第七章礦山空氣壓縮設(shè)備

第七章

礦山空氣壓縮設(shè)備第一節(jié)

概述現(xiàn)代企業(yè)中，使用壓縮氣體的機(jī)器愈來愈多，例如：化工、石油、冶金、輕工、紡織及采礦等，許多工業(yè)中無不廣泛使用各種各類的氣體壓縮機(jī)。因此，氣體壓縮機(jī)是近代工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的通用機(jī)械。

第七章空氣壓縮設(shè)備第一節(jié)概述一、空氣壓縮設(shè)備的構(gòu)成、用途壓縮空氣一直是礦山所采用的原動(dòng)力之一，用以帶動(dòng)鑿巖機(jī)、風(fēng)鎬及其它風(fēng)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行。由于像鑿巖機(jī)這類風(fēng)動(dòng)工具的沖擊力強(qiáng)，適用于鉆削堅(jiān)硬的巖石，而且風(fēng)動(dòng)工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、操作方便，尤其在有瓦斯和煤層爆炸危險(xiǎn)的礦井里，使用這種動(dòng)力比電力安全。雖然整個(gè)氣力系統(tǒng)（包括壓縮空氣的生產(chǎn)和輸送，以及在風(fēng)動(dòng)機(jī)具中的使用）的效率很低，成本較高，但目前礦山采掘工作，仍然普遍采用風(fēng)動(dòng)工具來鑿巖和落煤。空氣壓縮設(shè)備是指壓縮和輸送氣體的整套設(shè)備。包括空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）、輸氣管路和附屬設(shè)備。1.礦山空壓機(jī)站的組成礦山空壓機(jī)站主要包括：空壓機(jī)、電動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備、冷卻泵站、附屬設(shè)備、管路等。2.空壓機(jī)的分類現(xiàn)代工業(yè)中使用的壓縮機(jī)種類很多，按其結(jié)構(gòu)型式不同，分類如下：

速度型壓力的提高是由于氣體的速度轉(zhuǎn)化而形成的。分：軸流式、離心式、混流式。容積型壓力的提高是由于氣缸中容積的變化使氣體體積被壓縮而密度增大的結(jié)果。分：回轉(zhuǎn)式（滑片式、螺桿式、轉(zhuǎn)子式）往復(fù)式（活塞式、膜式）目前礦山最廣泛使用的是低壓（p≤106Pa）活塞式壓縮機(jī)，近年來螺桿式和滑片式壓縮機(jī)的使用也逐漸增多。二、活塞式壓縮機(jī)有以下幾種：1、按氣缸中心線的相對(duì)位置分

可分為立式、臥式、角式（可分為V型、L型、W型）三種。立式：氣缸垂直放置臥式：氣缸水平放置角式：氣缸中心線之間成一定角度。2、按壓縮級(jí)數(shù)分

可分為單級(jí)、雙級(jí)、多級(jí)三種。3、按活塞往復(fù)一次作用次數(shù)分

可分為單作用、雙作用。單作用：活塞往復(fù)一次，工作一次。雙作用；活塞往復(fù)一次，工作兩次4、按冷卻方式分

可分為水冷式、風(fēng)冷式。5、按氣缸數(shù)分可分為單缸、多缸2.活塞式空氣壓縮機(jī)的類型按氣缸相對(duì)位置分臥式：氣缸水平放置。單缸雙缸對(duì)稱平衡式立式：氣缸垂直放置。角式：氣缸中心線間成一定角度。立缸L缸V缸W缸二、活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)（一）活塞式空氣壓縮機(jī)的工作原理1-氣缸；2-活塞；3-活塞桿；4-十字頭；5-連桿；6-曲柄；7-吸氣閥；8-排氣閥；9-彈簧1324657891吸氣吸氣結(jié)束壓縮排氣膨脹排氣終了余隙容積綜上,空氣壓縮機(jī)的工作過程有以下四個(gè)過程:(1)吸氣過程活塞移動(dòng)時(shí)，氣缸的容積增大，壓力降低，當(dāng)氣缸中氣體壓力低于缸外大氣壓力時(shí)，吸氣閥被打開，空氣在大氣壓力作用下進(jìn)入氣缸內(nèi)的過程.(2)壓縮過程活塞返行時(shí)，吸入氣缸內(nèi)的空氣被壓縮，這時(shí)吸氣閥被關(guān)閉，氣缸的容積逐漸縮小，壓力逐漸升高的過程.

(3)排氣過程當(dāng)氣缸內(nèi)的空氣壓力升高到略大于排氣管內(nèi)的壓力時(shí)，則推開排氣閥，壓縮空氣排到排氣管內(nèi)的過程.

(4)膨脹過程

排氣結(jié)束，排氣閥關(guān)閉，殘留于氣缸余隙容積內(nèi)的壓縮空氣開始膨脹，而壓力逐漸降低，直至壓力降到低于吸氣壓力時(shí)，便開始吸氣的過程。PV活塞式空壓機(jī)的壓容圖:將一個(gè)循環(huán)過程中氣缸內(nèi)的空氣壓力P和容積V之間的變化關(guān)系，用曲線圖表示出來，這個(gè)曲線圖就稱為活塞式空壓機(jī)的壓容圖，如圖所示。P1—吸入空氣的壓力；P2—排氣管內(nèi)壓縮空氣的壓力；1～2—直線段為理論吸氣線；1′～2′—曲線段為實(shí)際吸氣線；2～3—曲線段為理論壓縮線；2′～3′—曲線段為實(shí)際壓縮線；3～4—直線段為理論排氣線；3′～4′—曲線段為實(shí)際排氣線；4～1—曲線段為理論膨脹線；4′～1′—曲線段為實(shí)際膨脹線活塞式空壓機(jī)氣缸中空氣狀態(tài)變化的壓容圖

1、余隙容積Vo2、進(jìn)氣壓力要略低于大氣壓力。

3、排氣壓力要略高于風(fēng)包內(nèi)的壓力。

4、實(shí)際吸氣線1′～2′和實(shí)際排氣線3′～4′的起點(diǎn)處有凸出和波動(dòng)。

5、實(shí)際膨脹線4′～1′和實(shí)際壓縮線2′～3′要比理論膨脹線4～1

和理論壓縮線2～3

的彎曲度要大些。

6、活塞式空壓機(jī)的壓容圖所包圍的面積，表示在一個(gè)循環(huán)過程中可消耗功率的多少，故又稱為“示功圖”。實(shí)際工作過程中，活塞式空壓機(jī)的壓容圖的具有以下特點(diǎn)：第二節(jié)

