¿Cuál es la diferencia entre un tornillo seco sin aceite y un tornillo lubricado con agua? En las últimas décadas, la investigación sobre compresores de tornillo sin aceite se ha vuelto cada vez más activa. Muchos países y empresas han comenzado a explorar el camino hacia los compresores de tornillo sin aceite basados ​​en los modelos originales de compresores de tornillo con inyección de aceite. En campos con altos requisitos de calidad del gas, como textil, metalurgia, alimentación, industria química, medicina, petróleo y separación de aire, etc. Los compresores de tornillo sin aceite pueden proporcionar gas comprimido de alta calidad para satisfacer diversas necesidades y tener amplias perspectivas de aplicación. Campos de aplicación: en la industria de fabricación y envasado de alimentos, cuando se utiliza un compresor de tornillo con inyección de aceite para preparar gas comprimido, el aceite lubricante del compresor ha sufrido muchas oxidaciones, condensaciones y emulsificaciones a alta temperatura durante el proceso de producción, y su rendimiento ha aumentado. se ha reducido mucho y es ácido. No puede lubricar el equipo posterior, pero destruirá la lubricación normal. El uso de compresores de tornillo sin aceite puede evitar el impacto negativo de los lubricantes caducados en los equipos. En el ámbito farmacéutico y de la bioingeniería no se puede ignorar la contaminación de los gases comprimidos por bacterias y bacteriófagos. El gas comprimido puro proporcionado por el compresor de tornillo sin aceite puede evitar que crezcan bacterias y fagos en el gas. En la industria de la galvanoplastia, existen problemas como escarcha, quemaduras, poros, grietas y otros problemas en la superficie del recubrimiento durante el proceso de producción. La gente utiliza la agitación para resolver estos problemas, y la agitación requiere el apoyo de aire comprimido. La calidad del aire comprimido tiene una gran influencia en la tasa de deposición y la eficiencia del niquelado brillante. La aplicación de compresores de tornillo sin aceite puede evitar eficazmente problemas como escarcha, quemaduras, poros, grietas y otros problemas en la superficie del recubrimiento. Por lo tanto, se han utilizado compresores de tornillo sin aceite para preparar gas puro para galvanoplastia [1]. En la industria de pulverización de automóviles, los gases impuros a menudo dan como resultado recubrimientos de calidad inferior. Si el aire comprimido contiene aceite, habrá pequeñas protuberancias dispersas o concentradas en la superficie del revestimiento. Estas burbujas normalmente ocurren en el recubrimiento debajo de la capa superior y son causadas por el vapor de agua o la suciedad debajo del recubrimiento. Además, el aire comprimido que contiene aceite también puede provocar la aparición de pequeños hoyos en la superficie del revestimiento húmedo, formando hoyos de silicio en forma de cráteres. El sustrato a veces se puede ver en el fondo de los hoyos, comúnmente conocidos como ojos de pez. Hoy en día, los compresores de tornillo sin aceite se han utilizado en la industria de pulverización de automóviles para preparar gas puro para la pulverización, lo que ha mejorado el nivel de pulverización de los automóviles nacionales. En la industria textil, los telares de chorro de aire necesitan aire comprimido seco y exento de aceite. Durante el proceso de producción, finas boquillas soplan aire comprimido sobre las hebras, creando vórtices que dan forma, elasticidad y elasticidad al hilo. El aire comprimido puro proporcionado por el compresor de tornillo sin aceite garantiza la calidad del tejido acabado. La clasificación y los principales fabricantes de compresores de tornillo sin aceite incluyen compresores de tornillo secos y compresores de tornillo con inyección de agua. Los compresores de tornillo secos son principalmente compresores de doble tornillo, y los compresores de tornillo con inyección de agua incluyen compresores de doble tornillo y compresores de un solo tornillo. La estructura básica de un compresor de tornillo seco se muestra en la Figura 1. En la actualidad, el mercado interno incluye principalmente productos de Atlas (AC), Ingersoll Rand (IR), Shouli, Borg