活塞式空氣壓縮機(jī)

1、 第七章 活塞式空氣壓縮機(jī)(Air Compression)n一、壓縮空氣的作用一、壓縮空氣的作用1、主柴油機(jī)的啟動(dòng)、換向和發(fā)電柴油機(jī)的啟動(dòng)；主柴油機(jī)的啟動(dòng)、換向和發(fā)電柴油機(jī)的啟動(dòng)；2、需要壓縮空氣的輔助機(jī)械設(shè)備（壓力水柜、汽需要壓縮空氣的輔助機(jī)械設(shè)備（壓力水柜、汽笛、離心泵自吸裝置等）和氣動(dòng)工具笛、離心泵自吸裝置等）和氣動(dòng)工具3、吹洗零部件、濾器等吹洗零部件、濾器等n二、空氣瓶數(shù)目二、空氣瓶數(shù)目：兩個(gè)以上：兩個(gè)以上n三、主空氣瓶最大工作壓力三、主空氣瓶最大工作壓力：3MP左右左右n四、空壓機(jī)數(shù)目四、空壓機(jī)數(shù)目：23臺(tái)微型、中壓、水冷雙級(jí)活臺(tái)微型、中壓、水冷雙級(jí)活塞式空壓機(jī)；一臺(tái)塞式空壓機(jī)；一

2、臺(tái)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的微型空壓機(jī)的微型空壓機(jī)五、空壓機(jī)的分類五、空壓機(jī)的分類n1、按額定排氣壓力按額定排氣壓力低壓（低壓（0.21.0Mpa）中壓（中壓（110MPa）高壓（高壓（10100Mpa）n2、按排氣量按排氣量微型（小于微型（小于1m3/min）小型（小型（110 m3/min）中型（中型（10100 m3/min）大型（大于大型（大于100 m3/min）n六、空壓機(jī)的排氣量六、空壓機(jī)的排氣量一般指其在單位時(shí)間內(nèi)所排送的一般指其在單位時(shí)間內(nèi)所排送的相當(dāng)于第一相當(dāng)于第一級(jí)吸氣口前吸氣狀態(tài)級(jí)吸氣口前吸氣狀態(tài)的空氣體積。單位：的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h。有時(shí)換算

3、成標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)（溫有時(shí)換算成標(biāo)準(zhǔn)吸氣狀態(tài)（溫度度20、壓力、壓力1.013105Pa、相對(duì)濕度相對(duì)濕度0,冷卻冷卻水進(jìn)口溫度為水進(jìn)口溫度為15 ）計(jì)算）計(jì)算.公稱排氣量：在公稱排氣量：在額定排氣壓力額定排氣壓力時(shí)的排氣量時(shí)的排氣量7-1活塞式空壓機(jī)的工作原理活塞式空壓機(jī)的工作原理n一、理論工作循環(huán)一、理論工作循環(huán)(假設(shè)無(wú)能量損失和容積損失假設(shè)無(wú)能量損失和容積損失)假定：假定：1、氣缸無(wú)余隙容積、氣缸無(wú)余隙容積(氣體全部排出氣體全部排出)2、吸、排氣過(guò)程無(wú)壓力損失和壓力脈動(dòng)、吸、排氣過(guò)程無(wú)壓力損失和壓力脈動(dòng)3、吸氣過(guò)程氣體與缸壁無(wú)熱交換、吸氣過(guò)程氣體與缸壁無(wú)熱交換4、工作過(guò)程無(wú)氣體漏泄、工作過(guò)程

4、無(wú)氣體漏泄5、被壓縮氣體是理想氣、被壓縮氣體是理想氣,壓縮過(guò)程狀態(tài)方程指數(shù)不變壓縮過(guò)程狀態(tài)方程指數(shù)不變可以得到理論循環(huán)在可以得到理論循環(huán)在P-V圖上的表示曲線圖上的表示曲線. 圖中，圖中，41 等壓等壓吸氣過(guò)程吸氣過(guò)程12是是絕熱絕熱壓縮。壓縮。耗功最大耗功最大1 2”是是等溫等溫壓壓縮。耗功最小?？s。耗功最小。1 2是是多變多變壓縮壓縮氣缸冷卻越好，氣缸冷卻越好，壓壓縮過(guò)程越接近等溫縮過(guò)程越接近等溫過(guò)程，壓縮機(jī)耗功過(guò)程，壓縮機(jī)耗功越省越省。23等壓等壓排氣過(guò)程排氣過(guò)程空壓機(jī)的實(shí)際壓縮空壓機(jī)的實(shí)際壓縮過(guò)程為多變壓縮過(guò)過(guò)程為多變壓縮過(guò)程。程。二二、實(shí)際工作循環(huán)實(shí)際工作循環(huán)n1、影響實(shí)際循環(huán)的因素

