化工機器與設備

化工機器(jīqì)與設備課件檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月11日精品資料目錄緒論(xùlùn)第二篇．化工設備第一章．薄壁容器(róngqì)基礎知識第一章．基礎知識第二章．容器附件第二章．泵第三章．高壓容器第三章．活塞式壓縮機第一篇．化工機器檢修車間課件創(chuàng)建日期2008年10月11日第四章．離心式壓縮機第五章．離心機第五章．塔設備第四章．換熱器第六章．化工機械的防腐精品資料前言按照技術理論課要為生產(chǎn)實習教學服務，并滿足生產(chǎn)實習教學需要的觀點，將化工機器維修專業(yè)的化工原理(yuánlǐ)與化工機器與設備合并。2008年10月11日檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月11日

1986年勞動人事部、國家教委聯(lián)合頒發(fā)的《技工學校工作條例》明確指出：“技工學校的教學，必須著重操作技能的訓練；并緊密圍繞培訓目標，安排必要的文化與技術理論基礎課程”。

該教材是本著改革的精神，按照化工部頒發(fā)的教學大綱和1988年審定的《化工機器與設備》教材編寫提綱組織編寫的，在內(nèi)容上力求緊緊圍繞培養(yǎng)中級化機維修鉗工的應知應會知識，力求做到理論與實際密切結合。精品資料緒論(xùlùn)在化工生產(chǎn)裝置中，凡主要部件是運動的，我們稱為化工機器(jīqì)，如壓縮機、離心機、風機、泵等。凡主要部件是靜止的，則稱為化工設備，如塔器、換熱器、反應器等等。以上二者通稱為化工機械，即化工機械是由機器(jīqì)和設備兩部分組成的。檢修車間課件創(chuàng)建日期2008年10月11日精品資料第一篇．化工(huàgōng)機器精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日第一章．基礎知識第一節(jié)．單位制和單位換算一、基本量和導出量

我們選定少數(shù)幾個物理量為基本量，如力學中的長度、質量和時間就是三個基本量?；玖康膯挝蝗鏼（米）、kg（千克）和s（秒）等稱為基本單位。由基本量根據(jù)物理定律導出的其它物理量稱為導出量。導出量的單位稱為導出單位。如速度就是導出量，其單位m/s（米/秒）為導出單位。二、常用單位制精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日第二節(jié)．流體輸送的基礎知識

我們將氣體和液體統(tǒng)稱為流體。流體具有流動性，氣體是可以壓縮的，液體則由于壓縮性很小，工程上近似地認為是不可壓縮的。本節(jié)向大家介紹流體的一些主要物理性質及流體流動的基礎知識。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日一、流體的主要物理量（一）密度1.密度：單位體積流體所具有的質量，稱為密度。用符號ρ表示。即ρ=m/V，kg/m32.相對密度：在一定溫度下，流體的密度與277K時純水的密度之比，稱為相對密度。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日（二）壓力流體壓力及其單位：流體垂直作用于單位面積上的力，稱為流體的壓力強度，簡稱壓力或壓強。用符號p表示。即p=F/A，N/m2

在SI制中，壓力單位為N/m2，稱為帕〔斯卡〕，符號為Pa。2.絕對壓力、表壓和真空度精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日3.把比大氣壓力低760mmHg的壓力稱為絕對零壓。凡是以絕對零壓為起點計算的壓力稱為絕對壓力。絕對壓力=大氣壓力＋表壓為了表示實際壓力比大氣壓力低的狀態(tài)，我們把比大氣壓力低的部分稱為真空度。真空度=大氣壓力－絕對壓力以大氣壓線為零點的上側為表壓，下側為真空度，所以真空度又稱負表壓，或稱負壓。必須說明，大氣壓力的數(shù)值不是固定不變的，它隨海拔高度的增加而降低。因此，大氣壓力應以當時、當?shù)貧鈮河嬌系淖x數(shù)為準。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日二、流體流動的基本概念（一）流量和流速流量：流體流動過程中，單位時間內(nèi)通過任一截面的流體量，稱為流量。在生產(chǎn)中流量通常指的是體積流量。單位時間內(nèi)通過導管任一截面的流體體積，稱為體積流量，用符號qv表示。qv=V/t，m3/s2.流速：單位時間內(nèi)流體在流動方向上流過的距離，稱為流速。用符號u表示，其單位為m/s。流體在導管截面上各點的流速并不相同，管中心流速最快，離中心越遠，流速越慢，管壁處流速為零。因此，通常所說的流速是指流體在同一截面上的平均流速。流速與流量間的關系為：u=qv/A，m/s精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日（二）穩(wěn)定流動的連續(xù)性

流體在管道中流動時，任一截面處的流速、流量和壓力等物理量，均不隨時間而變化，稱為穩(wěn)定流動。相反則屬于部穩(wěn)定流動。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日（三）穩(wěn)定流動下的能量關系位能：流體在重力作用下，因質量中心高于某一基準而具有的能量，稱為位能。單位重量流體的位能稱為位壓頭。2.動能：流體以一定的速度流動而具有的能量，稱為動能。單位重量流體的動能稱為動壓頭。3.靜壓能：靜壓力推動流體運動所做的功，稱為靜壓能。單位重量流體的靜壓能稱為靜壓頭。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日（四）流體阻力

內(nèi)摩擦是產(chǎn)生流體阻力的根本原因。流體流動狀態(tài)是產(chǎn)生流體阻力的一個原因；此外，管壁的粗糙程度、導管的直徑和長度，也對流體的阻力產(chǎn)生影響。

為節(jié)能和降低生產(chǎn)成本，應盡量減少阻力?？蓮囊韵路矫嬷郑?/p>

1.盡可能使管路短些，不裝不必要的管件和閥門；盡量使管路走直路，少轉彎。

2.適當放大管徑。

精品資料第二節(jié)．潤滑(rùnhuá)基本知識檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月11日一、摩擦與磨損

相互接觸的物體，在接觸面間產(chǎn)生阻止物體相對運動的現(xiàn)象，稱為摩擦。由于摩擦而產(chǎn)生的阻力，稱為摩擦力。產(chǎn)生摩擦的接觸面，稱為摩擦面。

物體在相互摩擦過程中，接觸面損壞的現(xiàn)象，稱為磨損。磨損的結果，使兩接觸面有微粒脫落，表面性質、幾何尺寸發(fā)生變化。凡能起到降低接觸面間的摩擦阻力的物質都稱為潤滑劑。

綜上所述，摩擦是現(xiàn)象，磨損是摩擦的結果，潤滑是降低摩擦、減少磨損的重要措施，三者是密切關系的。常用的潤滑劑有液體、半液體和固體三種。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日二、潤滑油

液體狀態(tài)的潤滑劑稱為潤滑油或稀油。其主要功用是減摩、冷卻和防腐。（一）主要質量指標1.粘度：液體內(nèi)部分子間發(fā)生相對運動時所產(chǎn)生的摩擦阻力，稱為粘度。粘度表示方法有：動力粘度、運動粘度和恩氏粘度。潤滑油的粘度隨溫度而變，所以在表示粘度時，必須注明是什么溫度下測定的粘度。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月11日2.閃點：在一定條件下加熱油品，當油蒸氣與空氣的混合氣體同火焰接觸時，發(fā)生閃火現(xiàn)象的最低溫度，稱為閃點。

