初級往復(fù)式壓縮機(jī)

1、壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮機(jī)往復(fù)式壓縮機(jī) 按工作原理分類 壓縮機(jī)壓縮機(jī)容積式容積式流體動力式流體動力式往復(fù)式往復(fù)式自由活塞自由活塞透平式透平式噴射式噴射式回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式斜盤式斜盤式隔膜式隔膜式活塞式活塞式滑片式滑片式液環(huán)式液環(huán)式羅茨式羅茨式螺桿式螺桿式回轉(zhuǎn)活塞回轉(zhuǎn)活塞混流式混流式軸流式軸流式離心式離心式 按活塞的壓縮動作可分為 1）單作用壓縮機(jī)：氣體只在活塞的一側(cè)進(jìn)行壓縮又稱單動壓縮機(jī)。 2）雙作用壓縮機(jī)：氣體在活塞的兩側(cè)均能進(jìn)行壓縮又稱復(fù)動或多動壓縮機(jī)。 3）多缸單作用壓縮機(jī)：利用活塞的一面進(jìn)行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機(jī)。 4）多缸雙作用壓縮機(jī)：利用活塞的兩面進(jìn)行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機(jī)。 按壓

2、縮機(jī)的排氣終壓力可分為 1）低壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在310表壓。 2）中壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在10100表壓。 3）高壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在1001000表壓。 4）超高壓壓縮機(jī)：排氣終了壓力在1000表壓以上。 按排氣量（進(jìn)口狀態(tài)）分類 類型 排氣量m/min 微型壓縮機(jī) 1 小型壓縮機(jī) 110 中型壓縮機(jī) 1060 大型壓縮機(jī) 60 按結(jié)構(gòu)形式分類 可分為立式、臥式、角度式、對稱平衡型和對制式等。一般立式用于中小型；臥式用于小型高壓；角度式用于中小型；對稱平衡型使用普遍，特別使用于大中型往復(fù)式壓縮機(jī)；對制式主要用于超高壓壓縮機(jī)。 國內(nèi)往復(fù)式壓縮機(jī)通用結(jié)構(gòu)代號的含義如下：立式Z。臥式P

3、，角度式L、S，星型T、V、W、X，對稱平衡型H、M、D，對制式DZ。 動畫往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理：當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿的傳動，活塞便做往復(fù)運(yùn)動，由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會發(fā)生周期性變化。活塞從氣缸蓋處開始運(yùn)動時，氣缸內(nèi)的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進(jìn)氣管，推開進(jìn)氣閥而進(jìn)入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進(jìn)氣閥關(guān)閉；活塞反向運(yùn)動時，氣缸內(nèi)工作容積縮小，氣體壓力升高，當(dāng)氣缸內(nèi)壓力達(dá)到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運(yùn)動到極限位置為止，排氣閥關(guān)閉。當(dāng)活塞再次反向運(yùn)動時，上述過程重復(fù)出現(xiàn)?？傊S旋轉(zhuǎn)一周，活塞往復(fù)一次，氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮

4、、排氣的過程，即完成一個工作循環(huán)。壓縮機(jī)的理想工作過程是：壓縮機(jī)沒有余隙容積，吸、排氣過程沒有阻力損失，吸、排氣過程中與外界沒有熱量交換；沒有泄漏。其過程如圖所示。圖23為活塞運(yùn)動時氣缸內(nèi)氣體壓力與容積的變化，活塞式壓縮機(jī)對氣體的壓縮，是由活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動來完成的。整個工作過程分吸氣、壓縮和排氣三個過程。動畫一 動畫二 往復(fù)式壓縮機(jī)的主要特點(diǎn)： 1）適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達(dá)到所需壓力； 2）熱效率高，單位耗電量少； 3）適應(yīng)性強(qiáng)，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應(yīng)較廣闊的壓力范圍和制冷量要求； 4）可維修性強(qiáng)； 5）對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價(jià)也較

5、低廉； 6）技術(shù)上較為成熟，生產(chǎn)使用上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)； 7）裝置系統(tǒng)比較簡單； 缺點(diǎn)： 1）轉(zhuǎn)速不高，機(jī)器大而重； 2）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，維修量大； 3）排氣不連續(xù)，造成氣流脈動； 4）運(yùn)轉(zhuǎn)時有較大的震動。 活塞式壓縮機(jī)在各種用途，特別是在中小制冷范圍內(nèi)，成為制冷機(jī)中應(yīng)用最廣、生產(chǎn)批量最大的一種機(jī)型。 往復(fù)式壓縮機(jī)的主要性能指標(biāo) 1）額定排氣量：即為壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣量，指壓縮機(jī)在特定進(jìn)口狀態(tài)下的排氣量。常用單位m/min，m/h。 額定排氣壓力：即為壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣壓力，常用單位MPa，bar。 2）排氣溫度：考慮到積炭和安全運(yùn)行，對于相對分子量小于或等于12的介質(zhì)，排氣溫度不

