第二節(jié)壓縮機(jī)性能解析

1、第二單元第二單元 壓縮機(jī)的熱力和動(dòng)力性能壓縮機(jī)的熱力和動(dòng)力性能2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能 吸、排氣壓力吸、排氣壓力 容積流量容積流量 排氣溫度排氣溫度 功率和效率功率和效率2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮機(jī)的動(dòng)力性能 飛輪矩飛輪矩 慣性力慣性力(矩矩)平衡平衡2.3 壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.1 排氣壓力分析排氣壓力分析1. 吸、排氣壓力的定義 壓縮機(jī)的排氣壓力壓縮機(jī)的排氣壓力o壓縮機(jī)排氣壓力是指最終排出壓縮機(jī)的氣體壓力。它應(yīng)在末級(jí)工作腔排氣法蘭接管處測(cè)得,單位為MPa,o在某些場(chǎng)合,排氣壓力稱為“背壓力”。 級(jí)的排氣壓力級(jí)的排氣

2、壓力o多級(jí)壓縮機(jī)中,每一級(jí)工作腔排出氣體的壓力稱為該級(jí)排氣壓力或級(jí)間壓力。吸氣和排氣壓力吸氣和排氣壓力o分別指第一級(jí)吸入管道處和末級(jí)排出接管處的分別指第一級(jí)吸入管道處和末級(jí)排出接管處的氣體壓力。氣體壓力。o因?yàn)閴嚎s機(jī)采用的是自動(dòng)閥因?yàn)閴嚎s機(jī)采用的是自動(dòng)閥,氣缸內(nèi)壓力取決于氣缸內(nèi)壓力取決于進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的壓力進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的壓力,所以吸、排氣壓力是可所以吸、排氣壓力是可以變更的。以變更的。o壓縮機(jī)銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值壓縮機(jī)銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值,通常通常為允許的最大排氣壓力為允許的最大排氣壓力,實(shí)際上只要機(jī)器強(qiáng)度、實(shí)際上只要機(jī)器強(qiáng)度、排氣溫度、原動(dòng)機(jī)功率及氣閥工作許可排氣溫度、

3、原動(dòng)機(jī)功率及氣閥工作許可,它們是它們是可以在很大范圍內(nèi)變化的。可以在很大范圍內(nèi)變化的。 2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.1 排氣壓力分析排氣壓力分析2. 排氣壓力的建立其管網(wǎng)中的壓力僅取決于其管網(wǎng)中的壓力僅取決于壓縮機(jī)在該壓力下排入管壓縮機(jī)在該壓力下排入管網(wǎng)的氣量與用戶所耗的氣網(wǎng)的氣量與用戶所耗的氣且是否平衡且是否平衡,若兩者平衡則若兩者平衡則壓力穩(wěn)定壓力穩(wěn)定,若兩者不平衡則若兩者不平衡則壓力改變。當(dāng)排人量大于壓力改變。當(dāng)排人量大于消耗量時(shí)消耗量時(shí),管網(wǎng)中壓力上升管網(wǎng)中壓力上升,并在達(dá)到新的平衡后并在達(dá)到新的平衡后,即在即在此高壓下穩(wěn)定此高壓下穩(wěn)定;當(dāng)排人量小當(dāng)排人量小于耗氣量

4、時(shí)于耗氣量時(shí),則管網(wǎng)中壓力則管網(wǎng)中壓力下降下降,并達(dá)到新的平衡后并達(dá)到新的平衡后,在此低壓下穩(wěn)定。在此低壓下穩(wěn)定。因此因此,壓縮機(jī)排氣壓力也非壓縮機(jī)排氣壓力也非定值定值,但它可用人為的辦法但它可用人為的辦法控制排入量或消耗量來(lái)維控制排入量或消耗量來(lái)維持某個(gè)持某個(gè)排氣壓力。排氣壓力。排氣壓力0.11.0,1.1pMPapMPapMPa彈簧排氣管氣缸如果，則0.13.0,3.1pMPapMPapMPa彈簧排氣管氣缸如果，則2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.1 排氣壓力分析排氣壓力分析3. 級(jí)間壓力的建立2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.1 排氣壓力分析排氣壓力分析4.

