一、單螺桿空壓機發(fā)展簡史
單螺桿壓縮機亦稱蝸桿壓縮機是最新一代壓縮機,是替代活塞式、雙螺桿的升級換代產(chǎn)品。因其結構巧妙,使其在力學可靠性及環(huán)保等方面具有獨特優(yōu)勢,廣泛應用于船舶、機車、能源、國防、石油、化工、機械、食品、輕紡等行業(yè)。單螺桿壓縮機節(jié)能、工作可靠、運轉噪音低、體積小、結構簡單、維修方便、運行費用低是選用壓縮機的理想機型,是替代活塞機及雙螺桿的最佳選擇。
單螺桿壓縮機已有40多年的歷史,1960年,法國人辛麥恩發(fā)明了單螺桿壓縮機并申請了專利。直至1972年,由于證實了“浮動星輪”的正確性,特別是掌握了制造技術,使這一技術成熟起來并在國外廣泛應用于動力、工藝、制冷等各類壓縮機。
發(fā)達國家20世紀70年代起至75年中期完成螺桿壓縮機取代活塞式壓縮機的進程,從70年代末期又掀起了單螺桿取代雙螺桿的進程。在日本上世紀80年代中期單螺桿市場占有率達到35%,90年代上升到60%以上,售價比雙螺桿高30%。單螺桿壓縮機已廣泛應用于日本各行業(yè),主要廠家有三井、大金、三菱、東芝等。英國廠家有霍爾——世界最大的制冷企業(yè)之一;荷蘭有格拉索公司,美國主要有美國芝加哥風動工具有限公司,Vilter公司、麥克維爾等。美國海軍裝備部門是世界上最早對比誰并試驗活塞機、雙螺桿及單螺桿三種機型的部門,并得出結論:單螺桿優(yōu)于活塞機和雙螺桿是最佳方案,并用單螺桿裝備其艦艇。在發(fā)達國家,單螺桿空壓機在技術、市場、生產(chǎn)規(guī)模上已上升到主流位置。
單螺桿性能優(yōu)異,被國外稱作“新時代的壓縮機”特別是制造技術科技含量高,目前只有極少數(shù)發(fā)達國家能生產(chǎn),這少數(shù)國都是引進了制造技術。我國在70年代末試圖引進制造技術,終因外國對我國封鎖而未果。是我們唯一未能引進的高檔壓縮機技術。我國自1975年開始研制單螺桿壓縮機,上海飛和集團的總工程師夏振鵬教授級高工,時任單螺桿壓縮機研制組組長,30年來上海飛和集團繼承并發(fā)展了國內(nèi)外單螺桿技術,不僅使我國單螺桿技術完全成熟起來,并堅持自主創(chuàng)新,不斷提高創(chuàng)新能力,在單螺桿核心技術——制造技術方面實現(xiàn)了重大突破,使我國單螺桿技術不但成熟起來,而且位居國際前列。
國內(nèi)外單螺桿技術的發(fā)展歷程,顯示出解決星輪片壽命、提高星輪片壽命貫穿全過程,是突出的中心主題。
30年來,上海飛和深深認識到解決星輪片壽命的核心技術問題是制造技術。上海飛和在1997年自行設計完成第四代加工專機,在國內(nèi)率先實現(xiàn)了向大直徑蝸桿星輪片制造技術的跨越,(國際上各國最大蝸桿直徑:日本三井295、荷蘭格拉索345、英國霍爾350、中國上海飛和400)
上海飛和集團在我國自行設計的前四代單螺桿加工專機的基礎上,經(jīng)過認真總結經(jīng)驗與教訓后,成功的自行設計完成第五代專機,即高精度數(shù)控蝸桿加工專機和高精度數(shù)控星輪片加工專機,在單螺桿制造技術上實現(xiàn)了重大突破,這個重大突破使我國飛和的單螺桿制造技術躍升至國際前列。這個突破主要體現(xiàn)在以下兩個方面:
1、 星輪齒兩側曲面加工方法,從仿型法進展到滾切法。
由于是幾何展成,從理論上消除了仿型誤差,使蝸桿槽兩側與星輪齒兩側曲面這一特殊的直廊環(huán)面蝸桿副共軛。實現(xiàn)了由線到面的接觸。從而制造出最佳齒形,實現(xiàn)最好的型線接觸,大大提高了星輪片壽命,容積效率及性能指標。這種滾切法與同時加工三個齒的星輪滾刀相比優(yōu)點明顯,僅加工一個齒,切削力小,刀具簡單,容易刃磨,刀刃鋒利,切削平穩(wěn),星輪齒側精度高,是星輪片制造技術的重大突破。