6、超過135；對乙炔、石油氣、濕氯氣排氣溫度不超過100；其他氣體建議不超過150。 3）活塞力：活塞在止點(diǎn)處所受到的氣體力最大，因此將這時的氣體力稱為活塞力。 4） 級數(shù)：大中型往復(fù)壓縮機(jī)以省功原則選擇級數(shù)，通常情況下其各級壓力比4。往復(fù)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)：壓縮機(jī)主要由機(jī)體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、油循環(huán)系統(tǒng)等部件組成。往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 機(jī)體： 包括氣缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個整體。它是支承氣缸套、曲軸連桿機(jī)構(gòu)及其它所有零部件重量并保證各零部件之間具有正確的相對位置的本體。氣缸采用氣缸套結(jié)構(gòu)，安裝在氣缸體上的缸套座孔中，便于

7、當(dāng)氣缸套磨損時維修或更換。 圖 2-30 立式兩缸壓縮機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu) 曲軸： 曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要部件之一，傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動。曲軸在運(yùn)動時，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度以及主軸頸與曲軸銷的耐磨性。故曲軸一般采用40、45或50號優(yōu)質(zhì)碳素鋼鍛造。動畫 圖 2-22 曲拐軸 1、 主軸頸（連接油泵端） ；2、平衡塊 3、曲柄 4、曲柄銷；5、油孔 6、軸頸（連接軸封處） 連桿： 連桿是曲軸與活塞間的連接件，它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動，并把動力傳遞給活塞對氣體做功。

8、連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。 連桿體在工作時承受拉、壓交變載荷，故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵（如QT4010）鑄造，桿身多采用工字形截面且中間鉆一長孔作為油道。動畫動畫 活塞組： 活塞組是活塞、活塞銷及活塞環(huán)的總稱?；钊M在連桿帶動下，在汽缸內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動，從而與汽缸等共同組成一個可變的工作容積，以實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮、排氣等過程。 活塞-活塞可分為筒形和盤形兩大類?；钊牟牧弦话銥殇X合金或鑄鐵 活塞銷-活塞銷是用來連接活塞和連桿小頭的零件，在工作時承受復(fù)雜的交變載荷。 活塞環(huán)-活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)。汽環(huán)的主要作用是使活塞和氣缸壁之間形成密封，防止被壓縮氣從活塞和氣

9、缸壁之間的間隙中泄漏；油環(huán)的作用是布油和刮去氣缸壁上多余的潤滑油。動畫 圖 2-13 筒形活塞組部件圖 1、活塞；2、氣環(huán)；3、油環(huán)；4、活塞銷；5、彈簧擋圈 圖2-14 筒形活塞結(jié)構(gòu)圖 （a）頂部雛形； （b）頂部平頂； （c）頂部局部下凹 圖2-15 活 塞 環(huán) 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 (a) 氣 環(huán) ； (b)(c) 刮 油 環(huán) 動畫 十字頭動畫 氣閥與軸封： 氣閥是壓縮機(jī)的一個重要部件，屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復(fù)運(yùn)動一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。

10、 圖 2-27 汽 缸 套 和 吸 排 氣 閥 組 合 件 1、 調(diào) 整 墊 片 2、 螺 栓 3、 排 氣 閥 片 4、 閥 蓋 5、 假 蓋 彈 簧 6、 17開 口 銷 7、螺 母 8、鋼 碗 9、氣 閥 螺 栓 10、外 閥 座 11、內(nèi) 閥 座 12、墊 片 13、氣 閥 彈 簧 14、吸 氣 閥 片 15、圓 柱 銷 16、頂 柱 彈 簧 18、頂 桿 19、 轉(zhuǎn) 動 環(huán) 20、 墊 圈 21、 彈 性 圈 22、 汽 缸 套 軸封-軸封的作用在于防止壓縮氣體沿曲軸伸出端向外泄漏，或者是當(dāng)曲軸箱內(nèi)壓力低于大氣壓時，防止外界空氣漏入。 圖2-24 波紋管式軸封裝置 1、 軸承蓋 2、