3.凝固點：油品在一定條件下冷卻到失去流動性的最高溫度，稱凝固點或凝點。4.水分：指潤滑油中含水量占試油重量的百分數(shù)。5.機械雜質：油品中的懸浮物或沉淀物總稱為機械雜質。6.水溶性酸堿：指油品中含有可溶于水的有機酸和堿。7.油性：油品能散布并牢固地吸附在摩擦表面而形成一層薄薄的油膜的性能，稱為油品的油性。8.抗氧化安定性：油品在使用和貯存過程中，抵抗（或阻止）氧化變質的能力，稱為抗氧化安定性。精品資料(二)潤滑油選擇(xuǎnzé)檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日油品應根據(jù)機器的工作條件（負荷溫度和轉速等）進行選擇。潤滑油的一般選擇原則如下：1.受沖擊負荷（或交變負荷）和往復運動的摩擦零件應選用粘度較大的潤滑油；2.工作溫度較高，磨損較嚴重和加工較粗糙的摩擦表面應用粘度較大的潤滑油；3.在高溫下工作的蒸汽機汽缸和壓縮機氣缸應選用閃點高的潤滑油；4.冷凍機應選用凝固點低的潤滑油；5.在冬季工作的摩擦零件應選用粘度小和凝固點低的潤滑油，而在夏季工作的應選粘度大的潤滑油。總之，在充分保證機器摩擦零件安全運轉的條件下，為了減少能量的損耗，應優(yōu)先選用粘度最小的潤滑油。精品資料三、潤滑脂（一）潤滑脂的組成(zǔchénɡ)潤滑脂的基本(jīběn)組分為潤滑油，稠化劑和添加劑。一般潤滑油含量占75～90％，稠化劑含量占10～20％，其余為添加劑。精品資料（二）主要(zhǔyào)性能指標檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日1.針入度：用標準圓錐體放于25℃潤滑脂試樣表面，經(jīng)5秒鐘后所沉入的深度（單位為1/10mm），稱為該潤滑脂的針入度或穿入度。2.滴點：潤滑脂試樣裝入滴點計中，以規(guī)定的加熱條件加熱，從脂杯中滴落下第一滴油時的溫度，稱為滴點。3.皂分：潤滑脂中脂肪酸皂的含量稱為皂分。精品資料（三）選擇(xuǎnzé)原則潤滑脂的一般選擇原則(yuánzé)如下：

1.重負荷的摩擦表面應選用針入度小的潤滑脂。

2.高轉速的摩擦表面應選用針入度大的潤滑脂。檢修車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日3.冬季或在低溫條件下工作的摩擦零件應選用由低凝固點和低粘度潤滑油稠化而制成的潤滑脂，而夏季或高溫條件下工作的摩擦零件應選用滴點高的潤滑脂

4.在潮濕或水直接接觸的條件下工作的摩擦零件應選用鈣基潤滑脂；而在高溫條件下工作的摩擦零件應選用鈉基潤滑脂。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

一般有6種變質：

（四）變質處理1.顏色變黑，表示氧化變質。2.表面形成膠膜亦屬氧化現(xiàn)象。3.析油表示膠體安定性已破壞。4.由于吸收水分或漏入雨水，油脂易產(chǎn)生表面乳化現(xiàn)象。5.潤滑脂變稀可能是貯存溫度過高造成的，須立即轉移到?jīng)鏊沫h(huán)境中存放，使其恢復原有的稠度。

6.潤滑脂變硬可能是長期冷凍造成的。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日四、固體潤滑劑1.與摩擦表面的粘著力強；

在相互接觸的摩擦表面間加入具有潤滑作用的固體粉末或薄膜，以達到減少表面間摩擦和磨損的目的，稱為固體潤滑。（一）固體潤滑劑的特點2.具有各向異性的晶體強度性質，即抗壓強度大，抗剪強度小；3.若為非各向異性的晶體，則其抗剪強度必須低于摩擦材料的抗剪強度；4.在較寬的溫度范圍內(nèi)，能保持性能穩(wěn)定而不起化學反應。精品資料（二）固體潤滑劑的使用(shǐyòng)方法檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日1.直接使用粉末

2.添加在潤滑油脂中3.將固體潤滑劑制成糊狀或油膏狀

4.粘結固體潤滑膜5.自潤滑復合材料精品資料第一章．泵檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日第一節(jié)．概述用來輸送液體并提高液體壓力的機器，我們稱為泵。根據(jù)工作原理，大致分為以下三類：容積式泵：利用泵內(nèi)工作室的容積周期性變化來輸送液體。2.葉片式泵：利用泵內(nèi)工作葉輪的高速旋轉運動來輸送液體。3.其它類型泵：利用另一種流體在運動過程中的能量變化來輸送液體。離心泵主要應用在大流量，揚程不十分大的場合。一般容積式泵應用在小流量，高揚程的場合。轉子泵則應用在小流量，中等揚程的場合。精品資料課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日檢修(jiǎnxiū)車間第二節(jié)．離心泵的分類及工作原理一、離心泵的分類

離心泵結構：如圖1-2-2。由葉輪、泵體、泵軸、吸液室、填料函、密封環(huán)和托架等零件組成。

離心泵具有結構簡單、使用范圍廣和運轉可靠等優(yōu)點。圖1-2-2精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日（一）按葉輪數(shù)目分單級泵：泵中只有一個葉輪。單級泵所產(chǎn)生的壓力不高，一般不超過1.5MPa。2.多級泵：泵中有兩個或兩個以上葉輪。一個葉輪便是一級，級數(shù)越多壓力越高。目前我國生產(chǎn)的多級泵最高壓力可達28MPa。（二）按葉輪吸入方式分單吸泵：液體從葉輪的一側流入輪內(nèi)。2.雙吸泵：液體從葉輪的兩側同時流入輪內(nèi)。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日二、離心泵的裝置及工作原理

離心泵裝置是由離心泵和管路輸送系統(tǒng)組成的。一般離心泵入口都有濾網(wǎng)，出口有止逆閥。（二）離心泵工作原理（一）離心泵裝置

泵在啟動前，使泵體和整個吸入管路充滿液體。當葉輪高速旋轉時，葉片間的液體也跟著旋轉起來，液體在離心力的作用下，沿著葉片流道從葉輪的中心往外運動，然后從葉片的端部被甩出，進入螺旋形的泵殼內(nèi)，由于流道斷面積逐漸擴大，被甩出的流體流速減慢，將部分動能轉化為靜壓能，使壓力上升，最后從排出管排出。與此同時，在葉輪中心，由于液體被甩出，產(chǎn)生了局部真空，因此，吸液池液體在液面壓力的作用下就從吸入管源源不斷地被吸入泵內(nèi)。葉輪不停地旋轉，液體就連續(xù)不斷地吸入和排出。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

綜上所述，離心泵的工作原理是葉輪在充滿液體的泵內(nèi)高速旋轉，使液體受到離心力作用，依靠離心力來吸入和排出液體。離心泵運轉時，如果泵內(nèi)沒有充滿液體或者在運轉中漏入了空氣，由于空氣的密度比液體的密度小得多，產(chǎn)生的離心力小，在吸入口處所形成的真空度較低，不足以將液體吸入泵內(nèi)，這時，雖然葉輪轉動，卻不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為“氣縛”。為消除”氣縛“現(xiàn)象，通常在泵啟動前要灌泵，使泵內(nèi)和吸入管道充滿液體。對于大功率的泵，為減少阻力損失，常不裝底閥，不灌泵，而采用真空泵抽吸氣體然后啟動。精品資料第三節(jié)．離心泵的性能參數(shù)一、流量：泵在單位時間內(nèi)所輸出的液體(yètǐ)量，稱為流量或排量。用Q表示。檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日離心泵的主要性能參數(shù)有流量、揚程、轉速、功率和效率等。二、揚程：泵給1N重液體的外加能量，稱為揚程或離心泵的壓頭。用H表示。

銘牌上的揚程是指全揚程。一般以泵軸線為界，泵一側把液體從水池吸入的高度稱吸水揚程，用H吸表示；泵另一側把液體送入高位槽的高度稱壓水揚程，用H壓表示。H=H吸＋H壓

因管路阻力損失，該泵實際上只把液體從水池液面送入高位槽上液面。兩液面的高差稱為液體的升揚高度（Z），即Z=H實吸＋H實壓精品資料三、轉速：泵葉輪每分鐘的轉數(shù)，稱為(chēnɡwéi)轉速。用n表示。四、功率(gōnglǜ)和效率

泵的有效功率和軸功率的比值，稱泵的效率。用η表示。η=(Ne/N)×100%檢修車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日

