往復(fù)式壓縮機(jī)培訓(xùn)課件_第1頁(yè)
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往復(fù)式壓縮機(jī)培訓(xùn)課件_第3頁(yè)
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往復(fù)式壓縮機(jī)培訓(xùn)課件第一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日前言壓縮機(jī)是輸送氣體并提高氣體壓力能的機(jī)器。在石油化工廠中,壓縮機(jī)主要壓縮原料氣、空氣或中間過(guò)程的介質(zhì)氣體,以滿足石油化工生產(chǎn)工藝的需要。壓縮機(jī)按其工作原理可分為速度型和容積型兩種。速度型壓縮機(jī)靠氣體在高速旋轉(zhuǎn)的葉輪的作用下,得到巨大的動(dòng)能,隨后在擴(kuò)壓器中急劇降低,使氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能,也就是壓力能。容積型壓縮機(jī)靠在氣缸內(nèi)作往復(fù)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞,使容積縮小而提高氣體壓力。第二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日前言壓縮機(jī)速度型容積型軸流式離心式混流式回轉(zhuǎn)式往復(fù)式滑片式螺桿式轉(zhuǎn)子式膜式活塞式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)型式不同,分類如下:第三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日活塞式壓縮機(jī)1排氣管;2一排氣閥;3一汽缸蓋;4汽缸;5-活塞;6-吸氣閥;7一進(jìn)氣管;8-連桿;9-曲軸;l0-機(jī)身活塞式壓縮機(jī)

第四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日螺桿式壓縮機(jī)

1-陰螺桿;2-陽(yáng)螺桿;3-嚙合齒輪;4-機(jī)殼;5-聯(lián)軸節(jié)螺桿式壓縮機(jī)

第五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日滑片式壓縮機(jī)1-排氣口;2-機(jī)殼;3-滑片;4-轉(zhuǎn)子;5-壓縮腔;6-吸氣口滑片式壓縮機(jī)

第六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)