活塞式空壓機(jī)的基本理論一、熱力學(xué)的基本參數(shù)在熱力學(xué)中用壓力ρ、比容ν、溫度T來描述氣體的狀態(tài)，所以稱ρ、ν、T為氣體的狀態(tài)參數(shù)。又稱為基本狀態(tài)能數(shù)。（一）壓力ρ容器內(nèi)氣體分子對(duì)容器壁單位面積上的垂直作用力。單位N/m2（二）比容ν單位質(zhì)量的氣體所占有的容積。單位m3/kg.比容的倒數(shù)就是密度。（三）溫度T標(biāo)志物體冷熱程序的參數(shù)。溫度的高低，反映了氣體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度。在熱力學(xué)計(jì)算中，采用熱力學(xué)溫度T，其單位為K。它與攝氏溫度的關(guān)系為T=t+273二、一級(jí)活塞式空壓機(jī)的工作循環(huán)（一）一級(jí)活塞式空壓機(jī)的理論工作循環(huán)所謂理論工作循環(huán)是指以下幾點(diǎn)假設(shè)：（1）無余隙容積；(氣缸內(nèi)被壓縮的氣體全部無遺地排出)（2）在整個(gè)吸氣過程，氣缸內(nèi)空氣的狀態(tài)保持不變并與周圍大氣狀態(tài)相同；（3）氣缸不漏氣，氣閥、吸排氣管道無阻力；在吸、排氣過程中沒有壓力損失。（4）壓縮過程為等溫過程、絕熱過程或多變過程，但壓縮指數(shù)保持不變。在上述假設(shè)條件下，空壓機(jī)的工作循環(huán)稱為理論工作循環(huán)。它由吸氣、壓縮和排氣三個(gè)基本過程組成，只有壓縮過程是熱力過程。其工作循環(huán)可用示功圖表示。（

圖9—4）示功圖的橫坐標(biāo)表示氣缸容積V，縱坐標(biāo)表示空氣壓力。

當(dāng)活塞自左向右移動(dòng)時(shí)，氣體以壓力ρ1進(jìn)入氣缸，0～1為吸氣過程；當(dāng)活塞自右向左移動(dòng)時(shí)，氣體被壓縮，1～2為壓縮過程；當(dāng)氣體壓力達(dá)到排氣壓力ρ2后，氣體被活塞推出氣缸，2～3為排氣過程?？諌簷C(jī)把空氣從低壓壓縮至高壓，需要消耗能量，空壓機(jī)完成一個(gè)理論循環(huán)所消耗的功W等于吸氣功Wx、壓縮功Wy和排氣功Wp的總和。1、吸氣過程2、壓縮過程

當(dāng)活塞返回行程時(shí)，吸氣呈封閉狀態(tài)，空壓機(jī)進(jìn)入壓縮過程，隨著活塞向左移動(dòng)，氣缸的容積不斷減小，氣體壓力逐漸升高。此時(shí)屬于熱力過程，其壓縮規(guī)律為等溫、絕熱、多變?nèi)N情況。（1）按等溫規(guī)律壓縮3、排氣過程4、理論循環(huán)功（二）一級(jí)活塞式空壓機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)

1、實(shí)際工作循環(huán)圖圖9—52.由圖看出實(shí)際工作循環(huán)與理論工作循環(huán)有以下區(qū)別：（1）實(shí)際工作循環(huán)的工作過程：吸氣、壓縮、排氣、膨脹等四個(gè)過程，比理論工作循環(huán)多一個(gè)膨脹過程。（2）實(shí)現(xiàn)吸氣線低于理論吸氣線，實(shí)現(xiàn)排氣線高于理論排氣線。（3）實(shí)現(xiàn)壓縮過程線1～2與絕熱壓縮線1’～2’相交于一點(diǎn)，可見，實(shí)現(xiàn)的壓縮指數(shù)n在整個(gè)壓縮過程中并非常數(shù)三、影響空壓機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的因素分析（1）余隙容積的影響（2）吸、排氣阻力的影響（3）壓縮過程中壓縮規(guī)律變化的影響（4）其它因素的影響三、影響空壓機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的因素分析（1）余隙容積的影響余隙容積是排氣終了時(shí)，未非盡的剩余壓氣所占的容積。由于余隙容積的存在，排氣終止于點(diǎn)4時(shí)，仍有體積等于余隙容積V0的壓氣存于缸中。因缸內(nèi)余氣的壓力大于吸氣管中空氣的壓力，所以吸氣過程不是從活塞行程的起點(diǎn)4開始，而要待天氣缸內(nèi)的壓力降為p1時(shí)，即活塞行至點(diǎn)1時(shí)才開始吸氣，這時(shí)余隙容積V0膨脹，所以吸入氣缸的空氣體積不是Vg而是Vx，顯然，余隙容積的存在，減少了空壓機(jī)的排氣量。（2）吸、排氣阻力的影響在吸氣過程中，外界大氣需要克服濾風(fēng)器、進(jìn)氣管道及吸氣閥通道內(nèi)的阻力后才能進(jìn)入氣缸內(nèi)，所以實(shí)際吸氣壓力低于理論吸氣壓力；而在排氣過程中，壓氣需要克服排氣閥通道、排氣管道和排氣管道上閥門等處的壓力后才向風(fēng)包自氣，所以實(shí)際的排氣壓力高于理論排氣壓力。（3）吸氣溫度的影響（4）漏氣的影響（5）空氣濕度的影響四、活塞式空氣壓縮機(jī)的排氣量和供氣效率活塞式空壓機(jī)的排氣量，是指單位時(shí)間內(nèi)空壓機(jī)最末一級(jí)排出的壓氣，換算到最末1級(jí)的進(jìn)氣壓力和溫度時(shí)的氣體體積。單位m3/min

四、活塞式空氣壓縮機(jī)的排氣量和供氣效率（一）排氣量的計(jì)算理論排氣量是指單位時(shí)間內(nèi)活塞所掃過的容積。由氣缸的尺寸的曲軸的轉(zhuǎn)速確定對(duì)于單作用氣缸的理論排氣量對(duì)于雙作用氣缸的理論排氣量四、活塞式空氣壓縮機(jī)的排氣量和供氣效率實(shí)際排氣量Qp由于各種因素的影響，空壓機(jī)的實(shí)際排氣量總是小于理論排氣量。Qp=λQTλ----排氣系數(shù)，它等于實(shí)際排氣量與理論排氣量之比（二）功率和效率單位時(shí)間內(nèi)消耗的功稱為功率NL1.理論功率空壓機(jī)按理論工作循環(huán)所需的功率,叫理論功率WVi-----第i級(jí)氣缸按一定壓縮規(guī)律壓縮1m3空氣所需的循環(huán)功,j/m3

NL=∑Nli=∑

（二）功率和效率

2.指示功率空壓機(jī)的指示功率，指氣缸內(nèi)活塞加于氣體的功率，也就是空壓機(jī)按實(shí)際循環(huán)所需的功率。理論功率與指示功率之比,叫做指示效率即ηj=