離心泵的功率指軸功率，即原動機傳給泵葉輪軸的功率。用N表示。

泵每秒鐘對排出液體所做的凈功，稱有效功率。用Ne表示。Ne=ρgHQ

由于泵在運行時，可能出現(xiàn)超負荷情況，因此，制造廠配的電動機功率為軸功率的（1.1~1.2）倍，即（1.1~1.2）N。

系數(shù)的選取由軸功率大小而定，軸功率小取大值，軸功率大則取小值。

銘牌上的轉速是額定轉速，泵在此轉速下，銘牌上的各性能參數(shù)才能達到。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年6月18日五、允許吸上真空度和允許汽蝕余量

允許吸上真空度和允許汽蝕余量都是用來表示泵的吸入性能的參數(shù)。它們是確定泵安裝高度（液面至泵入口中心線的垂直距離）的重要依據(jù)。檢修車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

從泵的工作原理中已知道，泵的吸液過程只有在泵內(nèi)產(chǎn)生真空度（相對吸液池液面壓力）才能進行，而真空度是有一定限度的，真空度升高，標志著絕對壓力降低，當真空度升到一定程度時，絕對壓力降到一定程度，泵運轉中就出現(xiàn)一種“汽蝕”現(xiàn)象。當葉輪入口偶偶處的壓力等于或低于工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓時，液體就會沸騰汽化，產(chǎn)生大量的汽泡。同時，原來溶于液體中的氣體也將析出。這些汽泡隨液體流到葉輪內(nèi)壓力較高處時重新凝結。在凝結過程中，由于體積急劇縮小，四周的液體以極大的速度沖向這個凝結空間。由于液體質點互相沖擊，造成很高的瞬間局部沖擊壓力，這個極大的沖擊力可使材料表面逐漸形成斑點、小裂縫，甚至成海綿狀或金屬粒子整塊脫落，我們把汽泡的形成和破裂以致材料受到破壞的全過程，稱為汽蝕現(xiàn)象。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

汽蝕發(fā)生時，材料在沖擊力作用下發(fā)生破壞，同時泵體因受沖擊而振動，并發(fā)出噪音，泵的性能下降，嚴重時甚至無法工作。

實驗證明，離心泵汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生與吸液高度有關。泵在低于允許吸液高度下操作，可以保證整個裝置安全可靠運行。

允許吸上真空高度是由制造廠從泵進口試驗中測出的最大真空度Hsmax，再減去0.3m的安全量之后的值。用Hs表示。

泵剛剛發(fā)生汽蝕時的汽蝕余量為泵的最小汽蝕余量△hmin，再加上0.3m的安全量之后的值，稱為允許汽蝕余量。用△h表示。精品資料第四節(jié)．離心泵的性能(xìngnéng)曲線檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日一、性能曲線（一）Q----H曲線1.平坦性能曲線：這種性能曲線的離心泵，揚程隨流量的變化緩慢，適用于壓頭變動不大而流量有較寬變動范圍的場合。2.陡降性能曲線：這種性能曲線的離心泵，在流量改變時，揚程發(fā)生較大的改變，適用于流量變化不大而壓頭變化較大的系統(tǒng)中，或在壓頭有波動時，要求流量變化不大的系統(tǒng)中。3.駝峰性能曲線：這種性能曲線隨流量的增加而上升，流量達到一定值時，揚程有一對應的最大值，然后曲線逐漸下降。精品資料（二）Q----N曲線(qūxiàn)檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建日期2008年10月12日

流量為零時軸功率最小，故離心泵在啟動時都將排出閥關閉，此時流量Q為零，啟動功率最小，可以防止電動機因過載而損壞。待電機達到額定轉速后再逐漸打開泵的排出閥。（三）Q----η曲線

通常情況下，離心泵應在最高效率點附近的區(qū)域內(nèi)工作。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日二、影響性能曲線的因素

泵的性能曲線是在葉輪直徑和轉速一定時，以清水作為介質，經(jīng)試驗測定、繪制而成的。（一）轉速改變時

若將離心泵的轉速從n改變到n·，它的流量、揚程、功率將發(fā)生變化，并遵循著一定的比例關系，即：Q/Q·=n/n·H/H·=(n/n·)2N/N·=(n/n·)3

可以看出，泵通提高轉速后，功率增加很多。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日（二）葉輪直徑改變時

若將離心泵葉輪直徑減小，則在同一轉速下泵的性能曲線將有所改變。在轉速不變和效率幾乎不變的情況下，其流量、揚程、功率與葉輪的外徑遵循一定的切割關系，又稱切割定律，即：Q/Q·=D2/D2·H/H·=(D2/D2·)2N/N·=(D2/D2·)3

葉輪直徑減小后，雖然流量、揚程有所降低，但軸功率降低幅度更大，因此，相對地提高了機械效率，節(jié)省了動力費用，故生產(chǎn)上常常用改變?nèi)~輪直徑的辦法來擴大離心泵的使用范圍。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

葉輪經(jīng)車削后，泵的效率都要降低。如比轉速ns為60~120的離心泵，葉輪外徑每車削10%，效率則下降1%；比轉速為200~300的離心泵，葉輪外徑每車削4%，效率也降低1%。為使效率不致降低過多，對葉輪的車削量需要加以限制，葉輪直徑的允許車削量與比轉速有關。見表所示：

離心泵葉輪的允許車削量

ns60120200300350（D2－D2·）/D20.20.150.110.090.07

實踐證明，ns＜200的泵，按表車削葉輪外徑時，泵的效率基本上不變或降低很少。

精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日（三）輸送液體粘度改變時

當離心泵輸送介質的粘度大于清水時，離心泵的性能曲線將發(fā)生變化。

在操作溫度下，輸送液體的運動粘度V＜0.2×10-4m2/s時，如汽油、煤油、輕柴油等，泵的性能曲線可不必換算。如果液體的運動粘度V＜0.2×10-4m2/s時，泵的性能曲線必須進行換算。

若已知離心泵輸送清水時的性能，它們各對應參數(shù)間的關系是：Q·=KQQH·=KHHη=Kηη精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日第五節(jié)．離心泵的運轉一、泵的工作點（一）管路特性曲線

將液體由池面壓力為Pa的蓄液池輸送到高度為HAB、壓力為Pa的B出口處，如圖1-2-13所示。

由伯努利方程式和管路阻力計算式，可推導出對于一定管路系統(tǒng)，將一定流量的液體輸送至出口處的外加揚程計算式。即：

Hc=HAB＋〔（Pb－Pa）/ρg〕＋KQ2，m

圖1-2-13精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日(二)離心泵的工作點

在離心泵裝置中，當離心泵在一定轉速下運轉時，某一流量對應一定揚程，即泵的工作點在該泵的Q---H曲線上。另外，由于泵的管路串聯(lián)，這樣管路流量應與泵流量一樣。從管路來看，當管路一定時，輸送一定流量的液體所需外加壓頭應是Q---Hc曲線上的對應值，即泵在管路中工作時，工作點也應在Q---Hc曲線上。離心泵的工作點既在Q---H曲線上，又在Q---Hc曲線上，因此，工作點一定在Q---H曲線與Q---Hc曲線的交點上，如圖1-2-15所示。在M點的流量下，泵所具有的揚程H與管路上所需的外加壓力Hc正好相等。如果設想泵不是在M點而是在B點工作，那么在B點的流量下，圖1-2-15精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

泵的揚程Hb大于管路所需要的壓頭Hcb，多余的壓頭必使管路的流量增加，泵的工作點就要右移，使得Q=Qm時才趨于穩(wěn)定；當泵在A點工作時，則Ha＜Hca，管路中的流量不能維持在Qa而會自動減少，一直減少到Q=Qm時，流量才不再減少而趨于穩(wěn)定。

