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第三章 空气压缩机的设计与优化改进研究

二、螺杆压缩机设计关键技术

（一）螺杆转子型线设计方法
前述螺杆压缩机设计理论研究表明，螺杆转子型线对压缩机热力性能和动力

特性有着决定性的影响，因此转子型线设计是开发高性能螺杆压缩机的关键技术
之一。提出的“通过定量比较转子几何特性、热力和动力性能，以二次曲线及其
共轭包络线组成齿曲线的型线设计方法”，避免了传统型线组成齿曲线中的点和

直线，解决了准确预测转子型线对于压缩机热力性能和动力性能影响的难题。
传统的螺杆压缩机型线设计方法，仅根据影响热力性能的泄漏对型线参数进
行优选，而本项目研究中的螺杆压缩机转子型线设计技术是在通过全面比较目前
国际上知名型线的基础上，凭借对螺杆压缩机精确的研究成果，不仅从影响热力

性能因素出发，更进一步地注意到了有关型线参数对转子间力矩分配的影响，使
得利用该技术设计的转子型线在热力性能、动力特性以及批量加工方面具有更大
的优越性。螺杆转子型线设计技术的核心内容如下：

①组成齿曲线的选择；
②据热力性能设计转子型线；
③据动力特性设计转子型线。
（二）螺杆转子刀具刃形设计技术

螺杆压缩机设计理论表明，转子间隙对压缩机的性能有重大的影响，而该间
隙受加工、热膨胀、喷术是螺杆压缩机产业化的关键技术之一。本项目提出用
“不等距法”设计啮合间隙和在节圆附近设置驱动带的转子刀具刃形设定这个有
放相的性能和可加工的精度和效率，改善了螺杆压缩机的性能和可靠性。螺杆转

子刀具刃形是加工转子时，保证转子型线精度的关键，因此刀具刃形的设计对螺
杆压缩机时的变形，需要在理论型线的基础上，设定各点的间隙，并根据由此得
到的实际型线进行转子的刀具刃型面法，两种方法都没有考虑型线各部分变形量
的不同，在本项目的啮合间隙设定中，则对型线各部分间隙的“不等距法”，并

把此方法应用于刀具刃形的设计中。另外，本项目还提出了在节圆附近设置宽度
阴、阳转子仅在节圆附近以纯滚动的方式接触和传递力矩，对进一步降低噪声和
提高COP，起到了帮助作用，利用上述螺杆转子刀具刃形设计技术。

（三）螺杆压缩机调节和润滑技术
螺杆压缩机在运行过程中，会受到外界使用工况变化的影响，为了保证压缩

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