11、動摩擦環(huán)；3、波紋管；4、彈簧；5、壓緊彈簧；6、壓板 圖 2-25 摩擦環(huán)式軸封裝置 1、 托板；2、彈簧；3、鋼圈；4、動摩擦環(huán)；5、橡皮圈；6、鋼殼；7、壓板；8、軸承座 動畫 動畫 動畫動畫動畫二 潤滑的作用 潤滑是壓縮機(jī)中的重要問題之一，它不僅影響到壓縮機(jī)的性能指標(biāo)，而且對壓縮機(jī)的壽命、可靠性、安全性也直接相關(guān)。 潤滑的作用如下： 1)使摩擦表面(即軸與軸承、活塞環(huán)與氣缸壁等運(yùn)動部件接觸面)被油膜分隔，形成液體摩擦或半干摩擦，從而降低壓縮機(jī)的摩擦功、摩擦熱和零件的磨損，提高壓縮機(jī)的機(jī)械效率，增加壓縮機(jī)的可靠性和耐久性。 2)帶走摩擦熱，使摩擦表面溫度不致過高。 3)潤滑油充滿活塞與氣

12、缸的間隙和軸封的摩擦表面之間，增強(qiáng)了密封作用。 4)帶走磨屑，改善摩擦表面的工作情況。 5)壓縮機(jī)的潤滑系統(tǒng)還向能量調(diào)節(jié)裝置供油。 潤滑方式及潤滑系統(tǒng) 壓縮機(jī)的潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑兩種類型。飛濺潤滑是利用運(yùn)動零件的機(jī)械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機(jī)就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設(shè)甩油勺，將曲軸箱中的油甩向氣缸鏡面，潤滑活塞與氣缸壁之間的摩擦表面；另一方面，在電動機(jī)一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動機(jī)側(cè)端蓋的集油小室上，通過曲軸中的油道，潤滑主軸承和連桿軸承。在某些小型立式開啟式壓縮機(jī)中，飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)。 圖 2-43

13、齒輪油泵壓力潤滑系統(tǒng) 1、粗濾油器 2、油泵 3、精過濾器 4、曲軸 5、連桿活塞組件 6、輸氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 7、油壓分配器 排氣溫度不正常排氣溫度不正常 排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計(jì)值。影響排氣溫度增高的因素有：進(jìn)氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(shù)（對于空氣壓縮指數(shù)K1.4）。影響到吸氣溫度高的因素如：中間冷卻效率低，或者中冷器內(nèi)水垢結(jié)多影響到換熱，則后面級的吸氣溫度必然要高，排氣溫度也會高。氣閥漏氣，活塞環(huán)漏氣，不僅影響到排氣溫度升高，而且也會使級間壓力變化，只要壓力比高于正常值就會使排氣溫度升高。此外，水冷式機(jī)器，缺水或水量不足均會使排氣溫度升高。 過熱故障 在曲軸和軸承、十字頭與滑板、填料與活

14、塞桿等摩擦處，溫度超過規(guī)定的數(shù)值稱之為過熱。過熱所帶來的后果：一個是加快磨擦副間的磨損，二是過熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機(jī)器重大的事故。造成軸承過熱的原因主要有：軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過?。惠S承偏斜曲軸彎曲、扭；潤滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成斷油等；安裝時沒有找平，沒有找好間隙，主軸與電機(jī)軸沒有找正，兩軸有傾斜等。 斷裂事故 斷裂事故發(fā)生的部位主要有：曲軸斷裂：其斷裂大多在軸頸與曲臂的圓角過渡處；連桿的斷裂：連桿螺釘斷裂；氣缸、缸蓋破裂：主要原因：對于水冷式機(jī)器，在冬天運(yùn)轉(zhuǎn)停車后，若忘掉將氣缸、缸蓋內(nèi)的冷卻水放盡，冷卻水會結(jié)冰而撐破氣缸以及缸蓋； 活塞桿斷裂。 活塞桿斷裂： 主要斷裂的部位是與十字頭連接的螺紋處以及緊固活塞的螺紋處，此兩處是活塞桿的薄弱環(huán)節(jié)，如果由于設(shè)計(jì)上的疏忽，制造上的馬虎以及運(yùn)轉(zhuǎn)上的原因，斷裂較常發(fā)生。若在保證設(shè)計(jì)、加工、材質(zhì)上都沒有問題，則在安裝時其預(yù)緊力不得過大，否則使最大作用力達(dá)到屈服極限時活塞桿會斷裂。在長期運(yùn)轉(zhuǎn)后，由于氣缸過渡磨損，對于臥式列中的活塞會下沉，從而使連接螺紋處產(chǎn)生附加載荷，再運(yùn)轉(zhuǎn)下去，有可能使活塞桿斷裂，這一點(diǎn)在檢修時應(yīng)特別注意