由此看來，在一定的管路系統(tǒng)中，當其泵的尺寸及轉速一定時，它只有一個穩(wěn)定的工作點M。該點由泵的Q---H曲線與該管路系統(tǒng)的Q---Hc曲線的交點決定。圖1-2-16精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日（三）流量調(diào)節(jié)

在生產(chǎn)過程中，根據(jù)工藝要求改變管路系統(tǒng)的流量是經(jīng)常的。由于離心泵的工作流量和揚程決定于管路特性曲線與泵的性能曲線的交點，所以流量調(diào)節(jié)實質上是如何改變兩曲線的交點，即改變兩曲線的位置。

改變排出管路上排出閥的開度來進行流量調(diào)節(jié)，是最簡便的方法。圖1-2-16中，當閥逐漸關小時，阻力系數(shù)ζ增加，管路特性曲線向左移。調(diào)節(jié)閥全開時，管路中的流量Q1，隨著調(diào)節(jié)閥逐漸關小，泵的工作點由M1移至M2，流量逐漸減少到Q2。

關小調(diào)節(jié)閥使泵的流量由Q1減到Q2時，泵的工作效率相應地由η1降到η2，雖然泵的揚程能達到Ha，可是用于輸送液體的壓頭只是Ha，其余的壓頭即Ha－Ha=△h，則完全消耗在克服閥門阻力上。用關小調(diào)節(jié)閥的方法來調(diào)節(jié)流量不很經(jīng)濟，但由于其裝置簡單，調(diào)節(jié)方便，故常采用。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日

改變泵的性能曲線，使工作點移動進行流量調(diào)節(jié)，也是常用的調(diào)節(jié)方法，在改變泵的轉速或改變?nèi)~輪的直徑等。二、泵的串并聯(lián)工作（一）串聯(lián)工作

泵的串聯(lián)是指把一臺泵的出口接到下一臺泵的吸入口上。離心泵串聯(lián)使用的目的是為了增加揚程。

離心泵串聯(lián)工作可提高揚程，但要注意多臺泵串聯(lián)時后面泵的泵體強度。（二）并聯(lián)工作

泵的并聯(lián)是指將每臺泵的進出口分別接在同一個吸入和排出管路系統(tǒng)中。其目的在于增加流量。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日第六節(jié)．離心泵的主要零件一、轉子

離心泵轉子由轉動的葉輪、轉軸、軸套和軸承等零件組成。因隨軸轉動，故稱轉子。

（一）葉輪

葉輪是離心泵作功的部件，依靠它高速旋轉對液體作功二實現(xiàn)又聽的輸送。葉輪一般由輪轂、葉片和蓋板三部分組成。按結構形式可分為三種：精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日閉式葉輪：如圖1-2-19（a）所示。

當葉片彎曲方向與葉輪旋轉方向相反時，稱后彎式葉片，圖1-2-22所示即為后彎葉片。一般離心泵多采用后彎葉片。這種閉式葉輪效率較高，應用最廣，適用于輸送清潔液體。閉式葉輪有單吸和雙吸（如圖1-2-20）兩種類型。雙吸葉輪比單吸葉輪輸送量大。(a)(b)(c)圖1-2-19圖1-2-20精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月12日2.開式葉輪：如圖1-2-19（b）所示。這種葉輪效率低，適用于輸送污水、含泥砂及纖維的液體。3.半開式葉輪：如圖1-2-19（c）所示。

這種葉輪的效率比開式葉輪高，比閉式葉輪低，適用于輸送粘稠及含有固體顆粒的液體。

按葉片的形狀及液體在葉輪內(nèi)流動方向的不同，葉輪可分為徑流式、軸流式和混流式，如圖1-2-21所示。圖1-2-21精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

徑流式葉輪應用在離心泵中，液體沿軸向進入葉輪，沿徑向從葉輪流出，液體獲得的能量主要來源于葉輪旋轉時產(chǎn)生的離心力。軸流式葉輪應用在軸流泵中，液體沿軸向通過葉輪，液體獲得的能量主要來源于葉輪旋轉時產(chǎn)生的升力（或推力）。混流式葉輪應用在混流泵中，液體沿軸向進入葉輪，而沿軸向與徑向之間的某方向流出，依靠離心力和軸向推力的混合作用輸送液體。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）轉軸和軸套

轉軸是一個傳遞動力的零件，并把葉輪、軸套、軸承和聯(lián)軸器等連成轉子。

軸套裝在軸上，可防止轉軸磨損和腐蝕，延長轉軸的使用壽命。軸套與轉軸一般采用過盈配合。（三）軸承

軸承起支承轉子重量和受力的作用。離心泵上多使用滾動軸承，其外圈與軸承座孔采用基軸制，內(nèi)圈與轉軸采用基孔制。軸承一般用潤滑脂和潤滑油潤滑。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、殼體

殼體是離心泵的換能裝置。從葉輪流出的液體具有很大的動能，為了減少能量損失，必需降低液體流速，把一部分動能轉變?yōu)殪o壓能。換能裝置有兩種結構。（一）蝸殼

蝸殼又稱泵殼，如圖1-2-22所示。蝸殼呈螺旋形，其流道逐漸擴大，出口為擴散狀。液體從葉輪流出后其流速可平緩地降低，使很大一部分動能轉變?yōu)殪o壓能。因出口為擴散管狀，蝸殼還能把從葉輪流出來的液體收集起來送往排出管。圖1-2-22精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

蝸殼制造比較方便，泵性能曲線的高效率區(qū)域比較寬。改變?nèi)~輪直徑，泵的效率變化比較小。但蝸殼形狀不對稱，在使用單蝸殼時作用在轉子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級泵中只是首段（吸入段）尾段（排出段）采用蝸殼，而在中段采用導輪裝置。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）導輪：如圖1-2-23所示。

液體從葉輪甩出后，平緩地進入導輪，沿正向導葉繼續(xù)向外流動，速度逐漸降低，靜壓能不斷提高。液體經(jīng)導輪背面反向導葉被引向下一級葉輪。

導輪與蝸殼相比，其外形尺寸小，但效率也較低。由于導輪中有多個葉片，當泵的實際工況與設計工況偏離時，液體流出葉輪時的運動軌跡與導輪葉片形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失而造成效率的降低，故使用導輪裝置的離心泵，揚程和效率曲線均比蝸殼泵的陡。圖1-2-23精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（三）密封環(huán)

從葉輪流出的高壓液體通過旋轉的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口，稱為內(nèi)泄漏，如圖1-2-24所示。為了減少內(nèi)泄漏，保護泵殼，在泵殼和葉輪入口外緣裝有可拆換的密封環(huán)。

密封環(huán)的磨損會使泵的排液量減少，效率降低，當密封間隙超過規(guī)定值時應及時更換。圖1-2-24精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第七節(jié)．離心泵的軸封裝置

從葉輪流出的高壓液體，經(jīng)過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。

在旋轉的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置。它可以防止和減少外泄漏，提高泵的效率，同時還可以防止空氣吸入泵內(nèi)，保證泵的正常運行。常用的軸封裝置有填料密封和機械密封兩種。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日一、填料密封

密封原理是通過填料壓蓋壓緊填料，使填料發(fā)生變形，并和軸（或軸套）的外圓表面接觸，防止液體外流和空氣吸入泵內(nèi)。

填料密封的密封性可用調(diào)節(jié)填料壓蓋的松緊程度加以控制。填料壓蓋過緊，密封性好，但使軸和填料間的摩擦增大，加快了軸的磨損，增加了功率消耗，嚴重時造成發(fā)熱、冒煙、甚至將填料燒毀。填料壓蓋過松，密封性差，泄漏量增加，這是不允許的。合理的松緊程度應該使液體從填料函中滴狀漏出，每分鐘控制在15~20滴左右。對有毒、易燃、腐蝕及貴重液體，由于要求泄漏量較小或不準泄漏，可以通過另一臺泵將清水或其它無害液體打到水封環(huán)中進行密封，以保證有害液體不漏出泵外。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、機械密封