5、壓縮機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)有氣體連續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生進(jìn)氣系統(tǒng)有氣體連續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生,或從大氣中吸進(jìn)空氣或從大氣中吸進(jìn)空氣,因此進(jìn)氣壓力因此進(jìn)氣壓力近似地保持恒定近似地保持恒定,同時(shí)從排氣系統(tǒng)中同時(shí)從排氣系統(tǒng)中也連續(xù)、穩(wěn)定地消耗氣體也連續(xù)、穩(wěn)定地消耗氣體,因此排氣因此排氣壓力近似地保持恒定壓力近似地保持恒定;壓縮機(jī)則持續(xù)壓縮機(jī)則持續(xù)進(jìn)行工作。進(jìn)行工作。進(jìn)氣壓力為定值進(jìn)氣壓力為定值;排氣系統(tǒng)則為有限容積。排氣系統(tǒng)則為有限容積。例如例如,氣體充瓶氣體充瓶,排氣壓力由低至高逐漸增排氣壓力由低至高逐漸增加加,一旦壓力達(dá)額定值、壓縮機(jī)即停止工一旦壓力達(dá)額定值、壓縮機(jī)即停止工作。作。2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮

6、機(jī)的熱力性能2.1.1 排氣壓力分析排氣壓力分析4. 壓縮機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)為有限容積進(jìn)氣系統(tǒng)為有限容積,隨著壓縮隨著壓縮機(jī)運(yùn)行機(jī)運(yùn)行,進(jìn)氣壓力將逐漸降低進(jìn)氣壓力將逐漸降低:排排氣系統(tǒng)壓力恒定氣系統(tǒng)壓力恒定;當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)巾當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)巾壓力低于某一恒定值壓縮機(jī)便壓力低于某一恒定值壓縮機(jī)便停止工作。如果進(jìn)氣系統(tǒng)為了獲停止工作。如果進(jìn)氣系統(tǒng)為了獲得低于大氣壓力的真空狀態(tài)得低于大氣壓力的真空狀態(tài),這這種壓縮機(jī)特稱為真它泵種壓縮機(jī)特稱為真它泵“進(jìn)、排氣系統(tǒng)均為有限容積當(dāng)壓縮機(jī)工作進(jìn)、排氣系統(tǒng)均為有限容積當(dāng)壓縮機(jī)工作后后,進(jìn)氣系統(tǒng)壓力不斷降低進(jìn)氣系統(tǒng)壓力不斷降低;排氣系統(tǒng)壓力不排氣系統(tǒng)壓力不斷升高斷升高

7、,直到進(jìn)氣系統(tǒng)壓力低于某一值或排直到進(jìn)氣系統(tǒng)壓力低于某一值或排氣系統(tǒng)中壓力高達(dá)某一值氣系統(tǒng)中壓力高達(dá)某一值,壓縮機(jī)停止工作。壓縮機(jī)停止工作。2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.2 排氣量（容積流量）、供氣量排氣量（容積流量）、供氣量1. 排氣量定義o容積流量容積流量 壓縮機(jī)的容積流量壓縮機(jī)的容積流量,通常是指單位時(shí)通常是指單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體間內(nèi)實(shí)際壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體,換算到第換算到第一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值一級(jí)進(jìn)口狀態(tài)的壓力和溫度時(shí)的氣體容積值,單單位是位是m3/min或或m3/h。 o壓縮機(jī)的額定容積流量壓縮機(jī)的額定容積流量,即壓縮機(jī)銘牌上