3.軸功率N原動(dòng)機(jī)傳遞給空壓機(jī)主軸的功率即主軸上的功率。ηm=0.9-0.95(大中型壓縮機(jī))，機(jī)械效率ηm=0.85-0.9(小型壓縮機(jī))。理論功率與軸功率之比,叫做空壓機(jī)的工作效率或全效率η=ηjηm4.驅(qū)動(dòng)功率

驅(qū)動(dòng)功率是原動(dòng)機(jī)（大多采用電動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)空壓機(jī)所需的功率：5.比功率比功率是單位排氣量所消耗的軸功率．即：五、活塞式空壓機(jī)的性能參數(shù)1、排氣量（V）是指單位時(shí)間內(nèi)空壓機(jī)最末一級(jí)排出的壓氣，換算到最末1級(jí)的進(jìn)氣壓力和溫度時(shí)的氣體體積。單位m3/min

2、排氣壓力（p）空壓機(jī)出口的壓力稱為空壓機(jī)的排氣壓力，用相對(duì)壓力度量（理論計(jì)算時(shí)采用絕對(duì)壓力）。單位Pa。3、吸、排氣溫度空壓機(jī)吸入氣體與排出氣體的溫度。用T1、T2表示，單位K。4、比功率（Nb）當(dāng)吸入的空氣為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，其軸功率與排氣量之比稱為空壓機(jī)的比功率。單位Kw/m3/min。六、活塞式空壓機(jī)的兩級(jí)壓縮（一）采用兩級(jí)壓縮的原因1、壓縮比受余隙容積的限制由于余隙容積的存在,隨著排氣壓力的提高,吸氣量將不斷減少.當(dāng)排氣壓力增大到某一值時(shí),吸氣過程就完全被殘留在余隙容積中的壓氣的膨脹過程所代替,使吸氣量為零.因此,為保證有一定的排氣量,壓縮比不能過大,即終壓力不宜過高.否則,空壓機(jī)的工作效率就會(huì)過低.2、壓縮比受氣缸潤滑油溫的限制（1）限制油溫的原因?yàn)楸ＷC活塞在氣缸內(nèi)的快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)和減少機(jī)械摩擦損失，就必須向缸內(nèi)注油。但隨著壓縮比的增加，壓縮終了時(shí)的溫度也將增加。若增高到潤滑油閃點(diǎn)溫度，便有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。為了避免這類事故發(fā)生，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：空氣壓縮機(jī)的排氣溫度單缸不得超過1900C，雙缸不得超過1600C。依此為條件，可求得在最不利條件下（按絕熱壓縮），單級(jí)壓縮的極限壓縮比。（2）單級(jí)壓縮的極限壓縮比取吸氣溫度：T1=273+20=293K極限排氣溫度：T2=273+190=463Kn=K=1.4

K-----絕熱系數(shù)因此，大型空壓機(jī)的壓縮比，一般限制在5左右，當(dāng)需要壓力較高時(shí)，一般采用兩級(jí)或多級(jí)壓縮。

六、兩級(jí)壓縮六、兩級(jí)壓縮（二）兩級(jí)壓縮的工作系統(tǒng)圖9-6（三）兩級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)1、節(jié)省功耗；圖9-72、降低排氣溫度；3、提高空壓機(jī)的排氣量；4、可以降低活塞力；5、中間冷卻器可以分離一部分油和水，提高壓氣的質(zhì)量。第三節(jié)

活塞式空壓機(jī)的主要

工作原理和主要結(jié)構(gòu)一、活塞式空壓機(jī)的工作原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過曲軸、連桿、十字頭帶動(dòng)活塞由左向右移動(dòng)時(shí)，氣缸左腔容積逐漸增大，壓力減小而產(chǎn)生部分真空，于是，外部空氣在大氣壓力作用下推開吸氣閥進(jìn)入氣缸，開始吸氣；直至活塞移動(dòng)到右端時(shí)，吸氣閥關(guān)閉，吸氣過程結(jié)束。當(dāng)活塞開始反向移動(dòng)時(shí)，氣缸左腔的被壓縮，壓力升高。當(dāng)壓力升高到某一值時(shí)，推開排氣閥開始排氣；活塞繼續(xù)移至左端點(diǎn)時(shí)，排氣完成。活塞再次右移時(shí)，缸內(nèi)殘留的壓縮氣體開始膨脹，直到吸氣閥重新打開為止。它屬于容積式空壓機(jī)。二、L型空壓機(jī)及其結(jié)構(gòu)

L型空壓機(jī)是兩級(jí)、雙缸、復(fù)動(dòng)、水冷式空壓機(jī)。它主要由壓縮機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、潤滑機(jī)構(gòu)、冷卻機(jī)構(gòu)、排氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)和安全保護(hù)裝置等六部分組成。型號(hào)意義：一、壓縮機(jī)構(gòu)1、氣缸部件氣缸是空壓機(jī)中組成壓縮容積的主要部分，根據(jù)排氣壓力、排氣量、結(jié)構(gòu)方案、氣體性質(zhì)以及所用材料，氣缸的結(jié)構(gòu)有各種型式。L型空壓機(jī)的氣缸為開式鑄鐵氣缸，水冷雙層壁結(jié)構(gòu)。2、氣閥部件在空壓機(jī)運(yùn)行中，氣閥為主要易損件，處于較為苛刻工況，每分鐘啟閉1000次左右。一臺(tái)轉(zhuǎn)數(shù)為400r/min（4L—20/8型）的空壓機(jī)，氣閥每年啟閉21000萬次以上。氣閥將承受拉伸、壓縮、沖擊、扭曲、彎曲、磨損、高溫變化的潛在破壞。因此，氣閥能否正常工作，直接影響空壓機(jī)的排氣量，功率消耗以及運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥有兩大類：一類稱為強(qiáng)制閥，它的啟閉是由專門機(jī)構(gòu)控制，而與氣缸內(nèi)壓力變化無關(guān)；這類閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，啟閉時(shí)間固定，不適于變工況運(yùn)轉(zhuǎn)，故很少采用。目前空壓機(jī)采用隨缸內(nèi)和管路中氣體壓力變化而自行啟閉的自動(dòng)閥。自動(dòng)閥有許多型式，如環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥、舌簧閥、蝶閥和直流閥。L型空壓機(jī)的排氣閥和吸氣閥均為單層環(huán)狀閥。