填料密封的密封性能差，不適用于高溫、高壓、高轉速、強腐蝕等惡劣的工作環(huán)境。機械密封裝置具有密封性能好，尺寸緊湊，使用壽命長，功率消耗小等優(yōu)點。（一）結構及工作原理

依靠動環(huán)與靜環(huán)的端面相互貼合，并作相對轉動而構成的密封裝置，稱為機械密封，又稱端面密封。

機械密封裝置中有四個泄漏點，即圖1-2-28中的A、B、C和D四點。圖1-2-28精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日A是動環(huán)和靜環(huán)端面間的密封，是徑向動密封；B是靜環(huán)和壓蓋間的密封，是靜密封；C是動環(huán)和軸（或軸套）幾周內(nèi)的密封，是相對靜止密封，當密封端面磨損時，動環(huán)密封圈允許其進行補償磨損的軸向移動，使動靜環(huán)端面接觸；D是壓蓋與泵體間的墊圈，仍是一個靜密封，可用各種形狀具有彈性的輔助密封圈來防止流體從泵體與壓蓋之間間隙泄漏。

動環(huán)和靜環(huán)組成摩擦副。有一對摩擦副的稱為單端面機械密封，如圖1-2-28所示；有兩個摩擦副的稱為雙端面機械密封，如圖1-2-29所示。圖1-2-29精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）零件材料

正確合理地選擇機械密封裝置中的各零件材料，是保證密封效果，延長使用壽命的重要條件。

材料必須滿足設備運轉中的工作條件，具有較高的強度、剛度、耐蝕性、耐磨性和良好的加工性。

在一對摩擦副中，不用同一材料制造動環(huán)和靜環(huán)，以免運轉時發(fā)生咬合現(xiàn)象。通常是動環(huán)材質硬，靜環(huán)材質軟，即硬-軟配對。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（三）冷卻沖洗

由于機械密封本身的工作特點，動靜環(huán)的端面在工作中相互摩擦，不斷產(chǎn)生摩擦熱，使端面溫度升高，嚴重時會使摩擦副間的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副嚴重磨損；溫度升高還使輔助密封圈老化，失去彈性，動靜環(huán)產(chǎn)生變形。為了消除這些不良影響，保證機械密封的正常工作，延長使用壽命，故要求對不同工作條件采取適當?shù)睦鋮s措施，以將摩擦熱及時帶走。常用的冷卻措施有沖洗法和冷卻法。（四）泄漏原因及處理措施，見表表1-2-3精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第八節(jié)．離心泵的軸向力及平衡裝置一、軸向力及危害性

液體以低壓p1進入葉輪，而在高壓p2下流出葉輪，且葉輪前后蓋板形狀的不對稱，使得葉輪兩側所受到的液體壓力不相等，因而產(chǎn)生了軸向力。葉輪兩側液體壓力的分布情況如圖1-2-33所示。

由于葉輪兩側受力不均勻，使得離心泵在運轉時，有一個沿軸并指向葉輪入口并作用在轉子上的力，使泵的整個轉子發(fā)生向葉輪吸入口竄動，引起泵的振動，軸承發(fā)熱，甚至損壞機件，使泵不能正常工作。尤其是多級泵，軸向力的影響更為嚴重。圖1-2-33精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、平衡裝置（一）單級泵的平衡方法葉輪上開平衡孔：其目的是使葉輪兩側的壓力相等，從而使軸向力平衡。如圖1-2-34。2.泵體上裝平衡管：如圖1-2-35，在泵體上裝一根平衡管，使葉輪背面B空間與泵的吸入口接通，并在葉輪后蓋上裝密封環(huán)A，使葉輪兩側壓力基本平衡。圖1-2-34圖1-2-35精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日3.采用雙吸葉輪：如圖1-2-20，由于雙吸葉輪的兩側對稱，故兩側受力相等，基本不存在軸向力的問題。但考慮到制造質量的因素，不可能使軸向力完全平衡，因此，在雙吸泵中仍須裝止推軸承。圖1-2-20圖1-2-20精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）多級泵平衡方法葉輪對稱布置：使串聯(lián)在同一軸上的幾個葉輪左右兩側所受的軸向力相等，來解決軸向力平衡問題。2.平衡盤裝置：因分段式多級離心泵葉輪沿一個方向裝在軸上，其總的軸向力很大，常在末級葉輪后面裝平衡盤來平衡軸向力。平衡盤裝置由裝在軸上的平衡盤和固定在泵殼上的平衡環(huán)組成，如圖1-2-37。平衡盤直徑D·與葉輪密封環(huán)直徑Dw大小有關，一般關系是D·=1.05Dw。圖1-2-37精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

在平衡盤（5）與平衡環(huán)（4）之間有一軸向間隙b，在平衡盤（5）與平衡套（3）之間有一徑向間隙b0，平衡盤（5）后面的平衡室與泵的吸入口用管子連通，這樣徑向間隙前的壓力是末級葉輪背面的壓力p2，平衡盤害后的壓力是接近吸入口的壓力p1。泵啟動后由多級泵末級葉輪流出來的高壓液體流過徑向間隙b0，壓力下降到P·，由于p·＞p1，就有壓力（p·－p1）作用在平衡盤（5）上，這個力就是平衡力，方向與作用在葉輪上的軸向力相反。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

離心泵工作時，當葉輪上的軸向力大于平衡盤（5）上的平衡力時，泵的轉子就會向吸入方向竄動，使平衡盤（5）的軸向間隙b減小，增加液體的流體阻力，因而減少了泄漏量。即增加了平衡盤上的平衡力。隨著平衡盤向左移動，平衡力逐漸增加，當平衡盤移動到某一個位置時，平衡力與軸向力相等，達到平衡。同樣，當軸向力小于平衡力時，轉子將向右移動，移動一定距離后軸向力與平衡力將達到新的平衡。由于慣性，運動著的轉子不會立刻停止在新的平衡位置上，而是繼續(xù)移動促使平衡破壞，造成轉子向相反方向移動的條件。泵在工作時，轉子永遠也不會停止在某一位置，而是在某一平衡位置左右軸向竄動。當泵的工作點改變時，轉子會自動地移到另一平衡位置做軸向竄動。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第九節(jié)．離心泵的結構一、離心泵的命名

我國泵類產(chǎn)品型號的編制由四個部分組成。其組成方式如下：第一部分代表泵的吸入口直徑，是用mm為單位的阿拉伯數(shù)字表示第二部分代表泵的基本結構、特征、用途及材料等。用漢語拼音字母的字首標注，如B表示單級單吸懸壁式離心泵；S表示單級雙吸離心水泵；D表示分段式多級離心水泵；F表示耐腐蝕泵；Y表示單級離心式油泵等。第三部分代表泵的揚程及級數(shù)，是以mH2O為單位的阿拉伯數(shù)字表示。第四部分代表泵的變型產(chǎn)品，用大寫漢語拼音字母A、B、C三個字母表示。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第十節(jié)．其它類型泵一、往復泵

往復泵屬于容積式泵，它是依靠泵缸內(nèi)的活塞或柱塞作往復運動，來改變工作室的容積，從而進行液體輸送的。

往復泵的工作原理與離心泵完全不同，可分為吸入和排出兩個過程。

吸入過程：當活塞從泵缸左端向右端移動時，泵缸內(nèi)工作室的容積逐漸增大，同時壓力降低，排出閥緊閉，貯液槽的液體在大氣壓力作用下，沿吸入管并頂開吸入閥進入工作室，直到活塞移動到最右端，泵缸內(nèi)充滿液體。

排出過程：當活塞往左移動時，工作室內(nèi)液體受到擠壓，壓力逐漸增高并頂開排出閥，使液體從排出管排出，直到活塞移動到最左端，泵缸內(nèi)液體被全部排出。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

