空壓機原理及使用

1、空壓機原理及使用第1頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第2頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 第一章.空壓機的類型及工作原理 一.空壓機的用途和分類 1.用途：是一種將機械能轉(zhuǎn)變成氣體壓力 能的能量轉(zhuǎn)換裝置。 2.特點：壓縮空氣作原動力和電力相比較 優(yōu)點：a.在瓦斯礦井中，可以避免電火花 引起瓦斯爆炸。 第3頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 b.適用于鉆削堅硬的礦巖。 c.風動工具和風動原動機所排出的空氣，可 以改善井下的通風狀態(tài)。 d.泄漏和排放的氣體不污染環(huán)境并且可以改 變井下的通風狀況。 第4頁，共80頁，2022年，5

2、月20日，12點1分，星期五 缺點：a.風動工具的機械效率低，氣體在管網(wǎng) 傳導過程中能量損失大，成本費高。 b.風動工具工作時震動和噪音較大。 c.風動工具要求制造加工精度較高。 因此，在使用中應(yīng)注意提高空壓機的效率，減 少壓氣管道內(nèi)的壓力損失，節(jié)約壓氣的消耗量。 第5頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 3.空壓機的分類 按壓縮氣體的工作方式：活塞式、離心式 回轉(zhuǎn)式三種基本類型。 目前，我國煤礦所用的多為 活塞式空壓機。第6頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 活塞式空壓機按不同形式分為若干類 一.按氣缸排列不同 1.立式空壓機：氣缸均為豎直布置。 a

3、.對氣缸壁的作用力較小，潤滑油分布均勻，對氣缸磨損小且均勻。 b.慣性力對基礎(chǔ)作用方向是垂直的，振動小。 c.占地面積小。 d.對大型機器因高度大，拆裝維修均不方便。第7頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2.臥式空壓機：氣缸為橫臥布置。 a.管理維護和拆裝方便。 b.氣缸處于機身一側(cè)，慣性力不能平衡， 轉(zhuǎn)速的增加受到限制。 c.空壓機機構(gòu)和基礎(chǔ)的重量和尺寸較大。第8頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 3.角度式空壓機：氣缸中心線具有不大于 90的夾角。 類型：“V”型、“W”型、“L”型三種。 a.慣性力幾乎被平衡，能實現(xiàn)較高速度運轉(zhuǎn)。 b.氣缸相

4、互錯開，利于氣閥及冷卻系統(tǒng)布局。 c. “ L”型結(jié)構(gòu)的空壓機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性較好。 d. “V”型、 “W”型多為小型移動風冷式空壓機。第9頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 4.對稱平衡式空壓機：氣缸作水平布置并分 布在曲軸兩側(cè)。可分 “M”型和“H”型。 a.慣性力小，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 b.可以改善曲軸受力情況。 c.因氣缸水平布置，安裝及維修均較方便。 第10頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 按活塞動作方法分類 1.單動式空壓機：氣體在活塞一側(cè)進行壓縮。 2.復動式空壓機：氣體在活塞兩側(cè)均能壓縮。 第11頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分

5、，星期五 按排氣量的大小分類 1.微型空壓機：排氣量在每分一立方米以下。 2.小型空壓機：排氣量在110m3/min之間。 3.中型空壓機：排氣量在10100m3/min之間。 4.大型空壓機：排氣量大于100m3/min以上。第12頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 按排氣壓力的高低分類 1.低壓空壓機：壓力在310公斤力/厘米2。 2.中壓空壓機：壓力在10100公斤力/厘米2。 3.高壓空壓機：壓力在1001000公斤力/厘米2 4.超高壓空壓機：壓力大于1000公斤力/厘米2。 第13頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 按氣體達到終了壓力所需