所有型式的自動(dòng)閥主要由四部分組成：（1）閥座

它具有能被閥片覆蓋的氣體信道，是與閥片一起閉鎖進(jìn)氣（或排氣）信道，并承受氣缸內(nèi)外壓力差的零件。（2）啟閉組件

它是交替地開啟與關(guān)閉座道的零件，通常制成片狀者稱為閥片。（3）彈簧

是關(guān)閉時(shí)推動(dòng)閥片落向閥座，開啟時(shí)抑制閥片撞擊升程器的組件。（對(duì)于條狀閥，舌簧閥和直流閥等結(jié)構(gòu)，閥片本身具有彈性，并起彈簧作用，故兩者合二為一）。（4）升程限制器

是限制閥片的升程，并作為承座彈簧的零件。3、活塞部件L型空壓機(jī)的活塞組件由活塞桿、活塞、活塞環(huán)及防松螺母等組成。（1）活塞L型空壓機(jī)為盤狀帶錐活塞，盤狀部分與氣缸配合?；钊没诣T鐵成空心以減輕重量，兩個(gè)端面用加強(qiáng)筋互相連接，以增加剛性。（2）活塞環(huán)活塞環(huán)是密封氣缸內(nèi)缸內(nèi)壁與活塞間隙的組件，同時(shí)兼有布油和導(dǎo)熱的作用。對(duì)活塞環(huán)的基本要求是：密封可靠并耐磨。

活塞環(huán)鑲嵌于活塞的環(huán)槽內(nèi)。環(huán)的外緣緊貼氣缸鏡面，背向高壓氣體一側(cè)的端面緊壓在環(huán)槽上，由此阻塞間隙密封氣體；但是，常用的活塞環(huán)都采用金屬開口環(huán)的結(jié)構(gòu)，因此，氣體能通過切口泄漏。此外，氣缸和活塞環(huán)都可能有不圓度，不柱度，環(huán)槽和環(huán)的端面有不平度，這些也是造成泄漏的因素。所以，活塞環(huán)常常不是一道，而是兩道或更多道同時(shí)使用，使氣體每通過一道環(huán)便產(chǎn)生一次節(jié)流作用，進(jìn)一步達(dá)到減少泄漏的目的。由此可見，活塞環(huán)密封是阻塞密封和節(jié)流密封的組合?；钊h(huán)的開口形式有搭接開口、直開口和斜開口三種，搭接開口的環(huán)工作時(shí)漏氣少，性能較好，但制造工藝復(fù)雜，成本高；直開口的環(huán)漏氣較嚴(yán)重，使用性能差，但制造方便成本低；斜切口介于兩者之間，即能保證較好的使用性能，制造又簡(jiǎn)單，開口斜角一般為38°～45°。L型空壓機(jī)采用斜開口密封環(huán)?；钊h(huán)的材料通常用灰鑄鐵。有時(shí)在鑄鐵環(huán)上嵌青銅，軸承合金，或填充聚四氟乙烯，防止氣缸拉毛并延長環(huán)的使用壽命。

二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1、機(jī)身機(jī)身用鑄鐵制成，它的作用是：（1）作為氣缸的承座；（2）承受并傳遞作用力；（3）作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和定位。不同形式的空壓機(jī)具有不同形狀的機(jī)身。L型空壓機(jī)的機(jī)身，外形為正置的直角形，在垂直和水平頸部分別制成立列和臥列的十字頭滑道，十字頭就在其中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。頸部法蘭端面分別與高、低氣缸相連，機(jī)身兩側(cè)壁上的圓孔通過軸承座安裝曲軸軸承，取去前軸承座，即可方便地拆裝曲軸、連桿，機(jī)身下部曲軸箱兼作油池，同時(shí)用地腳螺栓與基礎(chǔ)固定。所有檢查孔蓋均墊以軟墊，以使機(jī)身密封。在機(jī)身立列頸部有通氣孔，通過細(xì)管與吸氣管連接，以防填料不嚴(yán)密時(shí)漏氣使機(jī)身內(nèi)產(chǎn)生過高的壓力。

2、曲軸部件見圖9-9曲軸由球墨鑄鐵制成。L型空壓機(jī)的曲軸，它僅有一個(gè)曲拐，為高低壓缸兩連桿所共有，傳遞電動(dòng)機(jī)的扭矩。曲柄上在曲拐的對(duì)面固定著兩塊平衡鐵，用來平衡曲柄部分的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量，曲軸的外伸端有錐度，可以方便地拆裝皮帶輪。在曲軸后端接有傳動(dòng)齒輪油泵的小軸，并經(jīng)過小軸上的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)柱塞油泵。曲軸上鉆有油孔，以使齒輪油泵排出的潤滑油通過曲軸瓦，十字頭銷瓦等摩擦面進(jìn)行潤滑。兩個(gè)或三個(gè)雙列徑向調(diào)心滾柱軸承緊配合于曲軸的兩側(cè)，一端軸承蓋與軸承間留有1.5～2.5的熱膨脹間隙。

3、連桿部件連桿由大頭，小頭和桿體組成。大頭分為開式，嵌有巴氏合金瓦，大頭的蓋子用連桿螺栓與曲柄組裝在一起，大頭的軸瓦間隙可以用墊片調(diào)節(jié)。小頭為整體式，在小頭內(nèi)鑲有整圓的銅套，穿入十字銷與十字頭相連。桿體截面有圓形、環(huán)形、矩形、工字形等，其材料通常為球墨鑄鐵，桿體內(nèi)有貫穿大小頭的油孔，該孔把潤滑油輸送到十字頭，使曲柄銷和連桿，連桿和十字頭銷之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)部分得到潤滑。連桿的大頭與曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其小頭和十字頭一起作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿本身作平面擺動(dòng)，其主要作用是變旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4、十字頭部件十字頭有整體式和分開式兩種。整體封閉式，用球墨鑄鐵制成，其一端螺孔與活塞桿相連，活塞桿擰入十字頭的長度可以變動(dòng)，用以調(diào)節(jié)活塞和氣缸之間的間隙改變余隙容積。橫向的圓孔內(nèi)裝有十字頭銷與連桿小頭相連，十字頭銷內(nèi)有油孔，從連桿來的潤滑油經(jīng)十字頭銷進(jìn)入十字頭上下的滑履上，以潤滑滑履和滑道間的相對(duì)摩擦面，潤滑后的潤滑油流回曲軸箱，即油池。

注意：十字頭銷在十字頭內(nèi)的位置不能調(diào)換，若方向裝反，油路完全切斷，十字頭滑履得不到供油會(huì)造成摩擦面燒毀的機(jī)械事故。三、潤滑機(jī)構(gòu)在空壓機(jī)中，具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部位如活塞環(huán)與氣缸壁、填料與活塞桿、曲軸與軸承、連桿大小頭、連桿小頭襯套及十字滑道等處，都必須注潤滑油以達(dá)到以下目的：1）減輕滑動(dòng)部件的磨損，延長零件壽命；2）減少摩擦功耗；3）潤滑油有冷卻作用，可帶走摩擦熱，使零件的工作溫度正常，同時(shí)保證滑動(dòng)部分必要的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙，防止滑動(dòng)部件過熱或咬死；4）密封氣缸的工作容積以提高活塞和填料箱的密封性?？諌簷C(jī)的潤滑包括兩部分：一是氣缸內(nèi)部的潤滑，二是傳動(dòng)系統(tǒng)（運(yùn)動(dòng)部件）的潤滑。

