有外 力及其力矩的平衡狀態(tài)之下，這些力和力矩分別為氣體作用力、軸承支反力、軸子自重齒輪作 用力平衡活塞推力和輸入力矩。

氣體內力矩.摩擦阻力矩等，圖示出陽(yáng)轉子受力的一般 性情況，為了選擇軸承、設計平衡活塞、以及進(jìn)行轉子的強度和剛度計算,必須對這些力和力矩 進(jìn)行分析和計算。

1.螺桿壓縮機軸向力計算

作用在轉子上的軸向力主要由氣體壓力產(chǎn)生,其中包括氣體壓力作用于轉子螺旋齒面上 所產(chǎn)生的軸向分力F...氣體壓力作用于轉子排氣和吸氣端面上所產(chǎn)生的軸向力Faap和FU。

此外,當轉子上裝有增速齒輪或同步齒輪時(shí),則齒輪傳動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的軸向分力Fe也作用在轉 子上。因此,作用在轉子上的軸向力F,

作用于轉子上:的軸向力F,通常被設置在轉子排氣端的止推軸承所承受。但在制冷螺桿 壓縮機等高壓差、高壓比機器中,往往由于軸向力F。

數值過(guò)大,而在陽(yáng)轉子上設置平衡活塞， 產(chǎn)生平衡活塞軸向力Fie,以平衡大部分軸向力。

此時(shí),作用于止推軸承上的軸向力F.為 在上述軸向力中,作用于轉子排氣端及吸氣端面上的軸向力FPP.F...齒輪傳動(dòng)時(shí)所產(chǎn) 生的軸向分力Fgn 及平衡活塞軸向力F。

比較容易計算;而要精確計算氣體壓力產(chǎn)生的作用 于轉子齒面上的軸向分力F...則十分復雜,需要根據轉子型線(xiàn)參數和基元容積內的壓力變化 規律,利用計算機進(jìn)行計算。

2.螺桿壓縮機轉矩的計算

作用在轉子上的轉矩有:原動(dòng)機的驅動(dòng)力矩M、摩擦阻力矩M,和由于氣體壓力作用在轉 子齒面上的切向分力所引起氣體內力矩M。

根據所得的氣體軸句分力Fge,可按下式求出氣體內力矩M。

式中T一轉子的導程。 摩擦阻力矩M.,包括軸承摩擦阻力矩和轉子旋轉運動(dòng)時(shí)的摩擦鼓風(fēng)阻力矩兩部分。一般 說(shuō)來(lái)，摩擦阻力矩取決于多種因素,目前尚無(wú)簡(jiǎn)便而準確的計算方法。

但通過(guò)實(shí)測得知,摩擦阻力矩所耗功率約為壓縮機軸功率的5%-10%。

用以上方法求取力矩時(shí),關(guān)鍵在于需先求得氣體壓力作用于齒面上的軸向分力。

而如前所述，此軸向分力的求取比較繁復。有關(guān)計算結果表明,用轉子傳遞90% 以上的轉矩,而陰轉子只傳遞10%左右的轉矩所以用轉子屬高速重載轉軸，而陰轉子屬高速輕載轉軸。

另外,當用陽(yáng)轉子帶動(dòng)陰轉子時(shí),同步齒輪傳遞的功率通常只有壓縮機軸功率的10% 左右,因此,同步齒輪屬高轉速和高精度的輕載齒輪。

3.螺桿壓縮機徑向力的計算

作用于轉子上的徑向力,有斜齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的徑向分力Fge 和氣體壓力作用于齒面上 的徑向分力Fr。

此外.對大型螺桿壓縮機尚需計人轉子的自重。斜齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的徑向分 力F。

轉子的自重都比較容易計算,而由于氣體壓力產(chǎn)生的徑向分力的計算,則十分復雜， 需要根據轉子型線(xiàn)參數和基元容積內的壓力變化規律,利用計算機進(jìn)行計算。