5、：影響實(shí)際循環(huán)的因素：（1）余隙容積余隙容積的影響的影響（2）進(jìn)排氣阻力進(jìn)排氣阻力的影響的影響（3）吸氣預(yù)熱吸氣預(yù)熱的影響的影響（4）漏泄漏泄的影響的影響由于以上損失的存在，使空壓機(jī)排氣量減小，由于以上損失的存在，使空壓機(jī)排氣量減小，耗功增加，效率下降耗功增加，效率下降 1 余隙容積的影響余隙容積的影響用用容積系數(shù)容積系數(shù)來(lái)衡量來(lái)衡量: 余隙容積越大容積系數(shù)越小余隙容積越大容積系數(shù)越小. .2 2 吸吸, ,排氣阻力的影響排氣阻力的影響用用壓力系數(shù)壓力系數(shù)來(lái)衡量來(lái)衡量: :一般后級(jí)比前級(jí)大一般后級(jí)比前級(jí)大. .3 3 吸氣預(yù)熱的影響吸氣預(yù)熱的影響用用溫度系數(shù)溫度系數(shù)來(lái)衡量來(lái)衡量, ,壓力比增高

6、溫度系數(shù)減小壓力比增高溫度系數(shù)減小. .4 4 漏泄的影響漏泄的影響用用氣密系數(shù)氣密系數(shù)來(lái)衡量來(lái)衡量, ,漏泄越大漏泄越大, ,系數(shù)越小系數(shù)越小. .三三 容積流量和輸氣系數(shù)容積流量和輸氣系數(shù)理論容積流量理論容積流量Vt與第一級(jí)的氣缸工作容積與第一級(jí)的氣缸工作容積,缸數(shù)缸數(shù),和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速有關(guān)有關(guān).實(shí)際容積流量實(shí)際容積流量Vs要比理論容積流量小要比理論容積流量小.兩者的比值兩者的比值用用輸氣系數(shù)輸氣系數(shù)= Vs /Vt輸氣系數(shù)輸氣系數(shù)一般在一般在0.65-0.80范圍內(nèi)范圍內(nèi).壓力比增加壓力比增加減小減小四四 功率和效率功率和效率指示功率指示功率: 實(shí)際消耗的功率實(shí)際消耗的功率.功功(實(shí)際循環(huán)包

7、圍的面積實(shí)際循環(huán)包圍的面積)乘以轉(zhuǎn)速乘以轉(zhuǎn)速.理論功率理論功率:按照理論循環(huán)計(jì)算出的功率按照理論循環(huán)計(jì)算出的功率.包括包括等溫理論功率等溫理論功率和和絕熱理論功率絕熱理論功率理論功率與指示功率的比稱為理論功率與指示功率的比稱為指示效率指示效率.等溫指示效率等溫指示效率=等溫理論功率與指示功率的比等溫理論功率與指示功率的比.絕熱指示效率絕熱指示效率= 絕熱理論功率與指示功率的比絕熱理論功率與指示功率的比.等溫指示效率等溫指示效率絕熱指示效率絕熱指示效率軸功率軸功率P:壓縮機(jī)曲軸所得到的輸入功率壓縮機(jī)曲軸所得到的輸入功率.說(shuō)明書(shū)上或說(shuō)明書(shū)上或名牌上標(biāo)注的是軸功率名牌上標(biāo)注的是軸功率.軸功率大于指示

8、功率軸功率大于指示功率,兩者的比叫兩者的比叫機(jī)械效率機(jī)械效率mm= Pi/P等溫效率等溫效率T=PT/P絕熱效率絕熱效率s=PT/P五、多級(jí)壓縮五、多級(jí)壓縮 并列氣缸式并列氣缸式級(jí)差活塞式單級(jí)與二級(jí)空壓機(jī)理論工作循環(huán) 111122222222n當(dāng)壓力比較大時(shí)采用多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻的原當(dāng)壓力比較大時(shí)采用多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻的原因：因：n（1）降低排氣溫度，改善潤(rùn)滑條件降低排氣溫度，改善潤(rùn)滑條件一般固定式空壓機(jī)排氣溫度不超過(guò)一般固定式空壓機(jī)排氣溫度不超過(guò)160，移，移動(dòng)式不超過(guò)動(dòng)式不超過(guò)180n（2）提高輸氣系數(shù)提高輸氣系數(shù)二級(jí)壓縮時(shí)吸氣容積由二級(jí)壓縮時(shí)吸氣容積由pa增長(zhǎng)至增長(zhǎng)至oan（3）節(jié)省壓縮