1、運(yùn)動(dòng)部件的潤滑系統(tǒng)一般由濾油器、潤滑油冷卻器、潤滑油泵（一般用齒輪泵）、油管、壓力表和壓力調(diào)節(jié)閥組成。潤滑油流動(dòng)路線：油池→粗濾油器→齒輪泵→油冷卻器→濾油器→曲軸中心孔→曲柄銷和連桿大頭瓦的配合面→連桿中心孔→連桿小頭瓦和十字銷配合面→十字頭滑軌→油池。油壓的大小可通過油壓調(diào)節(jié)閥來控制。2、氣缸部件潤滑系統(tǒng)按潤滑油達(dá)及氣缸鏡面的方式，氣缸潤滑可分為飛濺潤滑、壓力潤滑和噴霧潤滑三種。飛濺潤滑一般用于單作用式空壓機(jī)。曲軸箱中被旋轉(zhuǎn)的平衡鐵頭部或撥油桿濺起的油霧及油滴，當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)時(shí)落于氣缸未被活塞遮蓋的鏡面，并在活塞的下一循環(huán)進(jìn)入活塞環(huán)槽中，再由活塞環(huán)分布至需要潤滑的表面。低壓的第一級(jí)，在吸氣過程中氣缸里能產(chǎn)生真空，潤滑很易被吸入氣缸內(nèi)，并在壓縮氣體高溫度作用揮發(fā)，然后和壓縮氣體一起排出空壓機(jī)，所以，飛濺潤滑往往容易出現(xiàn)壓氣中含油過多和耗油量過多的現(xiàn)象。噴霧潤滑——在空壓機(jī)的氣缸進(jìn)氣接管處，噴入一定量的潤滑油，油和氣體相混合一起進(jìn)入氣缸，然后一部分粘附在氣缸鏡面上供氣缸潤滑。飛濺潤滑的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是耗油量難以控制。噴霧潤滑的結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單，且第一級(jí)進(jìn)氣閥可得到潤滑，但油霧僅與氣缸接觸的一部分能粘附在缸壁上，其它部分仍和氣體一起被排出氣缸而得不到利用，同時(shí)增加壓氣的含油量，此外，油和空氣密切混合容易氧化積炭。所以噴霧潤滑目前應(yīng)用不多。壓力潤滑是應(yīng)用最廣泛的潤滑方式。潤滑油由專門的多頭注油器經(jīng)油管和注油逆止閥注入氣缸及填料處。（圖9—11）空壓機(jī)氣缸的無油潤滑：1973年在我國個(gè)別礦井開始應(yīng)用，由于節(jié)約了潤滑油，杜絕了積炭爆炸，斷油燒缸等事故隱患，改善了環(huán)境衛(wèi)生，減輕了相關(guān)零件的磨損，延長了氣缸、活塞環(huán)的壽命，減少了維修量等，效果良好。實(shí)驗(yàn)表明，空壓機(jī)氣缸潤滑方式的改變還可增加排氣量，提高排氣效率，降低電耗，減小比功率，從而改善空壓機(jī)的性能。氣缸無油潤滑采用填充聚四氟乙烯固體材料的活塞環(huán)，代替油膜潤滑的鑄鐵活塞環(huán)。四、冷卻系統(tǒng)1、空壓機(jī)冷卻的意義和方式（1）意義（2）方式空壓機(jī)的冷卻方式可分為風(fēng)冷式和水冷式兩種，風(fēng)冷是使壓縮過程放出的熱量由氣缸壁輻射，發(fā)散于大氣中。為了增加發(fā)散面積，通常在氣缸外壁制成許多散熱薄片。但其散熱效果很差，只限于小型空壓機(jī)采用。一般空壓機(jī)采用水冷方式。2、空壓機(jī)的水冷系統(tǒng)（見圖9-12）空壓機(jī)的水冷系統(tǒng)由氣缸水套、中間冷卻器（見圖9-13）、后冷卻器、水泵、管路以及冷卻水池（或冷卻水塔）組成。

五、排氣量調(diào)整機(jī)構(gòu)1、停止空壓機(jī)工作n=0，則Q=0。此法雖能節(jié)省電能消耗，但電動(dòng)機(jī)經(jīng)常啟動(dòng)和停止，對(duì)于電路負(fù)荷極為不利。因此，只能用于小容量的空壓機(jī)調(diào)節(jié)。采用此法調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)根據(jù)空壓機(jī)的功率，電網(wǎng)容量，以及啟動(dòng)的次數(shù)，來選擇電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)方式。2、關(guān)閉吸氣管調(diào)節(jié)關(guān)閉吸氣管調(diào)節(jié)裝置由減荷閥和壓力調(diào)節(jié)器。（見

圖9—14和圖9—15）注意：1）調(diào)節(jié)器的動(dòng)作壓力，由微調(diào)螺管6控制彈簧4的壓緊程度來實(shí)現(xiàn)。粗調(diào)螺管5的作用是調(diào)節(jié)閥開啟的靈敏度，即閥芯的開啟高度，此高度不宜過大，否則將引起調(diào)節(jié)器強(qiáng)烈的振動(dòng)使調(diào)節(jié)器的動(dòng)作壓力改變。2）減荷閥上裝有手輪，盤動(dòng)手輪使螺桿上升或下降實(shí)現(xiàn)蝶形閥的關(guān)閉和開啟。因此，可以實(shí)現(xiàn)空壓機(jī)的空載啟動(dòng)和自動(dòng)控制狀態(tài)。此種調(diào)節(jié)閥，在吸氣管完全關(guān)閉時(shí)，空壓機(jī)吸氣量為零，只有殘存在氣缸余隙中的空氣膨脹和壓縮。由于活塞和氣缸壁間有摩擦阻力，故消耗的功不為零。此時(shí)，空壓機(jī)所消耗的功率只有額定功率的2～3%，所以此種調(diào)節(jié)方法具有較好的經(jīng)濟(jì)性。不過減荷閥切斷進(jìn)氣口后，吸氣壓力過分降低接近真空，如果背壓不變，在活塞前后所形成的壓差會(huì)造成吸氣時(shí)峰值增加，這種情況下啟動(dòng)空壓機(jī)會(huì)出現(xiàn)困難。3、壓開吸氣閥調(diào)節(jié)利用一個(gè)壓開裝置，把吸氣閥強(qiáng)制壓開，使吸氣閥全部或部分地喪失正常工作能力，吸進(jìn)的空氣在壓縮和排氣行程中仍回到吸氣管路，不向排氣管道輸送壓氣，以達(dá)到調(diào)節(jié)排氣量的目的。壓開吸氣閥調(diào)節(jié)裝置由壓力調(diào)節(jié)器和壓開叉兩部分構(gòu)成，壓開叉的動(dòng)作由壓力調(diào)節(jié)器控制。壓開吸氣閥的調(diào)節(jié)裝置可分為兩種形式：（1）完全壓開吸氣閥調(diào)節(jié)時(shí)，在空壓機(jī)的全部行程中吸氣閥始終處于壓開狀態(tài)，吸進(jìn)的氣體將全部自吸氣閥返回到吸氣管中，故排氣量為零，屬間斷調(diào)節(jié)。壓開吸氣閥時(shí)，空壓機(jī)處于空運(yùn)行狀態(tài)，因?yàn)閮H需克服吸氣閥阻力造成的功耗，故調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性較好。

