往復式壓縮機培訓教材

1、壓縮機往復式壓縮機壓縮機往復式壓縮機 按工作原理分類 壓縮機壓縮機容積式容積式流體動力式流體動力式往復式往復式自由活塞自由活塞透平式透平式噴射式噴射式回轉式回轉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活塞回轉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：氣體只在活塞的一側進行壓縮又稱單動壓縮機。 2）雙作用壓縮機：氣體在活塞的兩側均能進行壓縮又稱復動或多動壓縮機。 3）多缸單作用壓縮機：利用活塞的一面進行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機。 4）多缸雙作用壓縮機：利用活塞的兩面進行壓縮，而有多個氣缸的壓縮機。 按壓

2、縮機的排氣終壓力可分為 1）低壓壓縮機：排氣終了壓力在310表壓。 2）中壓壓縮機：排氣終了壓力在10100表壓。 3）高壓壓縮機：排氣終了壓力在1001000表壓。 4）超高壓壓縮機：排氣終了壓力在1000表壓以上。 按排氣量（進口狀態(tài)）分類 類型 排氣量m/min 微型壓縮機 1 小型壓縮機 110 中型壓縮機 1060 大型壓縮機 60 按結構形式分類 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式壓縮機；對制式主要用于超高壓壓縮機。 國內往復式壓縮機通用結構代號的含義如下：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。往復式壓縮機的工作原理：當曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發(fā)生周期性變化?；钊麖臍飧咨w處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞再次反向運動時，上述過程重復出現?？傊?，曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣

4、的過程，即完成一個工作循環(huán)。壓縮機的理想工作過程是：壓縮機沒有余隙容積，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為活塞運動時氣缸內氣體壓力與容積的變化，活塞式壓縮機對氣體的壓縮，是由活塞在氣缸內的往復運動來完成的。整個工作過程分吸氣、壓縮和排氣三個過程。 往復式壓縮機的主要特點： 1）適用壓力范圍廣，不論流量大小，均能達到所需壓力； 2）熱效率高，單位耗電量少； 3）適應性強，即排氣范圍較廣，且不受壓力高低影響，能適應較廣闊的壓力范圍和制冷量要求； 4）可維修性強； 5）對材料要求低，多用普通鋼鐵材料，加工較容易，造價也較低廉； 6）技術上較

5、為成熟，生產使用上積累了豐富的經驗； 7）裝置系統比較簡單； 缺點： 1）轉速不高，機器大而重； 2）結構復雜，易損件多，維修量大； 3）排氣不連續(xù)，造成氣流脈動； 4）運轉時有較大的震動。 活塞式壓縮機在各種用途，特別是在中小制冷范圍內，成為制冷機中應用最廣、生產批量最大的一種機型。 往復式壓縮機的主要性能指標 1）額定排氣量：即為壓縮機銘牌上標注的排氣量，指壓縮機在特定進口狀態(tài)下的排氣量。常用單位m/min，m/h。 額定排氣壓力：即為壓縮機銘牌上標注的排氣壓力，常用單位MPa，bar。 2）排氣溫度：考慮到積炭和安全運行，對于相對分子量小于或等于12的介質，排氣溫度不超過135；對乙炔、

6、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：活塞在止點出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：大中型往復壓縮機以省功原則選擇級數，通常情況下其各級壓力比4。往復式壓縮機的結構：壓縮機主要由機體、曲軸、連桿、活塞組、閥門、軸封、油泵、能量調節(jié)裝置、油循環(huán)系統等部件組成。往復式壓縮機結構示意圖 機體： 包括氣缸體和曲軸箱兩部分，一般采用高強度灰鑄鐵（HT20-40）鑄成一個整體。它是支承氣缸套、曲軸連桿機構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。氣缸采用氣缸套結構，安裝在氣缸體上的缸套座孔中，便于當氣缸套磨損時維修或