y Kobelco, Wuxi Compressor Factory y Nanjing Compressor Factory. Wuxi Compressor Factory utiliza Kobe Steel como motor principal y también produce motores principales, como un motor principal con una cilindrada de 80 metros cúbicos por minuto. El rotor está rociado con un revestimiento anticorrosión de politetrafluoroetileno. Sin embargo, el rendimiento de los compresores de gran cilindrada no es el ideal. Por ejemplo, se espera que los compresores con una cilindrada superior a 100 metros cúbicos por minuto mejoren en términos de gran cilindrada. Nanjing Compressor Factory introdujo la tecnología patentada de la empresa sueca SRM y desarrolló conjuntamente un compresor de tornillo sin aceite. En Borg, Alemania, el revestimiento del rotor está hecho de material de grafito de molibdeno. Los cojinetes del diseño del rotor son autoreemplazables y el diseño del refrigerador es razonable. Shouli proporciona fuentes de aire de alta calidad para una variedad de equipos electromecánicos textiles nuevos y el sellador se puede reemplazar durante mucho tiempo. Ingersoll Rand utiliza principalmente un recubrimiento de rotor de disulfuro de molibdeno, que se trata mediante un proceso de impregnación, y el extremo de entrada del eje de transmisión está equipado con un sello de labio mejorado. Atlas, el rotor adopta la línea S-AP y está rociado con un revestimiento de teflón. El sistema de aire (rotores de alta y baja presión), el sistema de aceite (caja de cambios, cárter de aceite, bomba de aceite, filtro de aceite) y el sistema de enfriamiento (interenfriamiento, posenfriamiento, enfriamiento de aceite) son estructuras integradas. La caja de cambios utiliza cojinetes dobles Diseñados para que la bola; Los rodamientos soportan fuerzas radiales y los rodamientos de rodillos soportan fuerzas axiales. El proceso del compresor de tornillo con inyección de agua y del compresor de doble tornillo con inyección de agua se muestra en la Figura 2. GrassAir estaba disponible anteriormente en los Países Bajos. Hoy en día son principalmente Atlas y CompAir. Además, Wuxi Compressor Factory también participa activamente en la investigación y el desarrollo en esta área. Atlas y CompAir utilizan rotores cerámicos, cojinetes lubricados con agua y no tienen engranajes sincronizados. Los rotores se engranan entre sí para formar un sello de película de agua. Hay compresores de un solo tornillo con inyección de agua Fusheng y Mitsui, y se desarrollan compresores de un solo tornillo de pequeño desplazamiento lubricados con agua. Fu Sheng utiliza una cabeza de tornillo único Mitsui con un desplazamiento de 12 m3/min y una potencia máxima de 120 kW. Los materiales del rotor son cojinetes de acero inoxidable, cobre y cerámica. Debido a las limitaciones de materiales y tecnología, actualmente es relativamente difícil fabricar compresores de un solo tornillo con inyección de agua a gran escala, pero los compresores de un solo tornillo con inyección de agua a pequeña escala tienen una alta eficiencia y costos de mantenimiento relativamente bajos. Dado que el material del rotor y el material perfilado del rotor en los compresores de tornillo secos no están lubricados con aceite lubricante y eliminan partículas diminutas, el gas corroerá el rotor, la pared interior de la carcasa y el paso de aire. Por lo tanto, sobre la base de los materiales tradicionales del rotor de tornillo inyectado con aceite, generalmente se rocían recubrimientos anticorrosivos, como PTFE, MoS2, teflón, etc., para garantizar que el rotor no se deforme ni se corroa. En un compresor de tornillo con inyección de agua, aunque inyectar agua en la cámara de compresión puede enfriar, sellar y mantener la pureza del gas, mejorar la eficiencia del compresor y controlar bien la temperatura del escape, el agua inevitablemente corroe los rotores y otros componentes, por lo que el rotor Los materiales deben elegirse con cuidado.