壓開叉因其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同分為隔膜式壓開叉和活塞式壓開叉（圖9—16）兩種。對(duì)于兩級(jí)空壓機(jī)，各級(jí)吸氣閥均應(yīng)設(shè)置壓開叉，調(diào)節(jié)時(shí)各級(jí)吸氣閥應(yīng)同時(shí)壓開。根據(jù)氣量變化，壓開一側(cè)或兩側(cè)的吸氣閥，可以實(shí)現(xiàn)排氣量100%、50%、0%三級(jí)調(diào)節(jié)。氣量的變化是通過雙壓力調(diào)節(jié)器來控制壓開叉動(dòng)作。調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器中彈簧的預(yù)緊力，可以改變壓力調(diào)節(jié)器的開閉壓力。2）部分行程壓開吸氣閥調(diào)節(jié)當(dāng)進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)，氣閥仍被強(qiáng)制頂開，在進(jìn)入壓縮行程后氣體從氣缸中回入進(jìn)氣管，但到行程的一定時(shí)候強(qiáng)制作用取消，吸氣閥關(guān)閉，在剩余的行程中氣體受到壓縮并排出。按照吸氣閥在壓縮行程中壓開時(shí)間的長短，可以得到連續(xù)的多級(jí)調(diào)節(jié)。壓開吸氣閥調(diào)節(jié)，運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)性好，但閥開因受額外的負(fù)荷（彎曲與沖擊），壽命較短，密封性差。

4、余隙容積調(diào)節(jié)法余隙容積的調(diào)節(jié)一般通過連通補(bǔ)助容積，補(bǔ)助容積可以采用不同的連通方式（1）連續(xù)接通補(bǔ)助容積，其補(bǔ)助缸中的補(bǔ)助容積可以改變。調(diào)節(jié)時(shí)，先打開接通補(bǔ)助容積的閥門，再打開旁通閥，使高壓氣體也通至補(bǔ)助缸活塞的背面，使活塞兩邊壓力平衡。調(diào)節(jié)補(bǔ)助缸中的絲桿，可使活塞移動(dòng)以改變補(bǔ)助容積的大小，對(duì)排氣量進(jìn)行連續(xù)地調(diào)節(jié)。（2）分級(jí)接入補(bǔ)助容積，逐個(gè)地接入一定的補(bǔ)助容積，便可得到分級(jí)的排氣量調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方法經(jīng)濟(jì)性好；但這種調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且增大了氣缸尺寸，只用于大型空壓機(jī)。六、安全保護(hù)裝置溫、水、油、壓的保護(hù)。防止超溫、斷水、斷油、超壓?！?—4活塞式空壓機(jī)的附屬設(shè)備

一、濾風(fēng)器1、作用2、結(jié)構(gòu)濾風(fēng)器的結(jié)構(gòu)主要由殼體和濾芯組成。按濾芯材料的不同分為許多種：如紙質(zhì)的、織物的、泡沫塑料的、金屬的等?？諌簷C(jī)中用得最普遍的是紙質(zhì)和金屬濾芯的濾風(fēng)器。金屬網(wǎng)濾風(fēng)器的結(jié)構(gòu)（見圖9-18）：機(jī)殼由筒體、兩端封頭組成；筒內(nèi)濾芯由多層波紋狀鐵絲做成筒形過濾網(wǎng)，表面涂一層粘性油（一般用60%氣缸油和40%柴油相混合），灰塵粘于網(wǎng)上，空氣得以過濾。

二、儲(chǔ)氣罐1、作用1）穩(wěn)壓2）儲(chǔ)氣3）分離壓縮空氣中的油和水2、結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氣罐有立式和臥式兩種。立式儲(chǔ)氣罐是用鍋爐鋼板焊接的筒狀密封容器，其高度約為直徑D的2～3倍，進(jìn)氣接管在下，排氣接管在上，進(jìn)氣接管在罐內(nèi)的一段呈弧形，它的出氣口向下傾斜且彎向罐壁，使氣體進(jìn)入罐內(nèi)后產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，以便更好地分離空氣中的油水，借助于空氣把油水從排泄閥排出。儲(chǔ)氣罐上設(shè)置清洗用的人孔及安裝安全閥和壓力計(jì)的管接頭等。1）根據(jù)空壓機(jī)的排氣量計(jì)算當(dāng)Q〈6m3/min時(shí)，Vc=0.2Q，m3；當(dāng)Q=6～30m3/min時(shí)，Vc=0.15Q，m3；當(dāng)Q〉30m3/min時(shí)，Vc=0.10Q，m3；2）根據(jù)壓縮比計(jì)算每臺(tái)空壓機(jī)通常單獨(dú)設(shè)置儲(chǔ)氣罐，一般是隨機(jī)配套供應(yīng)。若遇特殊情況要用戶自己選擇儲(chǔ)氣罐容量時(shí)，可按下列兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中p1——吸入空氣的絕對(duì)壓力，MPa；p2——排出空氣的絕對(duì)壓力，MPa；如果是多臺(tái)共用一個(gè)儲(chǔ)氣罐，上式Q為各機(jī)組排氣量的總和。

當(dāng)壓力不超過1MPa時(shí)，要對(duì)儲(chǔ)氣罐用超過工作壓力1.5倍的壓力進(jìn)行水壓試驗(yàn)。儲(chǔ)氣罐須裝設(shè)在地基之上，并裝在空壓機(jī)房外面靠近空壓機(jī)房的陰涼地方，與空壓機(jī)房的距離不超過12～15m。裝在機(jī)房外面是為了安全。在儲(chǔ)氣罐與空壓機(jī)之間的排氣管道上，不應(yīng)裝閘閥，因?yàn)殚l閥關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)空壓機(jī)可能引起事故。如果必須裝設(shè)閘閥，須在它的前面裝設(shè)安全閥及通到調(diào)節(jié)器的小管。儲(chǔ)氣罐和排氣管道內(nèi)部應(yīng)定期清洗?？捎名}酸溶液清洗，絕對(duì)禁止用火燒的辦法來清洗。每個(gè)儲(chǔ)氣罐上應(yīng)裝設(shè)以下附件：1）安全閥和釋壓閥；2）清理和檢查用的人孔或手孔；3）指示儲(chǔ)氣罐內(nèi)空氣壓力的壓力表；4）儲(chǔ)氣罐底部應(yīng)有排放油水的壓力表。