8、標(biāo)注的即壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的容積流量是指特定的進(jìn)口狀態(tài)（例如進(jìn)氣壓力容積流量是指特定的進(jìn)口狀態(tài)（例如進(jìn)氣壓力0.1MPa,溫度溫度20 C）時(shí)的容積流量。）時(shí)的容積流量。注意o若被壓縮的氣體含有水蒸氣若被壓縮的氣體含有水蒸氣,隨著氣體壓力的提高水蒸隨著氣體壓力的提高水蒸氣的分壓力也提高氣的分壓力也提高,若經(jīng)過(guò)冷卻器后若經(jīng)過(guò)冷卻器后,其分壓力大于冷卻其分壓力大于冷卻后氣體溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓后氣體溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓,便有水蒸氣從氣體中便有水蒸氣從氣體中凝析出來(lái)。凝析出來(lái)。o此外此外,化工廠中被壓縮的多組分氣體化工廠中被壓縮的多組分氣體,有些氣體不是化工有些氣體不是化工工藝所需要的工藝所需要的

9、,因此壓縮到一定的壓力后要進(jìn)行洗滌、因此壓縮到一定的壓力后要進(jìn)行洗滌、凈化凈化,以便把它們消除掉。以便把它們消除掉。o計(jì)算容積流量時(shí)計(jì)算容積流量時(shí),也要將這些中途分離出去的水分和氣也要將這些中途分離出去的水分和氣體體,一起換算到進(jìn)口狀態(tài)的容積加進(jìn)去。反之一起換算到進(jìn)口狀態(tài)的容積加進(jìn)去。反之,若中途有若中途有氣體添加進(jìn)來(lái)氣體添加進(jìn)來(lái),計(jì)算容積流量時(shí)要扣除加進(jìn)來(lái)的氣體容計(jì)算容積流量時(shí)要扣除加進(jìn)來(lái)的氣體容積。積。 供氣量o容積流量隨壓縮機(jī)的進(jìn)口狀態(tài)而變,它不反映壓縮機(jī)所排氣體的物質(zhì)數(shù)量。化工工藝中使用的壓縮機(jī),由于工藝計(jì)算的需要,需將容積流量折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（1.013105Pa,0）時(shí)的干氣容干氣容

10、積積值（不計(jì)入級(jí)間分離掉的水分及抽氣量）。此值稱為供氣量或稱標(biāo)準(zhǔn)容積流量（在空氣動(dòng)力計(jì)算中標(biāo)準(zhǔn)溫度為15C）。 2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.2 排氣量、供氣量排氣量、供氣量排氣量計(jì)算 析水系數(shù) 抽氣系數(shù) 排氣量的理論計(jì)算 2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.3 排氣溫度、壓縮終溫排氣溫度、壓縮終溫1. 排氣溫度和壓縮終溫 排氣溫度 壓縮終了溫度2. 關(guān)于排氣溫度的限制 潤(rùn)滑油影響 氣體性質(zhì)影響 無(wú)油潤(rùn)滑材料的影響1nndSTT100(1)nndSSdTT排氣溫度排氣溫度o壓縮機(jī)的排氣溫度是指壓縮機(jī)末級(jí)排出氣體的溫度,它應(yīng)在

11、末級(jí)氣缸排氣管處測(cè)得。多級(jí)壓縮機(jī)末級(jí)之前各級(jí)的排氣溫度稱為該級(jí)的排氣溫度,在相應(yīng)級(jí)的排氣接管處測(cè)得。2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.4 功率和效率功率和效率(1)指示勸指示勸 工作腔內(nèi)直接用于壓送氣體所消耗的功稱工作腔內(nèi)直接用于壓送氣體所消耗的功稱為指示功。為指示功。(2)軸功軸功 壓縮機(jī)主軸上要求輸入的功壓縮機(jī)主軸上要求輸入的功,其值為指示功與其值為指示功與各摩擦部分消耗功之和。各摩擦部分消耗功之和。 相應(yīng)地壓縮機(jī)功率也有指示功率與軸功率。一般壓縮機(jī)銘牌上歷標(biāo)的功率均指軸功率,是指額定工況下所需的功率。實(shí)際運(yùn)行中軸功率會(huì)隨工況的改變而改變。2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力

12、性能2.1.4 功率和效率功率和效率2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.4 功率和效率功率和效率1. 指示功率及其影響因素 計(jì)算 影響因素 1）任意級(jí)的進(jìn)氣溫度 2）析水系數(shù) 3）吸氣壓力損失 4）壓縮過(guò)程的泄漏 5) 膨脹指數(shù)和余隙容積101101(1)60(1)11jjijsjpjtjljnnjjpTNQTnn 2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.4 功率和效率功率和效率指示功率及其影響因素 2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.4 功率和效率功率和效率比功率 同類機(jī)器 相同工況 相同工作條件2.1 壓縮機(jī)的熱力性能壓縮機(jī)的熱力性能2.1.4 功率和效率功

