让我们来讨论一些关于空压机主机的技术知识和注意事项。
螺杆元件是任何螺杆式压缩机中最重要的部分。
它是压缩机中实际进行压缩的部分。
它是旋转螺杆空压机的心脏。
通常，压缩机螺杆元件也被称为气端。
它们是常流（体积）并具有可变压力的压缩机。这意味着，在给定的转速（转/分钟）下，它们始终提供相同量的空气（例如每秒多少升），但可以在不同的压力下进行。
为什么它们如此受欢迎？因为它是一个连续的过程（与往复活塞压缩机不同），它们提供稳定、无脉动的气流，振动最小，维护少，寿命最长。
它们可以全天候、全年无休地工作。螺杆元件的正常使用寿命约为40,000小时，之后需要进行全面大修。
旋转螺杆元件
让我来解释一下旋转螺杆元件是如何构建的。请看这个油-free螺杆元件的示意图。
压缩机元件（无油型）。
照片：压缩机气端
当然，我们可以看到两个转子（底部是男转子，顶部是女转子）和外壳（灰色部分）。
正如我们所见，转子两侧有不同种类的轴承，因此它们可以平稳运行多年而无需维护。
通常，每一侧有两对轴承；用于径向负荷的轴承（由于转子旋转产生的负荷）和轴向轴承。
因为螺杆的“推力”会朝向一侧（高压侧），转子会倾向于移动到相反的方向。轴向轴承承担了这个负荷。
我们还可以看到，男转子有一个突出并带有齿轮的轴。这就是驱动齿轮。
有时它是一个皮带轮。两个转子通过齿轮（图左侧）连接在一起，这些是同步齿轮。
该元件是水冷的，为此，元件外壳内有水冷却腔。齿轮通过油进行润滑，如黄色/棕色部分所示。油注入型螺杆元件没有这个，因为它们通过注入的油进行冷却。
在油和压缩空气隔间之间有一个密封，以防止任何油污染压缩空气（这是油-free压缩机元件的特点）。
外壳可以拆卸以便进行维护。
螺杆元件的外观
气端有多种不同的尺寸，但它们的外观基本相同。
这里有一些空压机元件的照片。
空压机元件。这是一个全新的压缩机元件，正如你所看到的，它还保持干净和闪亮。
变速压缩机上的空压机元件。这就是压缩机的典型外观：肮脏！
工作原理
它是如何工作的？在压缩机元件内，有两个螺杆（称为“转子”），它们朝相反方向旋转。
旋转螺杆空压机是“正排量”压缩机。这仅仅意味着，空气通过外力（如活塞式和螺旋压缩机，都是正排量压缩机）被物理压缩在一起。
转子之间被困的空气
在旋转螺杆压缩机中，空气被困在两个转子之间。转子的设计具有特殊性，以实现最佳效率和性能。
一个转子被称为“男转子”，另一个转子被称为“女转子”。
如图所示：空气从一侧被吸入（低压冷空气），被困在转子之间，然后从另一侧排出（高压热空气）。
这个压缩过程需要能量，通常由大型电动机提供。
螺杆压缩机元件的种类
螺杆压缩机有两种基本类型：油注入型和无油型。
油注入型旋转螺杆压缩机是最常见的，因为它们是两种类型中较便宜的。
无油螺杆压缩机仅在要求压缩空气必须100%无油的应用中使用（通常在食品加工厂、化工厂等）。
稍后我将解释为什么无油型更贵。
转子 / 螺旋螺杆
转子的形状是所谓的“螺旋螺杆”形状。是的，它看起来像一个螺丝。有一个男转子和一个女转子。
男转子和女转子的螺旋形转子。
男转子是“厚的”，它有叶片。女转子是“薄的”，它有槽或“沟槽”。
空气被困在男转子和女转子之间，并通过转子之间的“气囊”被输送到元件的排气侧。
通常，男转子有4个叶片，而女转子有6个槽。但这并不是固定不变的。
制造商始终在寻求改进螺杆设计。它们寻找一种能够提供最佳效率的设计。换句话说：如何以最小的功率泵送最多的空气。
螺杆的具体设计和制造是任何空压机制造商最为保密的部分。这是工厂的禁区，禁止拍照。
驱动轴和同步齿轮
女转子由来自男转子轴的齿轮驱动。当男转子转动一次时，女转子恰好转动1.5次。它们是同步的。驱动女转子的齿轮称为同步齿轮。
男转子由电动机或有时由柴油发动机驱动（便携式压缩机使用柴油发动机）。它们的转速范围通常在1000到6000转/分钟之间。
压力比
由于压缩，空气会升温。热空气也会加热转子和压缩机元件的金属外壳。
这是一个问题，因为热金属膨胀，变得更大。当它膨胀过多时，两个转子会互相接触或与外壳接触……这通常会导致螺杆元件完全损坏（非常昂贵！）。
因此，我们不能无限制地提高压力；它会变得过热。
螺杆元件能产生的最大压力称为压力比。即最大输出压力与输入压力的比值。
对于油注入型，压力比通常最大为13。对于无油型，这个压缩比约为3.5。稍后我们将看到为什么。
关于油注入型和无油型螺杆压缩机的更多内容将在以下段落中介绍。
设计极限：打造最佳螺杆元件
旋转螺杆元件是一个高精度工程部件，经过了成千上万小时的研究。设计最佳螺杆元件时需要考虑许多变量。
如前所述，无油螺杆压缩机使用了两级设计，并配有中冷器来达到所需的最终压力。但为什么在如今的计算机辅助设计、机器人控制CNC机床和复杂数学模型的时代，单级无油空压机的设计仍然如此困难呢？
问题在于许多因素相互影响。
更高的压力比意味着更多的内部空气泄漏（在更高的压力下，相同间隙内流过的空气量更多）。这种更高的泄漏降低了元件的整体效率。
由于效率较低，转子需要以更高的速度运行。这会带来更多的振动问题，并影响转子和轴承的使用寿命。
更高的压缩比会导致更高的排气温度。钢铁有一个不好的习惯，就是受热膨胀。高温导致转子的热膨胀。
这一切都加剧了保持间隙尽可能小的问题（如果间隙太小，转子在加热时会相互接触！）。
无油与油注入
无油和油注入的旋转螺杆元件有什么区别？为什么无油元件比油注入元件更贵？
注入的油有几个功能；其中之一是密封男转子和女转子之间以及转子与外壳之间的任何间隙和间隙。
间隙和间隙会导致压缩空气逆向流动。这降低了气端的效率和性能。
由于无油型压缩机没有油，因此转子和外壳之间的间隙必须比油注入型螺杆元件小得多。因此，无油气端的价格要高得多。
所需的最大间隙取决于转子的直径，通常约为直径的千分之一。例如，如果转子的直径为200毫米，则间隙仅为0.2毫米，对于这样复杂的形状来说已经非常小了。
除此之外，无油元件需要额外的冷却水腔和通道。而油注入型元件则通过注入的油进行冷却，因此不需要额外的冷却水。
通过了解上述压缩机气端主机的性能知识，我们知道如何有效地使压缩机气端主机工作，也能学习如何合理地进行维护，这是不是非常方便呢？
