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　　Internal Combustion Engine & Parts0 引言离心式压缩机的原理是介质气体在高速旋转的叶轮叶片的离心力的作用下，被做功压缩，并将压缩机的机械能转换为气体的压力能和动能，从而产生具有一定压力和流量的气体供使用。由于我国工业生产水平和规模的发展和工业智能化在各行业的开展，特别是集成电路、电子半导体、医疗器械等尖端行业对洁净能源的需求，高压力、大流量、高性能地多轴离心式压缩机开始慢慢代替传统的单轴离心压缩机。因此，设计出一款高性能，无油污染，稳定性高的压缩机及成为各大厂商的发展方向。1 空气压缩系统结构介绍在实际的应用中，压缩机仅仅空气动力系统的一部分，压缩机的整机系统主要由压缩机，电机及电气控制组件和管网组成，管网是指压缩机以外的压缩气体所需要的全部装置和管道总称，管网在压缩机之前和之后都有。图 1 为某离心式压缩机运行时压缩机和管网的工作结构。空气或者其他压缩气体气体从空气过滤器进入气道，过滤器的主要目的是为了防止大颗粒杂质或者异物进入管网和压缩机内部造成损坏。然后通过进口导向调节装置（可实现 0-100%进气量的调节），进入一级的吸气室后经过叶轮压缩进入水冷却器，冷却后的气体进入二级的吸气室，通过相同形式的压缩后进入二级水冷却器，气体冷却后进入三级压缩至后冷却器，从三级出气口出来的气体具有了一定压力和流量，即可为客户所使用。根据需求，也可以增加放空阀来调节出气量大小，增加消音器来减少噪音。在整个系统中，三个冷却系统中的水只起到冷却作用，所以并不会进入压缩机主体，只需要在单独的水路中流通。油在压缩机整机系统中起到润滑作用，由于主油泵在机器运转后才会逐步给机器提供润滑油，所以在压缩机运转之前，必须有辅助油泵给机器提供一定的润滑油进行预润滑，才能保证让机器在运转时不会造成损伤。对于该系统的润滑油路控制流程为：系统启动时加热器开始为油箱中的油加热到 45℃左右，此时辅油泵开启，润滑油通过辅油泵油路进入压缩机内部，对压缩机的齿轮、轴承和转子进行预润滑，而压缩机处于静止状态。随后电机启动，压缩机开始工作，由于主油泵的油泵转子和主轴相连，此时主油泵油路也开始给压缩机供油。当辅油泵油压和主油泵油压在压缩机内部叠加到某一限定值时（该值的大小由控制系统设定），系统认为主油泵已经能完全工作，会自动关闭辅油泵。随后由主油泵单独给离心压缩机供润滑油直至机器停止运转。2 三轴整体齿轮式无油离心式压缩机行业内按照离心式空气压缩机的结构形式，可以将其划分为单轴压缩机和多轴压缩机。单轴压缩机，顾名思义，就是一缸一轴结构，是离心式压缩机最早的形态，并一直应用至今。但单轴压缩机的缺点是压缩比低，故障率高。相对于单轴离心式压缩机，多轴离心式压缩机凭借其以下优势，拥有越来越广泛的市场应用，也是近几年的主流的离心压缩机：①没有弯道回流机构，在进口处的轴向进气更加均匀。②由于有 2-10 甚至更多根轴，每级轴上的叶轮可以有不同的转速。③由于每级的进气与出气单独分开，可以在级与级之间增加冷却和过滤在各级的进口处，可以实现进气导向调节。④效率高，能实现更大的压缩比，工况范围更广。整体式齿轮压缩机有着结构紧凑，工作效率高，适用范围广等特点。由于多轴作用，压缩气体的流量和压力逐级上升，每个转子（小轴）由中间的大齿轮直接驱动，三级的运转速度能在万转以上。由于一些特殊行业，如医疗、食品、光电等，对压缩气体的洁净度有着很高的要求，即使只是混入一丁点油，也可能造成昂贵的生产停工和产品损坏。针对于这些特殊应用的市场要求，ISO 8573-1（2010）对压缩后气体的有含量做了如表 1 规定。等级 油（气溶胶、液态油、油气）的总浓度 mg/m 301234按照设备用户或供应商的规定，比 1 级更高0.010.115表 1 离心压缩机出气气体油等级要求随着市场的发展，越来越多的客户对于无油压缩机有着更高的需求，所以，如何将压缩气体的油含量降低到 1%整体齿轮式无油离心压缩机的结构设计李欢；郭旭红（苏州大学机电工程学院，苏州 215021）摘要： 离心式压缩机是工业生产必不可少的能源设备。医疗、食品以及电子等新兴行业对压缩机的效率及清洁等级提出高的要求。本文介绍了整体齿轮式无油离心压缩机的结构设计，对离心机压缩机的设计发展以及市场应用提供思路和借鉴。关键词： 离心压缩机；结构设计；整体齿轮式 作者简介： 李欢（1987-），女，湖南常德人，本科，苏州大学机电工程学院硕士生，研究方向为先进制造。3万方数据

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