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空壓機概述：空壓機是各個工廠、企業普遍使用的設備之一，特別是空壓機的應用更為廣泛。鍋爐鼓風、消煙除塵、通風冷卻都離不開空壓機，在電站、礦井、化工以及環保工程，空壓機更是不可缺少的重要設備，正確掌握空壓機的設計，對保證空壓機的正常經濟運行是很重要的。
螺桿空壓機設計方案的選擇
螺桿空壓機設計時通常給定的條件有：容積流量、全壓、工作介質及其密度(或工作介質溫度)，有時還有結構上的要求和特殊要求等。
對 螺桿空壓機設計的要求大都是：滿足所需流量和壓力的工況點應在最高效率點附近；最高效率值要盡量大一些，效率曲線平坦；壓力曲線的穩定工作區間要寬；空壓 機結構簡單，工藝性好；材料及附件選擇方便；有足夠的強度、剛度，工作安全可靠；運轉穩定，噪聲低；調節性能好，工作適應性強；空壓機尺寸盡可能小，重量 輕；操作和維護方便，拆裝運輸簡單易行。
然而，同時滿足上述全部要求，一般是不可能的。在氣動性能與結構(強度、工藝)之間往往也有矛盾，通常要抓住主要矛盾協調解決。這就需要設計者選擇合理的設計方案，以解決主要矛盾。例如：
隨著空壓機的用途不同，要求也不一樣，如公共建筑所用的空壓機一般用來作通風換氣用，一般最重要的要求就是低噪聲，多翼式螺桿空壓機具有這一特點；而要求大流量的螺桿空壓機通常為雙吸氣型式；對一些高壓螺桿空壓機，比轉速低，其泄漏損失的相對比例一般較大。
螺桿空壓機設計時幾個重要方案的選擇：
(1)螺桿型式的合理選擇：常見空壓機在一定轉速下，后向葉輪的壓力系數中Ψt較小，則葉輪直徑較大，而其效率較高；對前向葉輪則相反。
(2) 空壓機傳動方式的選擇：如傳動方式為A、D、F三種，則空壓機轉速與電動機轉速相同；而B、C、E三種均為變速，設計時可靈活選擇空壓機轉速。一般對小型 空壓機廣泛采用與電動機直聯的傳動A，，對大型空壓機，有時皮帶傳動不適，多以傳動方式D、F傳動。對高溫、多塵條件下，傳動方式還要考慮電動機、軸承的 防護和冷卻問題。
(3)蝸殼外形尺寸的選擇：蝸殼外形尺寸應盡可能小。對高比轉數空壓機，可采用縮短的蝸形，對低比轉數空壓機一般選用標準蝸形。有時為了縮小蝸殼尺寸，可選用蝸殼出口速度大于空壓機進口速度方案，此時采用出口擴壓器以提高其靜壓值。
(4) 螺桿出口角的選定：螺桿出口角是設計時首先要選定的主要幾何參數之一。為了便于應用，我們把螺桿分類為：強后彎螺桿(水泵型)、后彎圓弧螺桿、后彎直螺 桿、后彎機翼形螺桿；徑向出口螺桿、徑向直螺桿；前彎螺桿、強前彎螺桿(多翼葉)。表1列出了螺桿空壓機中這些螺桿型式的螺桿的出口角的大致范圍。
(5) 螺桿數的選擇：在螺桿空壓機中，增加葉輪的螺桿數則可提高葉輪的理論壓力，因為它可以減少相對渦流的影響(即增加K值)。但是，螺桿數目的增加，將增加葉 輪通道的摩擦損失，這種損失將降低空壓機的實際壓力而且增加能耗。因此，對每一種葉輪，存在著一個更佳螺桿數目。具體確定多少螺桿數，有時需根據設計者的 經驗而定。根據我國目前應用情況，在表2推薦了螺桿數的選擇范圍。
(6)全壓系數Ψt的選定：設計螺桿空壓機時，實際壓力總是預先給定的。這時需要選擇全壓系數Ψt，全壓系數的大致選擇范圍可參考表3。
(7) 離心葉輪進出口的主要幾何尺寸的確定：葉輪是空壓機傳遞給氣體能量的唯一元件，故其設計對空壓機影響甚大；能否正確確定葉輪的主要結構，對空壓機的性能參 數起著關鍵作用。它包含了螺桿空壓機設計的關鍵技術--螺桿的設計。而螺桿的設計最關鍵的環節就是如何確定螺桿出口角β2A。
關鍵技術的設計分析
在設計螺桿空壓機時，關鍵就是掌握好葉輪螺桿出口角β2A的確定。
根據螺桿出口角β2A的不同，可將螺桿分成三種型式即后彎螺桿(β2A<90℃)，徑向出口螺桿(β2A=90℃)和前彎螺桿(β2A＞90℃)。
三種螺桿型式的葉輪，目前均在空壓機設計中應用。前彎螺桿葉輪的特點是尺寸重量小，價格便宜，而后彎螺桿葉輪可提高效率，節約能源，故在現代生產的空壓機中，特別是功率大的大型空壓機多數用后彎螺桿。
現代前彎螺桿空壓機效率，比老式產品已有顯著提高，故在小流量高壓力的場合或低壓大流量場合中仍廣為采用。
徑向出口螺桿在我國已不常用，在某些要求耐磨和耐腐蝕的空壓機中，常用徑向出口直螺桿。
螺桿空壓機葉輪設計時還必須考慮到比轉速與螺桿型式存在一定的關系，故在確定螺桿出口角的同時，必須綜合考慮三種螺桿型式對壓力、徑向尺寸和效率的影響。
正確確定了螺桿空壓機其它主要幾何尺寸的確定奠定了堅實的基礎，從而對整臺螺桿空壓機的性能起著關鍵的作用。
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作者:德耐爾@德耐爾空壓機 空壓機修訂日期：2010-12-04
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