6、的級數(shù) 1.單級空壓機：氣體經(jīng)一級壓縮達到終壓。 2.兩級空壓機：氣體經(jīng)兩級壓縮達到終壓。 3.多級空壓機：氣體經(jīng)三級以上壓縮達終壓。第14頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 二.往復式空壓機的工作原理 每一臺空壓機都有氣缸和活塞。壓縮空氣 過程包括：吸入、壓縮和壓出三個過程。 工作原理：利用往復運動的活塞與氣缸壁 面所構(gòu)成的容積變化來進行工 作的?？諝獾奈牒团懦鲇晌?氣閥和排氣閥來控制的。第15頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 提問:活塞在氣缸中運動是否能到始端和 末端?第16頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 為什么要有

7、余隙,余隙應(yīng)該多大? 1.壓縮空氣時,空氣中可能有部分水蒸汽凝 結(jié)下來,水不可壓縮的,如果沒有空隙對機 器帶來不良影響. 2.留有余隙不會使活塞與氣缸蓋發(fā)生撞擊. 3.余隙內(nèi)空氣膨脹作用,能使吸氣閥開.關(guān)較 穩(wěn)定. 4.為了裝配和調(diào)節(jié)時的方便,也需要有余隙.第17頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 對余隙的要求:過小不能完成上述作用. 過大則影響吸入的氣量. 因此,在一般情況下,余隙容 積為氣缸容積的38%.第18頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 三.礦山常用的空壓機型號 4L20/8型 “4”L系列中第四種基本產(chǎn)品 “L”氣缸排列L型 “20”額

8、定排氣量m3/min “8”額定排氣壓力8kgf/cm2 注意：1kgf/cm2 0.1Mpa 第19頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 L5.540/8型 “L”氣缸排列為L型 “5.5”活塞推力5.5噸 “40”額定排氣量m3/min “8” 額定排氣壓力kgf/cm2 注意：1噸10千牛第20頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2D12100/8型 “2”氣缸列數(shù) “D”對稱平衡式 “12”活塞推力120千牛 “100”額定排氣量m3/min “ 8 ” 額定排氣壓力第21頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 BZL3.52

9、0/7型 “B”電機為防爆型 “Z”無基礎(chǔ) “L”氣缸排列L型 “3.5”活塞推力35千牛 “20”額定排氣量m3/min “ 7 ”額定排氣壓力0.7Mpa 第22頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第23頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 第二章：往復式空壓機構(gòu)造及附屬裝置 講解我國煤礦常用的“L”類型 一.L型空壓機的結(jié)構(gòu) 1.結(jié)構(gòu)特點：兩級、雙缸、復動、水冷、 固定式空壓機。 2.結(jié)構(gòu)劃分：分為六大部分（機構(gòu)）第24頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 (1).壓縮機構(gòu)：由氣缸、吸氣閥、排氣閥 活塞等部件組成。 (2).傳動

10、機構(gòu)：由三角皮帶輪、曲軸、連桿 十字頭和軸承組成。 (3).潤滑機構(gòu)：由齒輪油泵、注油器和濾油 器等組成。第25頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 (4).冷卻機構(gòu)：由中間冷卻器、氣缸的冷卻 水套、冷卻水管、后冷卻器 潤滑油冷卻器等裝置組成。 (5).調(diào)節(jié)機構(gòu)：由減荷閥、壓力調(diào)節(jié)器等組成。 (6).安全保護裝置：由安全閥、油壓斷電器、 斷水開關(guān)和釋壓閥等組成。第26頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 二.空壓機的流程 1.壓氣流程：自由空氣濾風器減荷 閥一級吸氣閥一級氣 缸一級排氣閥中間冷 卻器二級吸氣閥二級 氣缸二級排氣閥(后冷 卻器) 風包工作點

11、。 第27頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2.動力的傳遞流程：電動機三角皮帶輪 曲軸連桿 十字頭活塞桿 活塞。第28頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 三.L型空壓機的主要部件 1.機身：由灰鑄鐵鑄成的，它是支承和裝 配各部件的骨架。 外形呈直角L形，在垂直和水平 頸部裝有可拆的十字頭滑道，兩 端的法蘭盤用來與一、二級氣缸 組件連接。機身底部兼作油池。第29頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第30頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2.曲軸：接受電動機以扭矩形式輸入的動力， 并把它轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊耐鶑妥饔昧?/p>