13、率和效率1. 機(jī)械效率和熱效率 機(jī)械效率的定義 機(jī)械損失的構(gòu)成 等溫效率 絕熱效率 4.功率和效率功率和效率絕熱指示效率絕熱指示效率等溫指示效率等溫指示效率機(jī)械效率機(jī)械效率總效率總效率（絕熱、等溫）（絕熱、等溫）PPPPPPimiTiTisismiTTTmiSSSPPPP效率o壓縮機(jī)的機(jī)械效率是指示功率與軸功率之比壓縮機(jī)的機(jī)械效率是指示功率與軸功率之比 o實(shí)際影響壓縮機(jī)機(jī)械效率的因素很多實(shí)際影響壓縮機(jī)機(jī)械效率的因素很多,通常中、大型壓縮通常中、大型壓縮機(jī)機(jī) 0.90.96 ;小型壓縮機(jī)小型壓縮機(jī)0.850.92 ;微型壓縮機(jī)微型壓縮機(jī)0.820.90 。o壓縮機(jī)等溫效率壓縮機(jī)等溫效率 0.65

14、0.75o壓縮機(jī)的絕熱效率壓縮機(jī)的絕熱效率o大型壓縮機(jī)大型壓縮機(jī)0.80.85,中型壓縮機(jī)中型壓縮機(jī)0.70.8,小型壓縮機(jī)小型壓縮機(jī) 0.650.7 。 壓縮機(jī)等溫效率o壓縮機(jī)等溫效率在一些書籍或資料中,稱為“壓縮機(jī)裝置等溫效率”,它反映了壓縮機(jī)中各種損失的總量其中包括:氣閥損失、級(jí)間冷卻不完善損失、泄漏損失、摩擦損失等。因?yàn)榈葴匦嗜菀浊笕?只要計(jì)算理論等溫指示功率與測(cè)得軸功率,便可得知,此外,它反映的損失包最全面。一般資料中所提供的等溫效率均為此值。注意o絕熱效率反映了壓縮機(jī)進(jìn)、排氣過(guò)程的壓力損失,多變壓縮過(guò)程與絕熱壓縮過(guò)程的差別,摩擦功耗等的影響,但未考慮級(jí)間冷卻不完善的因索。因此單級(jí)

15、壓縮機(jī)或無(wú)級(jí)間冷卻的多級(jí)離心壓縮機(jī)用絕熱效率來(lái)考核其經(jīng)濟(jì)性比較合適而多級(jí)容積壓縮機(jī)用絕熱效率,則可能帶來(lái)錯(cuò)誤的評(píng)價(jià)。影響排氣量的因素o1.進(jìn)氣壓力o2.進(jìn)氣溫度o3.轉(zhuǎn)速o4.余隙容積o5.泄漏2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮機(jī)的動(dòng)力性能2.2.1 壓縮機(jī)中的主要作用力壓縮機(jī)中的主要作用力1. 作用力分析各力對(duì)壓縮機(jī)的作用氣體力氣體力Fg o在氣缸軸線方向上,氣體力是不會(huì)傳遞到機(jī)器外邊來(lái)的,它在機(jī)器內(nèi)部互相平衡了慣性力慣性力 I往復(fù)慣性力部分未被平衡,它能通過(guò)主軸承及機(jī)體傳到機(jī)器外面來(lái),故慣性力稱為外力,或稱為自由力。 往復(fù)慣性力Is由于它的方向和數(shù)值隨曲軸轉(zhuǎn)角周期地改變,因而能引起機(jī)器的振動(dòng)。此