活塞往返運動一次，完成吸入和排出過程各一次，稱為一個工作循環(huán)。當活塞不斷地作往復運動，泵就能不斷地輸送液體?；钊梢欢艘浦亮硪欢说木嚯x，稱為活塞的行程或沖程，左、右兩端點稱為止點。往復泵與離心泵相比較，具有以下特點：排出壓力可無限高2.流量與排出葉輪無關。3.具有自吸能力。4.流量不均勻。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、回轉泵（一）齒輪泵（二）螺桿泵：主螺桿是陽螺桿，從動螺桿是陰螺桿。三、真空泵：用來獲得低于一個大氣壓（小于105Pa）的機器。四、噴射泵五、特殊用途離心泵（一）液下泵（二）管道泵精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第三章活塞式壓縮機

第一節(jié)概述

壓縮機是一種提高氣體壓力并輸送氣體的機器。壓縮機的種類很多，按工作原理分為容積式壓縮機和速度式壓縮機兩類。容積式壓縮機的特征是工作過程具有周期性。氣體壓力的提高是壓縮機中氣體容積被縮小，氣體分子彼此接近，單位體積內(nèi)氣體分子密度增加的結果。一、活塞式壓縮機的基本結構和工作原理

（一）基本結構主要零件有機身、曲軸、連桿、活塞、氣缸和進排氣閥等。還有十字頭、滑道、活塞桿和填料函等。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）工作原理吸入過程：當活塞向右移動時，氣缸內(nèi)體積逐漸增大而壓力逐漸降低。當壓力降至稍低于進氣管中壓力時，進氣管中氣體便頂開進氣閥進入氣缸，直到活塞移動到右邊末端（又稱右止點）為止。2.壓縮過程：當活塞向左移動時，氣缸內(nèi)體積逐漸減小，而壓力逐漸增大。由于進氣閥有止逆作用，故氣缸內(nèi)的氣體不能倒回到進氣管中。同時，因排氣管中的氣體壓力又高于氣缸內(nèi)部的壓力，氣缸內(nèi)的氣體無法從排氣閥流出，而排氣管中的氣體因排氣閥的止逆作用，也不能進入氣缸內(nèi)。此時，氣缸內(nèi)的氣體量保持一定，隨著活塞的繼續(xù)向左移動，氣體所占容積繼續(xù)縮小，氣體分子濃度不斷增高，使氣體的壓力升高。3.排氣過程：由于活塞繼續(xù)向左移動，氣體壓力進一步提高，當氣缸內(nèi)氣體壓力升到稍高于排氣管中氣體壓力時，氣缸內(nèi)氣體便頂開排氣閥進入排氣管中，直至活塞移動左邊末端（又稱左止點）為止。然后活塞又開始子昂右移動，重復上述動作。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第二節(jié)活塞式壓縮機的熱力過程基礎

我們常用氣體的T（溫度）、P（壓力）和V（比容）三個物理量來表示氣體的狀態(tài)。過程指數(shù)m·取決于過程變化中被壓縮氣體與外界熱交換的情況。在壓縮過程中，保持氣體溫度不變的熱力過程，稱為等溫過程，其指數(shù)m·=1.

在壓縮過程在，氣體既不獲得也不放出熱量的過程，稱為絕熱過程，其指數(shù)m·=K。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第三節(jié)活塞式壓縮機的工作循環(huán)

一、理論壓縮循環(huán)先作如下假設：氣缸中的氣體在排氣過程中被全部排盡；2.進氣閥和排氣閥中無阻力存在；3.在循環(huán)過程中氣體無泄漏損失存在；4.進氣和排氣過程中氣體的溫度始終保持不變；5.氣體在壓縮過程中其過程指數(shù)m·是常數(shù)。

凡符合以上假設的壓縮機的工作循環(huán)，都稱為壓縮機的理論循環(huán)。壓縮機的理論循環(huán)最重要是吸入量等于排出量。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

由曲線包圍的面積4-1-2-3表示理論循環(huán)所消耗的功，其值為吸入、壓縮和排出功的總和。面積越大，說明功耗越大。圖1-3-10精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

壓縮機在實際工作中，由于受傳熱速率的限制，等溫壓縮是不可能實現(xiàn)的，壓縮機循環(huán)往往趨于絕熱循環(huán)。在實際生產(chǎn)中，為了節(jié)省壓縮氣體時的功耗，采用冷卻的辦法，使壓縮過程為多方過程。壓縮過程中冷卻效果越好，多方過程曲線越接近等溫曲線。

圖1-3-11所示為壓縮機的各種理論循環(huán)pv圖。從圖中可以看出，在相同吸入、排出壓力下，理論循環(huán)功僅與壓縮過程有關，而等溫壓縮循環(huán)消耗功最小，絕熱循環(huán)功耗最大，多方過程循環(huán)功耗則界于兩者之間。圖1-3-11精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、實際壓縮循環(huán)

圖1-3-12中曲線4-1表示實際吸入過程；曲線1-2表示實際壓縮過程；曲線2-3表示實際排出過程；曲線3-4表示膨脹過程。若與理論循環(huán)相比較，有如下區(qū)別：圖1-3-12精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（一）有余隙容積Vm存在

實際工作的壓縮機，排氣過程終了時，壓縮腔內(nèi)被殘余氣體占有的容積為壓縮機的余隙容積，如圖1-3-13所示。余隙容積由以下部分組成：（1）活塞位于止點時，活塞端面與缸蓋之間的容積V01，即活塞端面間隙；（2）在活塞端面與第一道活塞環(huán)間距L間，由氣缸鏡面與活塞外圈之間所包圍的環(huán)形空間V02；（3）在氣閥至氣缸容積的通道間所形成的容積V03；（4）氣閥內(nèi)部所形成的剩余容積V04.即Vm=V01＋V02＋V03＋V04精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日現(xiàn)在我們先來分析余隙容積的存在與影響：（1）因裝配和調(diào)節(jié)的需要，必須留有余隙容積，否則會造成裝配和調(diào)節(jié)的困難；（2）因零件的熱膨脹需要，必須留有活塞端面間隙，否則連桿、活塞桿的熱膨脹伸長會使活塞與氣缸蓋發(fā)生撞擊，而使機器損壞；（3）氣體壓縮時，可能有部分水蒸汽凝結出來，所以必須留有余隙容積，否則活塞與氣缸蓋會產(chǎn)生“水擊”現(xiàn)象而使機器損壞；（4）壓縮機在吸入、排出氣體的過程中，因有余隙容積存在，使殘留在其中的氣體發(fā)生膨脹，對進氣閥、排氣閥有緩沖作用。（5）因有余隙容積，使殘留在其中的發(fā)生膨脹，造成生產(chǎn)能力下降。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

從圖1-3-12中看出，因余隙容積存在，余隙內(nèi)的高壓氣體是排不出的，當活塞離開缸蓋而返回運動時，這部分高壓氣體開始膨脹，直到壓力降至進氣開始時壓力，新鮮氣體才能吸入，此時體積有Vm膨脹至V4，圖中有一條3-4膨脹曲線?？梢姡嘞兜拇嬖?，使氣缸的實際吸入容積Vb小于氣缸的行程容積Vh，減少了新鮮氣體的吸入量，降低了生產(chǎn)能力。因此余隙容積對生產(chǎn)能力而言是一個有害容積，在保證運轉可靠性的基礎上，應盡量減少。

工程上常采用相對余隙容積，級以下容積與氣缸行程容積的比值來表示氣缸利用率的大小，用符號a表示。若a值大，則表明氣缸利用率低。相對余隙大致范圍：低壓級氣缸a=0.07-0.10

中壓級氣缸a=0.09-0.14

高壓級氣缸a=0.12-0.16

精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）氣閥阻力的影響（三）熱交換影響

綜上所述，實際壓縮循環(huán)是由吸入、壓縮、排出和膨脹四個過程組成，其中壓縮、膨脹是熱力過程；吸入、排出是流體流動過程，無狀態(tài)變化。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第四節(jié)．生產(chǎn)能力及其影響因素一、生產(chǎn)能力