12、以壓縮 空氣而做功。 材質(zhì)為球墨鑄鐵，有一個曲拐其上并 列裝置兩根連桿。其兩端的主軸頸上各 裝有雙列向心球面滾子軸承。 軸的外伸端通過鍵與皮帶輪相連。 另一端裝有傳動齒輪油泵的小軸并經(jīng) 蝸輪蝸桿機構(gòu)帶動注油器。第31頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 曲軸的兩個臂上各用螺栓固定著一塊平 衡鐵，以平衡旋轉(zhuǎn)運動和往復運動時，不 平衡質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力。 曲軸上鉆有中心油孔，以便油泵排出的 潤滑油能通向各潤滑部位。第32頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第33頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 3.連桿：將作用在活塞上的推力傳遞給曲 軸

13、和將曲軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為活 塞的往復運動的機件。 它由桿體、大頭、小頭等組成。桿體 呈圓錐形，內(nèi)有貫穿大小頭的油孔。 連桿大頭分成兩半，內(nèi)裝澆有巴氏合 金襯層的大頭瓦，其間有兩組銅墊，可 調(diào)整大頭瓦和曲拐的徑向間隙。 第34頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 大頭瓦的兩半部分用兩個連接螺栓連接 起來，安裝于曲拐上。 連桿小頭內(nèi)裝有磷青銅軸瓦以減少摩擦。 連桿小頭瓦內(nèi)穿入十字頭銷與十字頭相 連，可從機身側(cè)面圓形窗口拆卸。第35頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第36頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 4.十字頭:它是連接活塞桿和連

14、桿的運動 機件,在十字頭滑軌上作往復運 動,具有導向作用.材質(zhì)為灰鑄鐵. 十字頭的一端用螺紋與活塞桿連接, 借螺紋和活塞桿的擰入深度,可調(diào)節(jié) 氣缸的余隙大小. 十字頭銷連接小頭瓦后,穿入十字頭 體的錐形孔中,用鍵固定在十字頭上. 第37頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第38頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 5.活塞組件:包括活塞.活塞環(huán)和活塞桿. (1).活塞:是壓縮機構(gòu)的主要部件.曲軸的旋 轉(zhuǎn)運動,經(jīng)連桿.十字頭.活塞桿變 為活塞在氣缸中的往復運動.從而 對空氣進行壓縮做功. 常見的活塞形狀有筒形和盤形.帶十 字頭的空壓機均采用盤形活塞.第39

15、頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 為了減少質(zhì)量,往往鑄成空心的,兩個端 面用加強筋連接,以增加剛度.材質(zhì)灰鑄鐵. 第40頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第41頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 (2).活塞環(huán):又稱漲圈,它是空壓機易損零件. 安裝在活塞外圓的活塞環(huán)槽內(nèi). 用灰鑄鐵制成方形斷面的開口 圓環(huán),具有一定的彈力. 在自由狀態(tài)下,外徑大于氣缸的 內(nèi)徑. 活塞環(huán)的切口形式分三種:直切.斜切.搭切.第42頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第43頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五

16、活塞環(huán)的作用:利用本身張力使環(huán)的外表面 緊貼在氣缸鏡面上,環(huán)的端面 緊貼在活塞環(huán)槽的壁面上,以 防止氣體的泄漏.為避免壓氣 從切口處泄漏,兩個活塞環(huán)切 口應(yīng)相互錯開,錯開角度不小 于120起密封作用外,活塞 環(huán)還起著布油和導熱的作用. 第44頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 (3).活塞桿:材質(zhì)45號鋼鍛造而成.桿身摩擦 部分經(jīng)表面硬化處理,具有良好 耐磨性. 活塞桿一端制成錐形體,插入活 塞的錐形孔內(nèi),用冠形螺母緊固 插有開口銷以防松動. 活塞桿另一端和十字頭用螺紋 連接,調(diào)節(jié)好余隙容積靠螺母緊.第45頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 6.氣缸