16、外,旋轉(zhuǎn)慣性力Ir也作用在主軸承上,它也是自由力,也能引起機(jī)器的振動(dòng)。 為了使機(jī)器達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行,應(yīng)盡可能在機(jī)器內(nèi)部把慣性力平衡掉.側(cè)向力及側(cè)覆力矩 o側(cè)覆力矩的數(shù)值周期地變化,它又無(wú)法在機(jī)器內(nèi)部獲得平衡,所以屬于自由力矩,要造成機(jī)器振動(dòng)。但是,當(dāng)壓縮機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體或者處在同一基礎(chǔ)上時(shí),驅(qū)動(dòng)機(jī)作用給機(jī)體或基礎(chǔ)的反力矩使側(cè)覆力矩要平衡掉一部分,故基礎(chǔ)作用于土壤上的力矩為兩者之差。 阻力矩Myo壓縮機(jī)的阻力矩隨轉(zhuǎn)角周期性地變化壓縮機(jī)的阻力矩隨轉(zhuǎn)角周期性地變化,而驅(qū)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩而驅(qū)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩Md一般是個(gè)恒定的數(shù)值。雖然在機(jī)器一轉(zhuǎn)中阻力矩所消耗一般是個(gè)恒定的數(shù)值。雖然在機(jī)器一轉(zhuǎn)中阻力矩所消

17、耗的功與驅(qū)動(dòng)力矩所供給的功保持相等的功與驅(qū)動(dòng)力矩所供給的功保持相等,由此維持壓縮機(jī)的每由此維持壓縮機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)速不變分鐘轉(zhuǎn)速不變,但每一轉(zhuǎn)中的每一瞬時(shí)但每一轉(zhuǎn)中的每一瞬時(shí),兩者在數(shù)值上是不相兩者在數(shù)值上是不相等的等的,因此要使主軸產(chǎn)生短暫的加速或減速現(xiàn)象因此要使主軸產(chǎn)生短暫的加速或減速現(xiàn)象 o不希望一轉(zhuǎn)中機(jī)器的角速度有很大變化不希望一轉(zhuǎn)中機(jī)器的角速度有很大變化,可以人為地用加可以人為地用加飛飛輪輪的辦法來(lái)增大的辦法來(lái)增大J,以降低角加速度以降低角加速度。 某些立式或角度式壓縮機(jī)在空載荷時(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),但當(dāng)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)器便明顯晃動(dòng)起來(lái)為什么?o此外此外,可以看到某些立式或角度式壓縮機(jī)可以看

18、到某些立式或角度式壓縮機(jī),當(dāng)剛性較差時(shí)當(dāng)剛性較差時(shí),側(cè)覆力矩往往使機(jī)身產(chǎn)生比較明顯的、在力矩平面內(nèi)側(cè)覆力矩往往使機(jī)身產(chǎn)生比較明顯的、在力矩平面內(nèi)的振動(dòng)。特別是當(dāng)這些壓縮機(jī)的慣性力平衡得相當(dāng)好的振動(dòng)。特別是當(dāng)這些壓縮機(jī)的慣性力平衡得相當(dāng)好時(shí)時(shí),我們便會(huì)看到我們便會(huì)看到,在空載荷時(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)在空載荷時(shí)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),但當(dāng)?shù)?dāng)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn),氣體壓力增加時(shí)氣體壓力增加時(shí),機(jī)器便明顯晃動(dòng)起來(lái)。機(jī)器便明顯晃動(dòng)起來(lái)。原因就在于空載時(shí)側(cè)覆力矩值很小原因就在于空載時(shí)側(cè)覆力矩值很小,而滿載時(shí)有了氣體而滿載時(shí)有了氣體力從而使此力矩增大的緣故。力從而使此力矩增大的緣故。2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮

19、機(jī)的動(dòng)力性能2.2.1 壓縮機(jī)中的主要作用力壓縮機(jī)中的主要作用力2. 作用力計(jì)算 氣體力（方向） 慣性力（往復(fù)、旋轉(zhuǎn)） 摩擦力（方向） 綜合活塞力（代數(shù)和）2(coscos2 )sssImam r2IcosssIm r2IIcos2ssIm r2rrIm r2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮機(jī)的動(dòng)力性能2.2.2 飛輪矩的分析和計(jì)算飛輪矩的分析和計(jì)算1. 總切向力曲線2. 能量平衡曲線3. 旋轉(zhuǎn)不均勻度2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮機(jī)的動(dòng)力性能2.2.2 飛輪矩的分析和計(jì)算飛輪矩的分析和計(jì)算2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能壓縮機(jī)的動(dòng)力性能2.2.2 飛輪矩的分析和計(jì)算飛輪矩的分析和計(jì)算2.2 壓縮機(jī)的動(dòng)力性能