生產(chǎn)能力指單位時間內(nèi)壓縮機最后一級排出的氣體體積，并換算成第一級吸入狀態(tài)下的數(shù)值，稱為壓縮機的生產(chǎn)能力（或排氣量）。在實際生產(chǎn)中，不僅要求壓縮機功耗最小，而且生產(chǎn)能力較高。V~=Vhnλ0單作用氣缸Vh=（3.14/4）D21S雙作用氣缸Vh=（3.14/4）（D21－d21）

在理論壓縮循環(huán)中，壓縮機吸入量等于排出量，即λ0=1；而實際壓縮循環(huán)，因受余隙容積、壓力、熱交換、泄漏等影響，λ0＜1，使生產(chǎn)能力下降。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、影響生產(chǎn)能力的主要因素（一）余隙容積的影響

把實際吸入容積Vb與氣缸行程容積Vh的比值，稱為容積系數(shù)，用λv表示，即：λv=Vb/Vh

λv的大小表明氣缸有效利用率的高低。（二）壓力的影響（三）溫度的影響（四）泄漏的影響精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日三、提高生產(chǎn)能力的途徑（一）提高轉速（二）增大氣缸直徑（三）其他措施：減少泄漏，減少阻力損失。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第五節(jié)．多級壓縮

在幾個串聯(lián)氣缸中，其他壓力分幾次逐步提高到排氣壓力，并且氣體經(jīng)每次壓縮后，均被引入中間冷卻器冷卻至接近初始溫度，這樣的壓縮過程稱為多級壓縮。圖1-3-15所示，為二級壓縮流程圖。圖1-3-15精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日為什么要采用多級壓縮呢？這是因為：減少功耗提高壓縮機的經(jīng)濟性。2.提高氣缸容積利用率。3.避免溫度過高。4.降低作用在活塞上的最大作用力，提高運轉機構受力的均勻性。

選擇壓縮機級數(shù)的一般原則是：保證運行可靠、功率消耗最小、結構簡單、緊湊及易于檢修。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第六節(jié)．活塞式壓縮機的型號及總體結構、型號第一部分：代表列數(shù)，用阿拉伯數(shù)字表示；

第二部分：代表氣缸排列型式，用字母表示。V---V型排列；W---W型排列；L---L型排列；Z---立式排列；P---即型；D、M、H---對稱平衡型；附加部分：代表附加特點，用字母表示。F---風冷固定式；Y---移動式；

第三部分：代表活塞力，單位為t（噸），用阿拉伯數(shù)字表示；

第四部分：代表排氣量，單位為m3/min，用阿拉伯數(shù)字表示；

第五部分：代表排氣壓力，第五為kgf/cm2（表），用阿拉伯數(shù)字表示。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、常用活塞式壓縮機的結構特點（一）立式壓縮機此類壓縮機的基本結構特點是氣缸垂直布置。（二）臥式壓縮機

此類壓縮機的基本結構特點是氣缸水平布置，傳動機構中帶有十字頭。（三）角式壓縮機

此類壓縮機的基本結構特點是氣缸中心線間有夾角，可分為V型、W型、L型等。三、石油、化工用壓縮機的主要結構特點

雙L型壓縮機，兩列（垂直列和水平列）之間曲柄夾角為90℃。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第七節(jié)．機身部件

不管什么型式的壓縮機，其主軸、十字頭、氣缸等零件均連接在機身上。機身是壓縮機的主要部件，它承受著壓縮機在運轉過程中所產(chǎn)生的慣性力及其引起的振動和壓縮氣體力，因此，要求機身有可靠的強度和剛度。

精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第八節(jié)．傳動部件壓縮機的傳動部件有曲軸、連桿、十字頭、主軸承等。、曲軸

曲軸是壓縮機的重要運動件。它將電動機輸入的扭矩，通過連桿、十字頭等轉變成往復作用力壓縮氣體而作功，即起傳遞扭轉力矩的作用，同時還承受活塞、連桿方面?zhèn)鱽淼臍怏w力和慣性力。曲軸的基本形式有兩種，曲拐軸和曲柄軸。

曲軸一般采用40號或45號優(yōu)質碳素鋼鍛造或球墨鑄鐵鑄造，很少使用合金鋼。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、連桿

它連接曲軸和十字頭，使曲軸的旋轉運動變?yōu)槭诸^的往復運動，并將動力傳遞給活塞。連桿由大頭、桿體和小頭三部分組成。連桿材料通常采用35、40、45號優(yōu)質碳素鋼，近年來球墨鑄鐵連桿也得到了廣泛應用。連桿螺栓一般都采用強度高、塑性好的材料，如40Cr、30CrNi等。三、十字頭

十字頭是連接連桿與活塞桿，并承受側向力的零件，具有導向作用。由它實現(xiàn)活塞桿的往復運動。有整體式和可拆式。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日四、軸承（一）主軸承

曲軸的主軸承所受的力是隨著活塞的位置變化而周期性變化。小型和中型壓縮機的主軸承，當為雙支點時，可采用滾動軸承。為減小撓度，防止軸向位移，常采用雙列向心球面滾子軸承。內(nèi)圈與主軸頸配合按基孔制，外圈與軸承座配合按基軸制。為了使曲軸在運行時更好地潤滑，曲軸與軸瓦之間應留有一定的間隙。根據(jù)經(jīng)驗取曲軸與軸瓦的間隙為（1/1000---8/10000）D。D為軸頸直徑。

（二）連桿大、小頭瓦

軸瓦合金層可用鋁基合金或巴氏合金，厚度一般為0.3—1mm。小頭瓦常采用整體銅套結構，材料采用錫青銅或磷青銅。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日第九節(jié)．壓縮部件

壓縮機的氣缸、氣閥、活塞、活塞桿、活塞環(huán)和填料函等組成壓縮機的壓縮系統(tǒng)，是壓縮機的主要工作部分，氣體在這里被壓縮后提高壓力。現(xiàn)就壓縮部件分述如下：、氣缸

氣缸的作用是構成氣體的工作容積。氣缸一般由工作室、氣閥室、填料函、冷卻水夾套、氣體接管和冷卻水接管等部分組成。（一）氣缸的接管型式

按冷卻方式分為氣冷和水冷兩種氣缸；按氣缸作用分為單作用、雙作用和級差式氣缸；按缸蓋與缸體的聯(lián)接方式分為開式、閉式和組合式氣缸；按氣缸材料分為鑄鐵，鑄鋼和鍛鋼氣缸。鑄鐵氣缸：鑄鐵對應力集中的敏感性很小，因此承受變載能強。工作壓力低于5MPa。2.鑄鋼氣缸：工作壓力為5—15MPa。3.鍛鋼氣缸：工作壓力大于15MPa。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（二）氣缸的工作表面和鋼套1.氣缸的工作表面：氣缸的內(nèi)孔為氣缸的工作表面，又稱鏡面，活塞在其中作往復運動。氣缸工作表面的表面粗糙度Ra值較低，當直徑在300mm時，要求表面粗糙度為1.6um；直徑為300mm以下時，Ra值為0.8um；超高壓壓縮機Ra值為0.1um。表面粗糙度越低，耐磨性越好，密封性也越好。鏡面的硬度一般在HB170—241，比相應的活塞環(huán)約低10—15%。為提高耐磨性，鏡面還必須有較高的尺寸精度。氣缸直徑在300mm以下時，按IT7加工；氣缸直徑大于300mm時，按IT9加工。安裝時必須使氣缸定位凸肩導向面的中心線與氣缸鏡面中心線的同軸度公差不大于0.02mm，而其貼合面與氣缸鏡面中心線的垂直度公差不大于0.02mm。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

為便于鏡面的加工和安裝活塞環(huán)的方便，一般將氣缸鏡面兩端做成錐面（可取15°斜角），并使椎體大頭直徑略大于活塞環(huán)自由狀態(tài)下的直徑，如圖1-3-47所示。2.氣缸套氣缸嵌套的原因為：（1）解決鑄鋼和鍛鋼的耐磨性（2）保護氣缸（3）便于實現(xiàn)氣缸尺寸系列化圖1-3-47精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日（三）氣缸的潤滑與冷卻