La selección general de materiales del rotor es la siguiente: (1) Rotor de acero NSB En el compresor de tornillo de gas con soplete de inyección de agua LG-30/0.8 fabricado por el Centro de desarrollo de compresores de tornillo de Shanghai, el rotor está hecho de acero NSB (aleación de níquel-fósforo). Chapado, que puede resistir la corrosión por gases de combustión, H2, H2S, SO2). (2) Rotor cerámico de polímero de alto peso molecular French Atlas y GVM utilizan un rotor cerámico de polímero de alto peso molecular. Sus rotores se pueden mecanizar con precisión con una precisión de unos pocos milímetros. Los resultados de las pruebas a largo plazo muestran que el material tiene buena resistencia al desgaste, confiabilidad y aplicabilidad. (3) La aplicación de rotores de plástico de ingeniería ha abierto nuevas vías económicas para los materiales y métodos de procesamiento de los rotores de compresores de tornillo y ha proporcionado buenas condiciones para el desarrollo de compresores de tornillo con inyección de agua. El rotor de plástico de ingeniería moldeado por inyección de precisión de la invención es inoxidable y de bajo costo, y al mismo tiempo reduce el ruido y la vibración del compresor de tornillo. Esto crea buenas condiciones para el uso de la tecnología de enfriamiento de sellos por aspersión de agua en la cámara de compresión. El diseño del perfil del rotor de tornillo es crucial para el compresor de tornillo y es necesario considerar exhaustivamente factores como los requisitos de engrane del perfil del rotor, las líneas de contacto continuas y el rendimiento del procesamiento. Para completar el proyecto nacional 863 del "Décimo Plan Quinquenal" "Motor de pila de combustible", el Instituto de Investigación de Compresores de la Universidad Xi'an Jiaotong desarrolló con éxito el compresor de aire de tornillo con inyección de agua sin aceite LG300 que se puede utilizar como combustible. células. De acuerdo con los requisitos de diseño específicos, el equipo de investigación desarrolló especialmente una nueva línea de rotores como se muestra en la Figura 4. Este perfil tiene las características de asimetría bilateral y las curvas de los dientes de todos los componentes son arcos o envolturas de arco, lo que puede reducir las fugas laterales a través de la línea de contacto y mejorar la eficiencia del compresor. Además, se mejora la maquinabilidad del rotor, lo que facilita su procesamiento mediante diversos métodos. Dificultades técnicas Dificultades técnicas de los compresores de tornillo seco (1) Deformación del rotor El rendimiento de los compresores de tornillo seco depende en gran medida del espacio de sellado cuando el rotor engrana. Hay muchos canales de fuga entre los rotores y entre los rotores y la carcasa. La fuga de fluido a través de los espacios afecta directamente la eficiencia volumétrica y la eficiencia total. Durante el funcionamiento real, el rotor sufre una deformación elástica térmica y mecánica bajo la acción de condiciones límite térmicas y mecánicas, lo que da como resultado una gran diferencia entre el espacio libre de funcionamiento real y el espacio libre de diseño. Un espacio excesivamente grande aumentará las fugas y reducirá la eficiencia volumétrica; si el espacio es demasiado pequeño, es fácil quemarse y morderse [4]. Aunque la diferencia de temperatura a través del rotor no es grande, todavía existen diferencias en la deformación radial del rotor a lo largo de su longitud. Esto se debe principalmente a que todo el rotor tiene una forma compleja y las ranuras de los dientes son espirales en lugar de estrictamente simétricas axialmente. El análisis de la deformación radial de los rotores macho y hembra a lo largo de la línea de contacto muestra que, aunque existen diferencias en la deformación a lo largo de la longitud axial, la deformación total de los dos rotores básicamente no cambia y la deformación total cambia linealmente con la temperatura. La temperatura de descarga de los compresores secos suele ser muy alta. Para evitar que el rotor muerda o incluso dañe gravemente los dientes del rotor, se debe considerar aumentar el espacio de diseño o tomar medidas de enfriamiento adecuadas [5]. (2) Falla del recubrimiento: el recubrimiento del rotor con un recubrimiento deficiente se caerá después de funcionar durante un período de tiempo, y el rotor quedará expuesto al aire y afectado por impurezas en el aire y cambios de temperatura. Esto eventualmente provocará una reducción del rendimiento operativo