9、功節(jié)省壓縮功所節(jié)省壓縮功為所節(jié)省壓縮功為cbdec與與opmno之差之差n（4）減輕活塞上的作用力減輕活塞上的作用力只有尺寸較小的高壓級(jí)承受高壓只有尺寸較小的高壓級(jí)承受高壓n船用空壓機(jī)額定排出壓力多在船用空壓機(jī)額定排出壓力多在3MPa左右，一左右，一般采用兩級(jí)。般采用兩級(jí)。n各級(jí)壓力比的分配主要依據(jù)省功原則。因后級(jí)各級(jí)壓力比的分配主要依據(jù)省功原則。因后級(jí)冷卻效果差，吸氣溫度高，相對(duì)余隙容積大，冷卻效果差，吸氣溫度高，相對(duì)余隙容積大，所以后級(jí)壓力比比前級(jí)小。所以后級(jí)壓力比比前級(jí)小。7-2 活塞式空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和自動(dòng)控制nCZ60/30型空壓機(jī)是一種船用二級(jí)空壓機(jī)，其排型空壓機(jī)是一種船用二級(jí)空壓機(jī)，

10、其排量為量為60m3/h，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速750rpm，一級(jí)額定排氣壓力一級(jí)額定排氣壓力0.64MPa，二級(jí)為二級(jí)為3 Mpa。n活塞采用活塞采用級(jí)差式級(jí)差式，低壓級(jí)安全閥開(kāi)啟壓力，低壓級(jí)安全閥開(kāi)啟壓力0.7 Mpa（比額定排出壓力高比額定排出壓力高15%15%），高壓級(jí)安全閥開(kāi)啟壓），高壓級(jí)安全閥開(kāi)啟壓力力3.3 Mpa（比額定排出壓力高比額定排出壓力高10%10%）1、 氣閥n空壓機(jī)使用最普遍的是空壓機(jī)使用最普遍的是環(huán)狀閥環(huán)狀閥，本例低壓級(jí)采，本例低壓級(jí)采用雙環(huán)閥，高壓級(jí)采用單環(huán)閥用雙環(huán)閥，高壓級(jí)采用單環(huán)閥n氣閥的工作壽命是決定空壓機(jī)檢修周期的主要?dú)忾y的工作壽命是決定空壓機(jī)檢修周期的主要因素，而氣

11、閥閥片的升程對(duì)空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和因素，而氣閥閥片的升程對(duì)空壓機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和壽命有重要影響。氣閥升程多在壽命有重要影響。氣閥升程多在24mm之間，之間，轉(zhuǎn)速高及工作壓力大則升程較小。本例低壓級(jí)轉(zhuǎn)速高及工作壓力大則升程較小。本例低壓級(jí)吸排氣閥片升程為吸排氣閥片升程為3mm，高壓級(jí)為高壓級(jí)為2.1mm環(huán)閥環(huán)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易制造容易,通流面積大通流面積大,便于頂開(kāi)吸氣閥便于頂開(kāi)吸氣閥卸載卸載;運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向摩擦力大運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向摩擦力大,且閥片為了保證足夠的剛性且閥片為了保證足夠的剛性而較厚而較厚,質(zhì)量較大質(zhì)量較大,故轉(zhuǎn)速不宜太高故轉(zhuǎn)速不宜太高.多環(huán)閥片可以加大多環(huán)閥片可以加大流通面積流通面積,適用大流量