第四節(jié)壓縮空氣設(shè)備的選型設(shè)計(jì)一、設(shè)備選擇的原則與要求

選擇礦山壓縮空氣設(shè)備的原則是，必須保證在整個(gè)礦井服務(wù)年限內(nèi)，在用風(fēng)量最多、輸氣距離最遠(yuǎn)的情況下，供給足夠數(shù)量和壓力的壓縮空氣。同時(shí)在設(shè)計(jì)中要充分考慮設(shè)備使用的效能，以便為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性打下有利的基礎(chǔ)，要投資少，操作及維修方便。

1.選型設(shè)計(jì)時(shí)必須的資料

1）采掘機(jī)械配置圖，同時(shí)使用的風(fēng)動(dòng)機(jī)具的型號(hào)和臺(tái)數(shù)。

2）機(jī)修廠、井口及井底車場(chǎng)使用的風(fēng)動(dòng)機(jī)械的型號(hào)和臺(tái)數(shù)，或用風(fēng)數(shù)量。

3）地面工業(yè)廣場(chǎng)的平面圖，巷道開拓系統(tǒng)圖。1.選型設(shè)計(jì)時(shí)必須的資料

4）最遠(yuǎn)采區(qū)的距離，各水平及井口標(biāo)高；

5）礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限。

2．選型設(shè)計(jì)的主要任務(wù)

1）選擇空壓機(jī)的型式并確定所需的臺(tái)數(shù)；

2）選擇電動(dòng)機(jī)及電控設(shè)備；

3）選擇空壓機(jī)的輔助設(shè)備；

4）選擇輸氣管道及附件；

5）提出技術(shù)經(jīng)濟(jì)指數(shù)；

6）繪制壓縮空氣站的設(shè)備布置圖及管道布置圖。二、選擇空氣壓縮機(jī)型式和臺(tái)數(shù)空壓機(jī)型式的選擇和臺(tái)數(shù)的確定，是依據(jù)礦井所需的供氣量及供氣壓力。由于礦井生產(chǎn)年限較長，考慮到空氣壓縮機(jī)的使用年限，故沒有必要礦井生產(chǎn)末期的采掘工作所需的風(fēng)量，作為設(shè)計(jì)的依據(jù)（服務(wù)年限較短的礦井除外）。

通?？砂吹V井生產(chǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，需要的供氣量和壓力設(shè)計(jì)，并適當(dāng)考慮后期機(jī)站有擴(kuò)建的場(chǎng)所。選型的步驟和方法大致如下：1.確定壓縮空氣站位置及輸氣管路系統(tǒng)壓縮空氣站一般立在地面集中設(shè)站，或分散設(shè)站。輸氣管路系統(tǒng)的確定：在保證各用風(fēng)點(diǎn)有足夠的風(fēng)量條件下，布局要合理且盡量縮短管路長度，同時(shí)要考慮管道拆裝和維護(hù)方便等要求。

2.壓縮空氣站總的供氣量

式中：α1——沿管路全長的漏氣系數(shù)；

α2——風(fēng)動(dòng)機(jī)具磨損后，耗氣量增加的系數(shù)；

y——海拔高度修正系數(shù)；

ni——在一個(gè)工作班內(nèi)同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的臺(tái)數(shù)；

qi——一臺(tái)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的耗氣量（m3／min）;ki——同型號(hào)風(fēng)動(dòng)機(jī)具的同時(shí)工作系數(shù)。2.壓縮空氣站總的供氣量

1）

2）α2＝1.1～l.15。

3）

4）在同一工作面上風(fēng)鎬和鑿巖機(jī)，不可能同時(shí)開動(dòng),計(jì)算耗氣量時(shí)按鑿巖機(jī)的工作臺(tái)數(shù)計(jì)算。2.壓縮空氣站總的供氣量

5）ki是考慮風(fēng)動(dòng)機(jī)具都不是連續(xù)工作，從而使耗氣量減少的因素。對(duì)于錨噴機(jī)的臺(tái)數(shù)及同時(shí)工作系數(shù)，應(yīng)按實(shí)際情況計(jì)算。因?yàn)樵谝粋€(gè)支管中錨噴機(jī)和其它風(fēng)動(dòng)機(jī)具是錯(cuò)開使用的，當(dāng)無可靠資料時(shí)，大型礦井按4臺(tái)計(jì)算，同時(shí)工作系數(shù)可按：

2臺(tái)：Ki=0.83臺(tái)：Ki=0.64臺(tái)：Ki=0.53．估算空壓機(jī)必須的出口壓力

4．選擇空壓機(jī)型式和臺(tái)數(shù)壓縮空氣站內(nèi)空壓機(jī)的型號(hào)，一般采用一種型號(hào)，安設(shè)臺(tái)數(shù)不超過五臺(tái)，其中備用臺(tái)數(shù)為一臺(tái)。如果選用不同型號(hào)時(shí)，其備用量應(yīng)按最大一臺(tái)檢修外，其余各臺(tái)的總供氣量仍應(yīng)能滿足所需耗氣量為原則來確定。三、選擇電動(dòng)機(jī)和電控設(shè)備四、選擇冷卻設(shè)備

任務(wù)：水泵及拖動(dòng)水泵的電動(dòng)機(jī)以及水管的選型計(jì)算。

1）水泵必須的排水量壓縮空壓站一般設(shè)置三臺(tái)水泵，一臺(tái)冷水泵，一臺(tái)熱水泵；另一臺(tái)作為備用。冷卻水泵必須的排水量：式中n——同時(shí)工作的空壓機(jī)臺(tái)數(shù)。

Qi——每臺(tái)空壓機(jī)的耗水量。四、選擇冷卻設(shè)備

2）水泵所需的揚(yáng)程（1）冷水泵的揚(yáng)程H式中Hx——水泵吸水高度。一般為2.0～2.5（m）；Hp——排水高度，即水泵軸線至空壓機(jī)冷卻系統(tǒng)最高位置的垂直高度（m）Hj——空壓機(jī)本身冷卻系統(tǒng)的阻力損失，即自空壓機(jī)冷卻水進(jìn)口經(jīng)中間冷卻器至水套出口的阻力損失。設(shè)計(jì)時(shí)可取1.5～3（m）ΣΔH——供水管路的阻力損失，四、選擇冷卻設(shè)備