20、壓縮機(jī)的動(dòng)力性能2.2.3 慣性力和慣性力矩的平衡慣性力和慣性力矩的平衡回轉(zhuǎn)慣性力 平衡重平衡往復(fù)慣性力 單列:平衡很復(fù)雜 兩列或多列: 相互抵消 用平衡重 未平衡慣性力 基礎(chǔ)與隔震墊（無(wú)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)）旋轉(zhuǎn)慣性力的平衡o不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量所造成的離心力平衡比較方便,在曲柄的相反方向裝上一個(gè)適當(dāng)?shù)钠胶庵?如圖 所示,使兩者所造成的離心力相互抵消即可。幾種典型結(jié)構(gòu)往復(fù)慣性力的平衡幾種典型結(jié)構(gòu)往復(fù)慣性力的平衡:單列壓縮機(jī)往復(fù)質(zhì)量慣性力用平衡重不能平衡多列的對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī),還可以選用各對(duì)動(dòng)列間合適的曲柄錯(cuò)角,使得力矩也完全平衡,例如四列、六列、八列的對(duì)動(dòng)壓縮機(jī)都可做到這一點(diǎn)。V 型結(jié)構(gòu)左列的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和右列相

21、等。當(dāng)兩列夾角為90,兩級(jí)往復(fù)質(zhì)量相等,一階慣性力的合力I為定值,且始終處于曲柄方向,因此可以在曲柄相反方向用裝平衡重的方法予以平衡。對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)其特征是每一相對(duì)列的兩組運(yùn)動(dòng)件作對(duì)稱于主軸中心線相向?qū)?dòng)式壓縮機(jī)其特征是每一相對(duì)列的兩組運(yùn)動(dòng)件作對(duì)稱于主軸中心線相向運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),如圖如圖 所示。當(dāng)相對(duì)列的往復(fù)質(zhì)量相等所示。當(dāng)相對(duì)列的往復(fù)質(zhì)量相等,曲拐半徑相等時(shí)曲拐半徑相等時(shí),其相對(duì)列的加其相對(duì)列的加速度數(shù)值相等方向相反速度數(shù)值相等方向相反,故一階、二階往復(fù)慣性力和離心力都互相抵消故一階、二階往復(fù)慣性力和離心力都互相抵消,而僅而僅剩余未平衡的慣性力矩。由于對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)氣缸處于機(jī)身兩側(cè)剩余未平衡的慣性力矩

22、。由于對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)氣缸處于機(jī)身兩側(cè),列間矩列間矩a 可可以做得遠(yuǎn)比立式壓縮機(jī)小以做得遠(yuǎn)比立式壓縮機(jī)小,故此力矩的數(shù)值是不大的。故此力矩的數(shù)值是不大的。兩列立式壓縮機(jī)o兩列曲柄錯(cuò)角=180。將兩列的慣性力分別轉(zhuǎn)化到系統(tǒng)的質(zhì)心平面s-s 上,則得合力和合力矩如下:o若兩列的往復(fù)質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)不平衡質(zhì)量均相等,并且b=c=a/2,則得: I = 0 ;Ir=0;M=0。幾種典型結(jié)構(gòu)往復(fù)慣性力的平衡幾種典型結(jié)構(gòu)往復(fù)慣性力的平衡:o1.兩列立式壓縮機(jī) o2.對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī) o3.V型壓縮機(jī) 1 立式壓縮機(jī)特點(diǎn)o活塞工作表面不承受活塞重量,因而氣缸和活塞的磨損比臥式的小而且均勻,活塞環(huán)的工作條件有所改善,能延長(zhǎng)