7、更換。 圖 2-30 立式兩缸壓縮機機體結構 曲軸： 曲軸是往復式壓縮機的主要部件之一，傳遞著壓縮機的全部功率。其主要作用是將電動機的旋轉運動通過連桿改變?yōu)榛钊耐鶑椭本€運動。曲軸在運動時，承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉的交變復合負載，工作條件惡劣，要求具有足夠的強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)質碳素鋼鍛造。 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，它將曲軸的回轉運動轉化為活塞的往復運動，并把動力傳遞給活塞對氣體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭

8、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。 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，在汽缸內作往復直線運動，從而與汽缸等共同組成一個可變的工作容積，以實現吸氣、壓縮、排氣等過程。 活塞-活塞可分為筒形和盤形兩大類。活塞的材料一般為鋁合金或鑄鐵 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缸壁之間的間隙中泄漏；油環(huán)的作用

9、是布油和刮去氣缸壁上多余的潤滑油。 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 筒形活塞結構圖 （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 構 形 式 (a) 氣 環(huán) ； (b)(c) 刮 油 環(huán) 氣閥與軸封： 氣閥是壓縮機的一個重要部件，屬于易損件。它的質量及工作的好壞直接影響壓縮機的輸氣量、功率損耗和運轉的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥，活塞每上下往復運動一次，吸、排氣閥各啟閉一次，從而控制壓縮機并使其完成吸氣、壓縮、排氣等四個工作過程。 圖 2-27 汽 缸 套 和 吸 排 氣 閥 組 合

10、 件 1、 調 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 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 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，或者是當曲軸箱內壓力低于大氣壓時，防止外界空氣漏入。 圖2-24 波紋管式軸封裝置 1、 軸承蓋 2、動摩擦環(huán)；3、波紋管；4、彈簧；5、壓緊彈簧；6、壓板

11、 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 潤滑的作用 潤滑是壓縮機中的重要問題之一，它不僅影響到壓縮機的性能指標，而且對壓縮機的壽命、可靠性、安全性也直接相關。 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，從而降低壓縮機的摩擦功、摩擦熱和零件的磨損，提高壓縮機的機械效率，增加壓縮機的可靠性和耐久性。 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缸的間隙和軸封的摩擦表面之間，增強了密封作用。 4)帶走磨屑，改善摩擦表面的工作情

12、況。 5)壓縮機的潤滑系統還向能量調節(jié)裝置供油。 潤滑方式及潤滑系統 壓縮機的潤滑方式可分為飛濺潤滑和壓力潤滑兩種類型。飛濺潤滑是利用運動零件的機械作用，將潤滑油送至需要的摩擦表面，半封閉壓縮機就有很多的采用飛濺潤滑。一方面在連桿大頭下端裝設甩油勺，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，在電動機一端的軸上裝有甩油盤，將油甩起并收集在電動機側端蓋的集油小室上，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中，飛濺潤滑僅依靠曲柄連桿機構的運動來實現。 圖 2-43 齒輪油泵壓力潤滑系統 1、粗濾油器 2、油泵 3、精過濾器 4、曲軸 5、連桿活塞

13、組件 6、輸氣量調節(jié)機構 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計值。影響排氣溫度增高的因素有：進氣溫度、壓力比、以及壓縮指數（對于空氣壓縮指數K1.4）。影響到吸氣溫度高的因素如：中間冷卻效率低，或者中冷器內水垢結多影響到換熱，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、填料與活塞桿等摩擦處，溫度超過規(guī)定的數值稱之為過熱。過熱所帶來的后果：一個是加快磨擦副間的

14、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??；軸承偏斜曲軸彎曲、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：對于水冷式機器，在冬天運轉停車后，若忘掉將氣缸、缸蓋內的冷卻水放盡，冷卻水會結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)，如果由于設計上的疏忽，制造上的馬虎以及運轉上的原因，斷裂較常發(fā)生。若在保證設計、加工、材質上都沒有問題，則在安裝時其預緊力不得過大，否則使最大作用力達到屈服極限時活塞桿會斷裂。在長期運轉后，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生附加載荷，再運轉下去，有可能使活塞桿斷裂，這一點在檢修時應特別注意。此外