2）水泵所需的揚(yáng)程ΣΔH——供水管路的阻力損失，λ——沿程阻力系數(shù)（約為0.02～0.03）L——供水管實(shí)際長度（m）L’——供水管上各種管件的折算長度的總和（m）；d——供水管內(nèi)徑（m）v——供水管內(nèi)水流速度（m／s）。（2）熱水泵所需的揚(yáng)程H式中：Hp——排水高度。即泵軸線至噴水池噴嘴之間的垂直高度，約為2～4m；或泵軸線至冷卻水塔上噴嘴（或淋水裝置）之間的垂直高度，一般約為4～6m；Hb——噴嘴的工作水頭4~6m。

(3）選擇水泵型式冷水泵和熱水泵所需的揚(yáng)程可能不同，但以選用相同型號(hào)的水泵為宜，一般選用單級(jí)離心泵。拖動(dòng)水泵的電動(dòng)機(jī)，通常由廠家配套供應(yīng)，無需計(jì)算。

（4）選擇冷卻水管冷卻水管直徑可按下式計(jì)算：

五、選擇輸氣管路選擇輸氣管道主要是選擇管徑和管材，同時(shí)計(jì)算出壓氣在管道中的壓力損失。輸氣管道自空壓機(jī)站至采掘工作面管路固定不動(dòng)，一般選用焊接鋼管或無縫鋼管，工作面由于風(fēng)動(dòng)機(jī)具經(jīng)常要移動(dòng)，采用橡膠軟管，由于膠管壓力損失大，其長度一般不大于15m。

1．管道直徑的選擇選擇輸氣管徑有兩種方法：一種是概算法；另一種查表法。工程上一般采用查表法，

1）概算法

L是計(jì)算管長。選擇干管管徑時(shí)，管路長度（L）應(yīng)從礦井服務(wù)年限內(nèi)最遠(yuǎn)的工作面至空壓機(jī)站的距離考慮；而選擇支管管徑時(shí)，可按達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)采區(qū)工作面至空壓機(jī)站的距離考慮。支管L=100+386+253+450+300+250+250=1989m干管L=100+386+253+450+300+250+250+1500=3489m2）查表法2.校驗(yàn)壓力損失5．年電耗空壓機(jī)站總耗電量包括空壓機(jī)耗電量、冷卻水泵耗電量及機(jī)站照明以及維修用電量（后兩項(xiàng)耗電量，可按實(shí)際需要量計(jì)算或估算）。

1）空壓機(jī)年耗電量：式中：K——空壓機(jī)負(fù)荷系數(shù)，等于空壓機(jī)實(shí)際排氣量與額定排氣量的比值；

Z——同時(shí)工作空壓機(jī)的臺(tái)數(shù)，

Nk——空壓機(jī)軸功率，可取之產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范；

t—空壓機(jī)每天的工作小時(shí)數(shù)，三班工作制取21；

d——空壓機(jī)年工作天數(shù)；

2）水泵年耗電量式中Nd——水泵軸功率。

3）總電耗

E=E1+E2某礦年產(chǎn)量120萬t，第一水平劃分為二個(gè)階段開采達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量時(shí)，有10個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面，其中開拓4個(gè)頭（M1～M4），準(zhǔn)備6個(gè)頭（N1～N6），集中巷采用噴射混凝土支護(hù)，各掘進(jìn)工作面使用風(fēng)動(dòng)工具的型號(hào)和數(shù)量如圖所示。地面機(jī)廠設(shè)置一臺(tái)IR50型鍛釬機(jī)。井口標(biāo)高為36米。輸氣管路各管段長度列于表中。1．計(jì)算礦井所需的供氣量：98.37

m3/min2.計(jì)算出口壓力

L=100+386+253+450+300+250+250+1500=3490m3.選擇空壓機(jī)的型式和臺(tái)數(shù)選用四臺(tái)5L—40／8型空壓機(jī)，該機(jī)配用TDKll8/24－16型同步電動(dòng)機(jī)及4.6m3的儲(chǔ)氣罐。4．選擇各段管道直徑4．選擇各段管近直徑支管L=100+386+253+450+300+250+250=1989m干管L=100+386+253+450+300+250+250+1500=3489m5.校驗(yàn)空壓機(jī)的排氣壓力一、礦山氣壓縮設(shè)備的安全運(yùn)行和操作（一）礦山氣壓縮設(shè)備的安全運(yùn)行（二）礦山氣壓縮設(shè)備的操作步驟1.操作檢查檢查：螺栓、電氣設(shè)備、傳動(dòng)部分、潤滑油、冷卻水量、安全裝置。關(guān)閉減荷閥等，使空壓機(jī)調(diào)至空載啟動(dòng)位置。隔離開關(guān)、斷路器等啟動(dòng)設(shè)備應(yīng)在斷開位置；人工盤車2-3轉(zhuǎn)，檢查運(yùn)動(dòng)部分有無卡阻、異?，F(xiàn)象。第五節(jié)礦山氣壓縮設(shè)備的操作、運(yùn)行、維護(hù)與故障處理2.操作順序(1)啟動(dòng):啟動(dòng)輔助設(shè)施開啟冷卻水按要求操作有關(guān)閘閥,人為卸荷注潤滑油啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)電機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后,解除人為卸荷進(jìn)入正常工作狀態(tài).(2)停機(jī):人為卸荷---斷電停止電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)----解除人為卸荷-----關(guān)閉冷卻水和輔助設(shè)施.3.正常操作(1)空壓機(jī)必須無負(fù)荷啟動(dòng).(2)啟動(dòng)(或操作)輔助設(shè)施第五節(jié)礦山氣壓縮設(shè)備的操作、運(yùn)行、維護(hù)與故障處理①開啟冷卻水路,觀察回水漏斗是否有充足的水流過;②打開空壓機(jī)與儲(chǔ)氣罐間排氣管道上的閘閥;③對(duì)卸荷器進(jìn)行人為卸荷,有壓力調(diào)節(jié)器的將三通閥通大氣,使氣缸余隙解除封閉;④用手搖泵將缸潤滑油打入氣缸、十字頭、軸承及曲軸軸瓦等處；3.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī):①同步電動(dòng)機(jī)異步啟動(dòng)后增速至額定,異步轉(zhuǎn)速時(shí),及時(shí)勵(lì)磁牽入同步,勵(lì)磁可以調(diào)至過激,以改善網(wǎng)路功率因數(shù),但過激電流、電壓應(yīng)符合所用勵(lì)磁裝置的工作曲線。②繞線式異步電動(dòng)機(jī)采用變阻器啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)滑環(huán)手把應(yīng)在“啟動(dòng)”位置。