e incluso daños a la máquina. La pulverización de un revestimiento anticorrosión es una de las dificultades. Actualmente se utilizan ampliamente los recubrimientos abrasivos de disulfuro de molibdeno, politetrafluoroetileno y molibdeno. Dificultades técnicas de los compresores de tornillo con inyección de agua (1) El rotor cerámico no es adecuado para el procesamiento de máquinas herramienta debido a la resistencia al desgaste de los materiales cerámicos, por lo que se utiliza la tecnología de fundición de precisión. Generalmente, los defectos como poros y grietas en los productos cerámicos deben detectarse con instrumentos de rayos X enfocados y la consistencia de la densidad del cuerpo cerámico debe controlarse con instrumentos ultrasónicos. (2) Limpieza de la contaminación del agua Debido a la presencia de agua, inevitablemente tendrá un cierto efecto corrosivo en el motor principal y el sistema de agua de refrigeración del compresor de tornillo, e incluso formará una cierta cantidad de incrustaciones en las tuberías. Una vez que se forman incrustaciones en el sistema de enfriamiento, reducirá el área de la sección transversal del canal de agua, aumentará la resistencia a la circulación del agua y obstaculizará el intercambio de calor normal. A medida que la capa de incrustaciones continúa espesándose, provocará una refrigeración deficiente grave del equipo y provocará una serie de consecuencias adversas, como el aumento del consumo de energía del compresor y la reducción de los volúmenes de admisión y escape. Por lo tanto, el método de tratamiento de incrustaciones también es muy importante. Los métodos de tratamiento a escala generalmente incluyen métodos de reactivos químicos, métodos físicos y métodos manuales. (3) Cojinetes lubricados con agua Los cojinetes lubricados con agua necesitan cambiar las propiedades del material y la estructura de lubricación del sistema de cojinetes metálicos tradicional, combinar orgánicamente los cojinetes con dispositivos de sellado dinámico y otros componentes, y utilizar agua como medio lubricante. Actualmente, hay relativamente pocos fabricantes que puedan ofrecer rodamientos lubricados con agua y la empresa sueca SKF participa activamente en la investigación y el desarrollo en esta área. Investigación sobre la tendencia de desarrollo de la reducción del ruido El ruido, como problema importante de los compresores de tornillo, se ha planteado muchas veces. Especialmente en compresores de tornillo sin aceite. Por lo tanto, la investigación sobre la reducción del ruido se convertirá en un tema candente. Con la investigación del ruido de otros modelos, la tecnología de investigación del ruido seguirá desarrollándose y progresando, proporcionando suficiente base teórica y orientación empírica para la investigación del ruido en tornillos sin aceite. Investigación sobre tecnología de lubricación por agua Con la creciente exposición de las limitaciones de aplicación de los compresores de tornillo con inyección de aceite en muchos campos, así como una serie de problemas existentes en los propios compresores de tornillo secos, los compresores de tornillo sin aceite lubricados con agua han surgido como los tiempos. requieren y tienen buenas perspectivas de desarrollo. Con el desarrollo de la tecnología de recubrimiento y la fabricación de rodamientos, algunas empresas, como Atlas, han utilizado agua para lubricar los rodamientos y abandonaron la limitación original de que los engranajes sincronizados requieren lubricación con aceite. Además, bajo la tendencia general de mejora continua de los perfiles de los rotores, lograr el engrane entre los rotores y formar una buena película de sellado de agua, los compresores de tornillo sin aceite lubricados con agua ya no serán una idea poco realista. Mejorar el rendimiento del compresor y mejorar el perfil del rotor del compresor de tornillo sin aceite son las claves para mejorar el rendimiento del compresor. La mejora continua del rendimiento de los compresores de tornillo y la expansión continua de la cuota de mercado son inseparables del desarrollo de perfiles de rotor. La optimización de los métodos de diseño de palas se convertirá en un tema de investigación.