12、適用大流量,但會(huì)出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象但會(huì)出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象,影響工影響工作作.網(wǎng)狀閥片網(wǎng)狀閥片是將幾圈環(huán)狀閥片以若干徑向條連成一體是將幾圈環(huán)狀閥片以若干徑向條連成一體這樣各環(huán)運(yùn)動(dòng)一致這樣各環(huán)運(yùn)動(dòng)一致,導(dǎo)向摩擦力小導(dǎo)向摩擦力小,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜但結(jié)構(gòu)復(fù)雜.蝶狀閥蝶狀閥強(qiáng)度高強(qiáng)度高,阻力小阻力小,流通面積小流通面積小,質(zhì)量較大質(zhì)量較大.用于低用于低速小型空壓機(jī)速小型空壓機(jī).對(duì)氣閥的要求對(duì)氣閥的要求: :關(guān)閉嚴(yán)密關(guān)閉嚴(yán)密,啟閉及時(shí)啟閉及時(shí),阻力小阻力小,易加工易加工,安裝維修方便安裝維修方便.撞擊不要太大撞擊不要太大.2、 潤(rùn)滑n有有飛濺潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑和和壓力潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑兩種，本例采用飛濺潤(rùn)兩種，本例采用飛濺潤(rùn)滑

13、。氣缸上部缸壁靠一級(jí)吸入管上的油杯每分滑。氣缸上部缸壁靠一級(jí)吸入管上的油杯每分鐘滴入鐘滴入46滴油或通過(guò)連接管從曲軸箱中吸入滴油或通過(guò)連接管從曲軸箱中吸入部分油霧來(lái)潤(rùn)滑部分油霧來(lái)潤(rùn)滑3、冷卻冷卻n有水冷和風(fēng)冷兩種，船用空壓機(jī)多采用水冷。包有水冷和風(fēng)冷兩種，船用空壓機(jī)多采用水冷。包括以下幾方面：括以下幾方面：n（1）級(jí)間冷卻級(jí)間冷卻n（2）氣缸冷卻氣缸冷卻缸壁溫度一般比冷卻水溫度高缸壁溫度一般比冷卻水溫度高1520，冷卻水，冷卻水溫一般為溫一般為30左右，以免濕空氣在壁面結(jié)露而造左右，以免濕空氣在壁面結(jié)露而造成水擊成水擊n（3）后冷卻后冷卻冷卻至冷卻至60左右即可，以減小排氣比容，提高氣左右即可

14、，以減小排氣比容，提高氣瓶?jī)?chǔ)量，減輕氣壓降低程度，并使排氣中的油和瓶?jī)?chǔ)量，減輕氣壓降低程度，并使排氣中的油和水蒸汽冷凝而便于分離水蒸汽冷凝而便于分離n（4）滑油冷卻）滑油冷卻油溫保持在油溫保持在50左右，以保持滑油良好的潤(rùn)滑左右，以保持滑油良好的潤(rùn)滑性能，減輕油變質(zhì)的速度性能，減輕油變質(zhì)的速度n安全膜的作用：管束漏氣引起水腔壓力過(guò)高安全膜的作用：管束漏氣引起水腔壓力過(guò)高時(shí)破裂時(shí)破裂水路堵塞時(shí)也可能破裂水路堵塞時(shí)也可能破裂n4、氣液分離氣液分離氣液分離器按工作原理分類：氣液分離器按工作原理分類：n慣性式：慣性式：利用液滴隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性較大利用液滴隨氣流運(yùn)動(dòng)時(shí)慣性較大n過(guò)濾式過(guò)濾式：利用液滴直徑

15、較大：利用液滴直徑較大n吸附式吸附式：利用液體的粘性：利用液體的粘性本例采用慣性式本例采用慣性式n5、卸載機(jī)構(gòu)卸載機(jī)構(gòu)啟動(dòng)期間必須卸載，以減小啟動(dòng)電流。常用卸啟動(dòng)期間必須卸載，以減小啟動(dòng)電流。常用卸載方法：載方法：n頂開(kāi)吸氣閥：使第一級(jí)吸氣閥常開(kāi)頂開(kāi)吸氣閥：使第一級(jí)吸氣閥常開(kāi)n排氣泄放：開(kāi)啟中間冷卻器和氣液分離器后排氣泄放：開(kāi)啟中間冷卻器和氣液分離器后泄放閥泄放閥二、活塞式空壓機(jī)的自動(dòng)控制二、活塞式空壓機(jī)的自動(dòng)控制n空壓機(jī)的自動(dòng)控制，主要包括：n1.自動(dòng)起、停自動(dòng)起、停n（一臺(tái)（一臺(tái)2.5MPa起動(dòng)，起動(dòng)， 3.0MPa停車；另一臺(tái)停車；另一臺(tái)2.4MPa起動(dòng)，起動(dòng)，2.9MPa停車。）停車。