17、：是組成活塞式空壓機壓縮容積的主 要部分。 分為內(nèi)外層，兩層之間的空間為 流通冷卻水的冷卻水套，缸蓋和缸 座上各有4個氣閥室.分別安裝兩個 吸氣閥和兩個排氣閥。 缸蓋、氣缸體、缸座的水套、氣 路是對應(yīng)相通的，但水套和氣路之 間互相隔開。缸座內(nèi)側(cè)有填料箱。第46頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第47頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 7.氣閥：是隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的變化而 自動啟閉。 氣閥有吸氣閥和排氣閥。它們都 只允許空氣單方向通過的。 它的工作正常與否直接影響排氣 量和功率的消耗。第48頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 對

18、它有一定要求: (1).壽命長。 (2).阻力小，減少動力消耗。 (3).密封性好，減少空氣的泄漏量。 (4).形成的余隙容積小。 (5).結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，易于維修。 (6).噪音低，動作及時。 第49頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 8.填料裝置：空壓機工作時，活塞桿與氣 缸座之間要產(chǎn)生相對運動.因 此必然留有一定的間隙。為 防止壓縮空氣從此間隙外泄 所以設(shè)置填料裝置予以密封。 還可防止?jié)櫥捅换钊麠U帶 入氣缸。第50頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 L型空壓機采用金屬填料密封。包括密封 圈、擋油圈和隔環(huán)、墊圈組成。 密封圈用灰鑄鐵制成，用

19、3個帶斜口的瓣 組成整圈。在它的外緣溝槽內(nèi)放有拉力彈 簧，將其緊箍在活塞桿上，起密封作用。 當內(nèi)圈磨損后，借助彈簧的力量，能自動 向內(nèi)箍緊，保證密封。密封圈靠近氣缸。 擋油圈內(nèi)面開有環(huán)槽，可將活塞桿上帶來 機油刮下來，以免帶入氣缸內(nèi)，它裝在緊 靠機身的一側(cè)。第51頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 擋油圈內(nèi)面開有環(huán)槽，可將活塞桿上帶 來的機油刮下來，以免帶入氣缸內(nèi)，它裝 在緊靠機身的一側(cè)。第52頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第53頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 四.空壓機的附屬裝置 1.濾風器：是過濾空氣，以阻止空氣中的

20、 灰塵和雜質(zhì)進入氣缸。 濾風器分兩類： (1).干式濾風器：里面加充填物和過濾網(wǎng)。 (2).油浴式濾風器：這類濾風器不但有濾網(wǎng) 同時還有一定的油位。 第54頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 濾風器的結(jié)構(gòu)主要由外殼和濾芯組成。 4L-20/8型空壓機使用的金屬濾風器. 其外 殼由筒體和封頭組成，筒體內(nèi)裝有圓筒形 濾芯，它是由多層波紋狀金屬網(wǎng)組成。 其上涂有粘性油,一般60的氣缸油和40 的柴油混合而成。恩氏粘度為3.33.7E。 第55頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第56頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 濾風器應(yīng)安裝在室外

21、進風管道上。 它與空壓機的距離以不超過10米，并處 于清潔、干燥、通風良好的陰涼處為宜。 濾風器的吸氣口向下布置，免掉雜物。 第57頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2.風包：又叫儲氣罐。它有兩種形式：臥 式和立式。都是鋼板焊接而成。 作用:(1).緩和由于空壓機排氣不均勻和不 連續(xù)而引起的壓力波動。 (2).儲備一定數(shù)量的壓縮空氣,維持供 需之間的平衡。 (3).分離出壓氣中的油和水。第58頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第59頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 L型空壓機的風包，是用鍋爐鋼板焊接 而成的立式密封容器。其高