氣缸潤滑的目的是為了改善活塞環(huán)的密封性能，減少摩擦功耗和磨損，并帶走摩擦熱，氣缸的潤滑方法，只有在無十字頭壓縮機中，才采用飛濺法，而一般是采用壓力潤滑。

氣缸冷卻的目的是為了改善氣缸壁面的潤滑條件和氣閥的工作條件，使氣缸壁面溫度均勻，減小氣缸變形。精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日二、氣閥

氣閥的作用是控制氣缸中氣體的吸入和排出。按作用原理分為自動式和強制式氣閥。常用的是自動式氣閥，它主要是利用氣缸內(nèi)外的氣體壓差來自動頂開和關閉閥門的。（一）結構型式

自動式氣閥由閥座、運動密封元件（閥片或閥芯）、彈簧、升程限制器等零件組成，如圖1-3-51所示。圖1-3-51精品資料檢修(jiǎnxiū)車間課件創(chuàng)建(chuàngjiàn)日期2008年10月13日

閥座：放置在閥門座上。閥座上開有同心的通道，各環(huán)之間用筋連成一體，供氣體通過。閥座上還有經(jīng)過精細加工的密封凸臺。凸臺和閥片的嚴密貼合實現(xiàn)密封作用。升程限制器：限制閥片的升啟高度。

閥片：是易損壞的零件之一。啟運動靠兩邊壓差和彈簧力的作用來實現(xiàn)的。它與閥座的緊密閉合和靈活打開使壓縮機有規(guī)律地進氣和排氣。精品資料（二）延長(yáncháng)氣閥使用壽命的措施氣閥工作的好壞，直接影響壓縮機的生產(chǎn)能力和動力(dònglì)消耗。一個良好的氣閥應該開啟和關閉及時；阻力小，密封性好；具有足夠的強度、剛度和良好的耐磨性；結構簡單、占有的面積及余隙容積小，同時制造和檢修方便。延長氣閥使用壽命的措施有：減輕閥片質量：輕質閥片有利于氣閥的啟閉，減少撞擊力。2.控制閥座的氣流速度：氣流速度越大，閥片對升程限制器的撞擊力也越大。3.選擇合適的升程：升成大時撞擊力大。4.采用合適的彈簧和彈簧力。5.潤滑油量要合適。精品資料（三）氣閥的材質(cáizhì)高壓下工作閥可用35、40、45、40Cr等制造(zhìzào)。有腐蝕介質的氧氣壓縮機的閥座和升程限制器，一般采用黃銅和不銹鋼（1Cr18Ni9Ti、1Cr13）制造(zhìzào)。閥片：對空氣、氮氫氣、石油氣等無腐蝕性介質的壓縮機，其閥片常用30CrMnSiA制造(zhìzào)；對于有腐蝕性介質的二氧化碳壓縮機及氧氣壓縮機，常用閥片材料為1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr18Ni9Ti等。閥片厚度一般為1---3mm，壓力高時取厚些。彈簧：一般采用碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼及不銹鋼等材料。精品資料三、活塞(huósāi)組件活塞組件(zǔjiàn)包括活塞、活塞桿、活塞環(huán)等零件。（一）活塞活塞在氣缸中作往復運動，起壓縮氣體的作用，故要求活塞與氣缸內(nèi)壁有良好的密封性，否則會引起泄漏，使效率降低；有足夠的強度、剛度和耐磨性；重量輕和加工性能好，否則達不到工藝要求。有以下幾種形式：

1.筒形活塞；

2.盤形活塞；

3.組合活塞；

4.級差式活塞；

5.柱塞活塞。精品資料（二）活塞桿應有韌性，桿的表面要硬。為減小應力集中，連接螺紋應制成細牙，螺紋根部要倒角特別是凸肩與活塞桿外圓表面應有合理的過渡?；钊c活塞桿的連接螺母必須有防松措施。在裝配時應使螺母預緊，或者可先將活塞桿預熱(yùrè)到40—50℃再進行裝配。精品資料（三）活塞環(huán)活塞(huósāi)環(huán)是用來密封氣缸鏡面與活塞(huósāi)之間縫隙的零件，和離心泵一樣是用來防止內(nèi)泄漏的。活塞環(huán)的密封作用：活塞環(huán)是依靠(yīkào)阻塞為主兼有節(jié)流來實現(xiàn)密封作用的。圖1-3-66是活塞環(huán)密封及泄漏通道簡圖，從圖中看出，氣體從高壓側泄漏到低壓側有三個泄漏通道：（1）經(jīng)活塞環(huán)和活塞槽之間的間隙泄漏；（2）經(jīng)活塞環(huán)與氣缸鏡面間的泄漏；（3）經(jīng)活塞環(huán)的開口間隙泄漏。圖1-3-66精品資料2.活塞環(huán)數(shù)：氣體經(jīng)過多道活塞環(huán)的阻塞和節(jié)流作用以后，泄漏(xièlòu)基本上被阻止。氣體經(jīng)第一道活塞環(huán)的阻塞節(jié)流密封后，其氣體壓力降到厚壓力的26%；經(jīng)第二道環(huán)的密封作用后，氣體壓力僅為原來壓力的10%；經(jīng)第三道環(huán)后僅為706%，由此可見：（1）活塞環(huán)的密封主要靠前三道，且第一道環(huán)承受的壓力差最大；（2）三道環(huán)以后增加環(huán)數(shù)所引起的密封作用不大；（3）隨著轉速增加，第一道環(huán)所承受的壓力差增加，其它各道降低。3.活塞環(huán)的切口形式：活塞環(huán)的切口是為了獲得彈性。活塞環(huán)的切口形式有直口、斜口和搭口三種。為了減少泄漏(xièlòu)，安裝時，將具有切口的活塞環(huán)裝在活塞上，且將切口位置錯開90°，密封效果更好?；钊h(huán)：對于鑄鐵環(huán)，材料性能要求與氣缸相同，只是硬度比氣缸硬度提高10—15%。精品資料第十節(jié)．填料函及無油潤滑(rùnhuá)一、填料函填料函作用是阻止氣體從活塞桿與氣缸(qìɡānɡ)之間的縫隙泄漏。目前采用最多的填料是自緊式的。按密封圈的結構不同，自緊式填料可分為平面和錐面兩類，前者用于中、低壓，后者用于高壓。二、無油潤滑

無油潤滑是指在氣缸—填料函部分，用自潤滑材料制造活塞環(huán)、導環(huán)（支承環(huán)）和密封環(huán)，該部分不需要再加油潤滑。精品資料（一）自潤滑材料(cáiliào)自潤滑材料很多，目前常用的無油潤滑材料有以下幾種(jǐzhǒnɡ)：1.填充聚四氟乙烯：它具有較高的化學穩(wěn)定性，耐高溫達250℃，低溫達-200℃.它能在金屬表面形成一層薄膜，摩擦系數(shù)小，具有良好的自潤滑性能。但是，其熱膨脹系數(shù)大，導熱系數(shù)低，機械性能差，不耐磨，具有冷流性（即高分子化合物在外力作用下，產(chǎn)生高分子轉移，使形狀變化）。2.尼龍：具有良好的耐磨性、低摩擦系數(shù)、高機械強度等優(yōu)點。3.金屬塑料：即有金屬的高強度、較小的熱膨脹系數(shù)、良好的導熱性等優(yōu)點，又有氟塑料優(yōu)異的自潤滑性。精品資料（二）自潤滑材料(cáiliào)的活塞環(huán)和填料結構1.自潤滑材料的活塞環(huán)結構自潤滑材料的活塞環(huán)的特點如下：（1）無預緊力（2）由于這種材料強度(qiángdù)上的特點，其軸向高度比鑄鐵環(huán)大，環(huán)的數(shù)目與金屬環(huán)相同。（3）聚四氟乙烯材料的熱膨脹系數(shù)比鑄鐵大得多，因此，活塞上的環(huán)槽與環(huán)的軸