16、）n2.自動(dòng)卸載和泄放自動(dòng)卸載和泄放n3.冷卻水自動(dòng)控制冷卻水自動(dòng)控制n4.自動(dòng)保護(hù)自動(dòng)保護(hù)(電機(jī)過(guò)載保護(hù)電機(jī)過(guò)載保護(hù),過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù),滑油低滑油低壓保護(hù)壓保護(hù),排氣高溫保護(hù)排氣高溫保護(hù))n5.自動(dòng)供油自動(dòng)供油6-3 活塞式空壓機(jī)的管理n一、活塞式空壓機(jī)的管理要點(diǎn)一、活塞式空壓機(jī)的管理要點(diǎn)n1、啟動(dòng)和停車啟動(dòng)和停車啟動(dòng)：（啟動(dòng)：（1）一般性檢查）一般性檢查（2）檢查曲軸箱油位）檢查曲軸箱油位（3）供給冷卻水）供給冷卻水（4）全開(kāi)通往儲(chǔ)氣瓶管路上的截止閥）全開(kāi)通往儲(chǔ)氣瓶管路上的截止閥（1）非自動(dòng)控制的壓縮機(jī)，低壓級(jí)設(shè)有卸載機(jī)構(gòu)非自動(dòng)控制的壓縮機(jī)，低壓級(jí)設(shè)有卸載機(jī)構(gòu)的應(yīng)手動(dòng)卸載，并開(kāi)啟各級(jí)排

17、氣端泄放閥的應(yīng)手動(dòng)卸載，并開(kāi)啟各級(jí)排氣端泄放閥（2）啟動(dòng)壓縮機(jī)，觀察啟動(dòng)電流和聽(tīng)聲音啟動(dòng)壓縮機(jī)，觀察啟動(dòng)電流和聽(tīng)聲音（3）一切正常后，非自動(dòng)控制壓縮機(jī)手動(dòng)停止卸一切正常后，非自動(dòng)控制壓縮機(jī)手動(dòng)停止卸載機(jī)構(gòu)并由低至高關(guān)閉各級(jí)泄放閥載機(jī)構(gòu)并由低至高關(guān)閉各級(jí)泄放閥n停車：非自動(dòng)控制壓縮機(jī)先手動(dòng)卸載，同時(shí)由高至停車：非自動(dòng)控制壓縮機(jī)先手動(dòng)卸載，同時(shí)由高至低開(kāi)啟各級(jí)泄放閥，然后停車。低開(kāi)啟各級(jí)泄放閥，然后停車。2、運(yùn)行中運(yùn)行中管理要點(diǎn)管理要點(diǎn)n（1）潤(rùn)滑情況潤(rùn)滑情況（2）冷卻情況冷卻情況（3）定時(shí)泄水定時(shí)泄水（4）排氣壓力和溫度排氣壓力和溫度此外，應(yīng)定時(shí)巡查是否有水、氣、油的漏泄；各此外，應(yīng)定時(shí)巡查是否

18、有水、氣、油的漏泄；各氣閥蓋處溫度是否正常；是否有異常噪音等。氣閥蓋處溫度是否正常；是否有異常噪音等。n3、檢修保養(yǎng)注意事項(xiàng)、檢修保養(yǎng)注意事項(xiàng)（1）氣閥的維護(hù)氣閥的維護(hù)是否漏泄，升程和彈簧的強(qiáng)弱、彈性是否合適是否漏泄，升程和彈簧的強(qiáng)弱、彈性是否合適（2）潤(rùn)滑油的選擇和更換潤(rùn)滑油的選擇和更換（3）冷卻系統(tǒng)的清洗冷卻系統(tǒng)的清洗（4）運(yùn)動(dòng)部件間隙維護(hù)運(yùn)動(dòng)部件間隙維護(hù)（5）防止著火與爆炸防止著火與爆炸三、故障分析三、故障分析n1、排氣量降低排氣量降低n使理論排氣量降低：（使理論排氣量降低：（1）轉(zhuǎn)速不夠；如皮帶）轉(zhuǎn)速不夠；如皮帶打滑打滑n漏泄：（漏泄：（2）閥片變形，磨損不均，或接觸面）閥片變形，磨損不均，或接觸面有污物；有污物；（3）閥座與閥孔結(jié)合面不嚴(yán)或忘記加墊圈；）閥座與閥孔結(jié)合面不嚴(yán)或忘記加墊圈；（4）閥彈簧未裝或斷裂，彈簧過(guò)弱以至關(guān)閉）閥彈簧未裝或斷裂，彈簧過(guò)弱以至關(guān)閉過(guò)遲