22、度H為直徑 D的23倍。 進氣管在下，排氣管在上，進氣管在罐 內(nèi)一段呈弧形，它的出氣口向下傾斜并 彎向罐內(nèi)壁，使氣體進入罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)以利 分離壓氣中的油和水。第60頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 風包上還裝有安全閥、檢查孔、壓力表 和放油水的連接管等。 風包在地面應(yīng)設(shè)在室外陰涼處，單獨使 用一個基礎(chǔ)。它和空壓機的距離不應(yīng)大 于1215米。 空壓機和風包之間的管道上只裝一個逆 止閥。第61頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 五.潤滑機構(gòu) 1.作用:(1).減輕滑動部位的磨損,延長零件使 用壽命. (2).減少摩擦功率,降低能耗. (3).潤滑油有冷卻作

23、用,可導走摩擦熱 使零件工作溫度不過高,保證滑動 部分必要的運轉(zhuǎn)間隙,防滑動部件 咬死或燒死. 第62頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 2.空壓機潤滑方式的種類 (1).飛濺潤滑:利用曲軸運動時,帶動油池的 油霧去潤滑氣缸或傳動機構(gòu). 這種方式簡單,適用于無十字頭的空壓 機上,大都是單動或小型空壓機. (2).壓力潤滑:應(yīng)用廣泛.目前使用的潤滑方 式為壓力潤滑.第63頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 3.潤滑系統(tǒng) 空壓機的潤滑分為傳動機構(gòu)潤滑和氣缸潤 滑兩個獨立系統(tǒng). (1).傳動機構(gòu)的潤滑: 油池 粗過濾盒潤滑油冷卻器齒輪 油泵濾油器曲軸的中心

24、油孔曲拐 和連桿大頭瓦的配合面連桿中心孔 連桿小頭瓦和十字頭銷的配合面十字 頭滑軌油池. 第64頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五第65頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 (2).氣缸的潤滑: 減少活塞和氣缸鏡面之間 的摩擦阻力,減少磨損.還起 一定的冷卻作用,帶走摩擦 熱,防止活塞環(huán)及活塞與氣 缸咬死或燒傷.第66頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 L型空壓機采用單獨的注油器向缸 內(nèi)壓油潤滑. 在氣缸的注油孔處,一般都裝有逆 止閥,以防油管破裂時發(fā)生氣缸內(nèi)壓氣 反沖,并便于空壓機在不停機時更換注 油器.第67頁，共80頁，20

25、22年，5月20日，12點1分，星期五 4.對潤滑油的要求 (1).在高溫條件下能維持一定的粘度,以便 保持一定的油膜強度. (2).有足夠高的閃點溫度,防止偶然產(chǎn)生火 花引起潤滑油的燃燒,閃點溫度不得低 于215. (3).要有良好的抗氧化穩(wěn)定性.以降低在高 溫下氧化的速度,使膠質(zhì)和積碳減少到 最低的限度. 第68頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 6.潤滑油的選用 空壓機氣缸的潤滑應(yīng)采用HS-13號(稀.冬) 和HS-19號(稠.夏季)壓縮機油. 空壓機運動機構(gòu)的潤滑可以選用機械油 例如 HJ-30.HJ-40.HJ-50等牌號的機械油. 空壓機的潤滑油要適當,既不能中斷,也不 能過量,氣缸的潤滑尤其如此.因此供油量 必須按說明書調(diào)整適當. 第69頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五 六.冷卻機構(gòu) 1.空壓機冷卻的目的 煤礦安全規(guī)程第438條規(guī)定:單缸空壓機的排氣溫度不得超過190,雙缸不得超過160 (1).降低壓氣溫度,保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn). (2).降低功率消耗,增大排氣量,提高壓機效率. (3).分離出壓氣中的油和水,提高壓氣質(zhì)量.第70頁，共80頁，2022年，5月20日，12點1分，星期五