2、 專用機床的設計由原來的傳動關系,強度及剛度設計進展到專用機床的精度設計。
第五代專機設計中完全著重于專機的精度。多年來我們認識到提高專用機床的精度,特別是傳動精度至關重要,它決定著蝸桿槽與星輪齒的分度精度,決定星輪片壽命。
上述兩種高精度專機用飛和自行設計制造的機床傳動精度測量儀(經(jīng)國家計量局標定精度為3″)檢測其傳動精度比以前的專機精度提高了10多倍。
上述兩種高精度專機上海飛和集團擁有完全自主的知識產(chǎn)權,是國內(nèi)現(xiàn)有各單螺桿空壓機生產(chǎn)廠中唯一擁有能自行設計制造高精度專機的廠家。
現(xiàn)在國內(nèi)有兩類高精度蝸桿加工專機及星輪片加工專機。第一類高精度加工專機,就是曾在許多期刊上登載的文章中所提的“中國專機”,該廠自稱為“獨家擁有”。實現(xiàn)情況是飛和集團也有同樣的“中國專機”,并非其獨家擁有。
第二類高精度加工專機是飛和集團根據(jù)蝸桿、星輪片具體結構、按直廊環(huán)面蝸桿嚙合副的特點所制定的加工方法及加工特點而自行設計的(飛和獨家擁有完全自主的知識產(chǎn)權)。
這兩類高精度專機,雖然都是高精度的,但是自行設計的更好、更合理,因而其產(chǎn)品性能更好,星輪片壽命更長。
自行設計的專用機床能體現(xiàn)其專用特性,其基本特征是“量體裁衣”,可以最大限度地實現(xiàn)設計和加工的需求和提高加工效率??蛇x擇最新最好的機構及機床配套零部件,并設計數(shù)控的。
目前飛和集團在加工高精度蝸桿、星輪片方面從刀具、工藝裝備、專用機床直至檢測儀器等已完整齊備。這是制造技術的堅實基礎,對提高星輪片壽命提供了保障。從實現(xiàn)生產(chǎn)銷售方面來看,飛和集團早已成為中國單螺桿壓縮機的主導企業(yè)。而且由于生產(chǎn)銷售的數(shù)量多,積累了更多各種經(jīng)驗,只有經(jīng)歷了才更成熟。綜上所述,飛和的單螺桿技術不但已經(jīng)成熟,而且位于世界前列。飛和的制造技術得到了國內(nèi)外(日本三井)同行的極大關注和贊許。飛和已成為我國單螺桿技術自主創(chuàng)新的先鋒,但是技術的發(fā)展是無止境的,不斷創(chuàng)新與超越仍是飛和永遠的追求。
二、從經(jīng)濟性性分析,單螺桿比雙螺桿更好
單螺桿在使用壽命、節(jié)能、運行費用等方面從理論到實踐已證明是雙螺桿空壓機的理想替代產(chǎn)品。
1、 壽命長。
A、 因為使氣體力得到平衡,單螺桿20年、30年不會壞;雙螺桿8個軸承2個螺桿都是易損件。單螺桿壓縮機的螺桿和星輪軸承壽命長,加之其嚙合副共軛,接觸線實現(xiàn)了由線到面;螺桿帶動星輪只需克服數(shù)值很小的星輪軸承摩擦力即可,所以星輪片的磨損也很少,壽命也長。
B、 螺桿每旋轉一周,單螺桿空壓機每道凹槽打氣兩次,雙螺桿空壓機每道凹槽只能打氣一次,所以需要用增速齒輪提高其轉速,從而大大加速了電機負荷,電機易燒損。大部分雙螺桿空壓機說明材料上含糊轉速(實指電機轉速),沒有螺桿轉速。
2、 節(jié)省很大的能源。
您知道嗎?壓縮空氣是您好所有公用設施中最昂貴的!您在選擇壓縮空氣設備時是否考慮了運行成本?首先,同樣功率的空壓機,單螺桿的排氣量更大,壓力更加穩(wěn)定。其次,單螺桿空壓機在空載時,節(jié)能60%以上;雙螺桿空壓機空載時只能節(jié)能20%以下,配置合理,一臺20cm的空壓機,可按2:3:3(負載、卸載、停機)計算,每日按24小時工作計,空載時間為9小時,比雙螺桿節(jié)能110KW*9小時*(60%-20%)=400度電/日,每年節(jié)能120000度電。也就是說,每年節(jié)約人民幣9萬元左右。