由技術概況可知,蝸桿壓縮機除具備雙螺桿回轉式壓縮機結構簡單、緊湊、單位容積利用率高和無氣閥組件等特點外,因其星輪對稱地配置于蝸桿的兩側,還具有下列雙螺桿壓縮機所無法比擬的獨特優點。
1、單機容量大,無余隙容積
從蝸桿主機彩色圖片上看,單螺桿上開有6個螺槽,由兩個星輪將各螺槽分隔成上下兩個空間,各自實現吸氣、壓縮、排氣過程,而且是同步進行的,這是雙螺桿泵壓縮機無法做到的,也是在氣流脈動,氣流噪聲方面無法比擬的地方。
由于兩種型式的空壓機轉速可以完全相同,放在相同的轉速下進行分析對比。由于蝸桿壓縮機運行時,蝸桿每轉一周,每一個蝸桿槽均工作兩次(雙作用),使蝸桿空間得到充分利用,因此與雙螺桿壓縮機相比,兩者結構尺寸相同時,蝸桿壓縮機排氣量較大;而當兩者排氣量相同時,則蝸桿壓縮機結構尺寸較小。
如以每分鐘2970轉(2970R/MIN)的蝸桿壓縮機為例,每分鐘壓縮次數為2970*12=35640次;而雙螺桿的2根螺桿的齒數比選其大的數值,取為5,相當于5個氣缸,其轉速也取為2970R/MIN,其每分鐘次數為2970*5=14850次,顯然與蝸桿壓縮機的35640次相差很多。因此,雙螺桿壓縮機與蝸桿壓縮機相比,在相同轉速下單位內排氣次數少,氣流脈動大,氣流噪聲大。
此外,蝸桿的蝸桿槽深度隨壓力的增高而減少,在排氣結束,星輪齒脫離單槽時,深度為零,故不存在余隙容積。因而,蝸桿壓縮機較雙螺桿壓縮機的容積效率要高。
2、結構合理,具有理想的力平衡性
雙螺桿壓縮機主機的主要件就是兩個螺桿(俗稱雙螺桿),蝸桿壓縮機的主要件是蝸桿(俗稱單螺桿)。下面分析雙螺桿,蝸桿的受力狀況:
雙螺桿壓縮機在壓縮氣體的過程中,必然受到氣體的反作用力,該力在兩個螺桿上形成很大的徑向力與軸向力(見宣傳資料上的受力分析圖),并自然傳遞到軸承上,所以雙螺桿壓縮機即使是選用最好的進口軸承,其壽命一般也只在一萬五千個小時左右。
蝸桿壓縮機在壓縮氣體的過程中,也同樣必然受到氣體的反作用力,該力也在蝸桿上形成很大的徑向力和軸向力。蝸桿壓縮機在蝸桿兩端間開有引氣通道,流至高壓側的氣體將通過引氣通道回流至低壓側,從而使蝸桿兩端而上的氣體力相互平衡。由于星輪在蝸桿軸線兩側對稱布置,作用于蝸桿上的氣體徑向力平衡,作用于蝸桿槽內的氣體軸向力也相互抵消,達到自身平衡(見受力分析圖)。因此,蝸桿不受任何徑向或軸向氣體力的作用,且星輪片上所受的力也只是雙螺桿壓縮機的1/30左右,故蝸桿壓縮機的主機能平衡,無振動地在高轉速下運轉,而無需特別的基礎,僅需安放在水平地面上。蝸桿壓縮機即使利用國產的普通軸承,其壽命也可以達到15萬小時,而且可以在用戶處就地維修。
3、主機壽命長
由于蝸桿壓縮機的高速輕載,嚙合副型線的優化設計,間隙適當,容易在螺桿與星輪之間的間隙中建立流動體動力潤滑油膜,從而有效地減少了星輪的磨損,降低了氣體的泄漏,提高了機器的壽命與效率,保障了運行安全可靠。
4、維護簡便,易損件少
世界上沒有永不磨損的機器,無論雙螺桿壓縮機還是蝸桿壓縮機,在若干年后,均需對主機進行維修保養。
單就更換軸承而言,雙螺桿壓縮機的進、排氣端4只重載軸承和2只四點軸承均需國外購進,成本昂貴;如若主、副轉子出現磨損或者軸承走外圈,主副轉子與機殼內壁發生磨擦,均無法在現場維修,須將主機運回生產廠,并花費巨額費用(約占整機售價的1/4~1/3)。而蝸桿壓縮機則無此顧慮,在生產廠家技術人員的指導下,現場即能進行解決,其費用極低。
同時,由于雙螺桿壓縮機受力不好,軸承受力大,其機械噪聲也要比單螺桿壓縮機要大。