23、機(jī)器的使用壽命。無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)多采用立式結(jié)構(gòu)。o占地面積小o因?yàn)椴煤墒箼C(jī)身主要產(chǎn)生拉伸和壓縮應(yīng)力,所以機(jī)身的形狀簡(jiǎn)單、重量輕。o往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的慣性力垂直作用在基礎(chǔ)上,而基礎(chǔ)抗垂直振動(dòng)的能力較強(qiáng),o它的尺寸較小方便。o氣閥和管道布置比較困難,較大的立式壓縮機(jī)操作,維修不便o立式壓縮機(jī)對(duì)中、小型空氣壓縮機(jī)均適用。臥式壓縮機(jī)o臥式壓縮機(jī)大都制成氣缸置于機(jī)身兩側(cè)的結(jié)構(gòu),其優(yōu)缺點(diǎn)恰好和立式壓縮機(jī)相反;臥式壓縮機(jī)的級(jí)間設(shè)備甚至可配置在壓縮機(jī)的上方或下方,中、大型壓縮機(jī)宜采用臥式結(jié)構(gòu)。o在臥式壓縮機(jī)中, 相對(duì)列活塞相向運(yùn)動(dòng)的對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī),其動(dòng)力平衡性能特別好,并因?yàn)橄鄬?duì)列的作用力能全部或部分地相互抵消,使主

24、軸承僅受相對(duì)列力矩轉(zhuǎn)化的力,故軸承受力情況改善,且不論奇數(shù)列還是偶數(shù)列都可做成對(duì)動(dòng)式結(jié)構(gòu),所以現(xiàn)在應(yīng)用最普遍。當(dāng)然對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī)也有缺點(diǎn):o首先,兩相對(duì)列中,總有一列十字頭上作用的側(cè)向力向上,而在兩止點(diǎn)位置側(cè)向力小時(shí),其重力又向下,因此造成十字頭在運(yùn)動(dòng)中有敲擊,并導(dǎo)致活塞桿隨之?dāng)[動(dòng),從而影響填料的密封性及耐久性;其次,僅兩列的對(duì)動(dòng)式壓縮機(jī),其總切向力曲線很不均勻,由此使飛輪矩要比角度式結(jié)構(gòu)大。V型壓縮機(jī)型壓縮機(jī)2.3壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)o活塞平均速度活塞平均速度o對(duì)壓縮機(jī)摩擦副耐久性的影響對(duì)壓縮機(jī)摩擦副耐久性的影響 當(dāng)作用的壓力一定時(shí)當(dāng)作用的壓力一定時(shí),一些零件取決于活塞平均速度一些

25、零件取決于活塞平均速度vm,它們有活塞、活塞它們有活塞、活塞環(huán)、填料、十字頭滑板環(huán)、填料、十字頭滑板,當(dāng)活塞平均速度高時(shí)當(dāng)活塞平均速度高時(shí),這些零件這些零件單位時(shí)間內(nèi)受摩擦的距離便長(zhǎng)單位時(shí)間內(nèi)受摩擦的距離便長(zhǎng),故磨損也大故磨損也大;另一些取決另一些取決于轉(zhuǎn)速于轉(zhuǎn)速n,它們是氣缸鏡面、活塞桿、十字頭導(dǎo)軌以及它們是氣缸鏡面、活塞桿、十字頭導(dǎo)軌以及各軸頸和軸承各軸頸和軸承,這些零件轉(zhuǎn)速高時(shí)單位時(shí)間內(nèi)摩擦的次這些零件轉(zhuǎn)速高時(shí)單位時(shí)間內(nèi)摩擦的次數(shù)增加數(shù)增加,故磨損增大。故磨損增大。 o 對(duì)氣閥的影響對(duì)氣閥的影響 活塞平均速度對(duì)氣閥的影響不是直接活塞平均速度對(duì)氣閥的影響不是直接的的,只是只是vm大時(shí)使低壓級(jí)氣閥布置較困難。大時(shí)使低壓級(jí)氣閥布置較困難。 o一般一般,采用環(huán)狀閥及網(wǎng)狀閥的中