第七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.工作原理往復(fù)式壓縮機(jī)通過(guò)曲軸連桿機(jī)構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)連桿的傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng),由氣缸內(nèi)壁、氣缸蓋和活塞頂面所構(gòu)成的工作容積則會(huì)發(fā)生周期性變化。曲軸旋轉(zhuǎn)一周,活塞往復(fù)一次,氣缸內(nèi)相繼實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣、壓縮、排氣的過(guò)程,即完成一個(gè)工作循環(huán)。第八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.1理論工作循環(huán)為了更好地理解活塞壓縮機(jī)的工作原理,這里重點(diǎn)介紹理論工作循環(huán)。假定壓縮機(jī)沒(méi)有余隙容積,沒(méi)有吸、排氣阻力,沒(méi)有熱量交換,則壓縮機(jī)工作時(shí),汽缸內(nèi)的壓力和容積的關(guān)系如下圖所示。壓縮機(jī)的理論工作過(guò)程可以簡(jiǎn)化成下圖示的三個(gè)熱力過(guò)程。第九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.1理論工作循環(huán)吸氣—活塞自0點(diǎn)移至1點(diǎn),吸氣閥打開,氣體在P1壓力下進(jìn)入氣缸。壓縮—活塞自1點(diǎn)移至2點(diǎn),吸排氣閥均關(guān)閉,此過(guò)程為多變壓縮過(guò)程,氣缸內(nèi)的氣體壓力升至P2。排氣—活塞從2點(diǎn)移至3點(diǎn),壓力為P2的氣體等壓排出氣缸。過(guò)程0-1-2-3-0構(gòu)成了壓縮機(jī)的理論工作循環(huán),壓縮機(jī)完成一個(gè)理論循環(huán)所消耗的功即為圖中0-1-2-3-0所代表的面積。第十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.1理論工作循環(huán)壓縮機(jī)在壓縮氣體的過(guò)程中,溫度會(huì)逐步升高,是個(gè)多變的過(guò)程。實(shí)際壓縮循環(huán)比理論壓縮循環(huán)多了一個(gè)熱膨脹的過(guò)程。隨著熱膨脹的逐步增加壓力升高,溫度也升高,功耗隨之加大。所以,在理論上等溫壓縮循環(huán)的功耗最小。第十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.2實(shí)際工作循環(huán)壓縮機(jī)中最常見(jiàn)的壓縮過(guò)程為等溫、絕熱及多變過(guò)程。在同一壓縮范圍內(nèi),等溫壓縮耗功最小,絕熱過(guò)程耗功最大,多變壓縮介于兩者之間。實(shí)際上,由于受冷卻速度的限制以及和外界的熱量交換,不可能實(shí)現(xiàn)等溫過(guò)程和絕熱過(guò)程,一般都為多變壓縮過(guò)程。第十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.2實(shí)際工作循環(huán)第十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.2實(shí)際工作循環(huán)壓縮機(jī)工作過(guò)程中活塞環(huán)、填料、氣閥不可避免存在泄露,每個(gè)循環(huán)的排氣量總小于實(shí)際吸氣量。壓縮機(jī)的進(jìn)氣阻力過(guò)大,會(huì)造成壓縮機(jī)排氣量減少;余隙容積過(guò)大會(huì)降低排氣量,使指示功圖面積變小。第十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日1.2.1實(shí)際過(guò)程與理論過(guò)程的區(qū)別由于余隙容積的存在,實(shí)際工作循環(huán)由膨脹、吸氣、壓縮、排氣四個(gè)過(guò)程組成,而理論循環(huán)無(wú)膨脹過(guò)程。實(shí)際吸、排氣過(guò)程中存在阻力損失,使實(shí)際氣缸內(nèi)吸氣壓力小于吸入管路內(nèi)氣壓、實(shí)際氣缸內(nèi)排氣壓力高于排出管路內(nèi)氣壓;吸、排氣過(guò)程中有壓力波動(dòng)、溫度變化。在膨脹和壓縮過(guò)程中,因?yàn)闅怏w與氣缸壁之間存在熱交換,使得壓縮過(guò)程指數(shù)與膨脹過(guò)程指數(shù)不斷變化,并非常數(shù)。第十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.性能參數(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)的性能參數(shù)主要包括:排氣壓力排氣溫度排氣量功率和效率我公司合成氨廠主要壓縮機(jī)有:H8-36/320,4M12-57/314,4M20-75/320,MH92/314,4M16-81/25(BX)等。第十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.1型號(hào)標(biāo)注活塞式壓縮機(jī)的型號(hào)機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)JB2589《容積式壓縮機(jī)型號(hào)編制方法》

第十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.1型號(hào)標(biāo)注

在JB2589之前,活塞式壓縮機(jī)的型號(hào)如下表示:

/排氣壓力,105Pa(表壓)吸入狀態(tài)下的排氣量值,m3/h活塞力值,104N機(jī)型代號(hào)列數(shù)或設(shè)計(jì)序號(hào)(有時(shí)不標(biāo)注)

第十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.2吸氣/排氣壓力往復(fù)壓縮機(jī)的吸氣和排氣壓力分別指第一級(jí)吸入管道處和末級(jí)排出接管處的氣體壓力,因?yàn)閴嚎s機(jī)采用的是自動(dòng)閥,氣缸內(nèi)的壓力取決于進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的壓力,即由“背壓”決定。所以吸、排氣壓力是可以改變的。壓縮機(jī)銘牌上的吸、排氣壓力是指額定值,實(shí)際上只要機(jī)器強(qiáng)度、排氣溫度、電機(jī)功率和氣閥工作許可,他們是可以在很大范圍內(nèi)變化的。第十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.3排氣溫度排氣溫度是指壓縮機(jī)末級(jí)排出氣體的溫度,它應(yīng)在末級(jí)氣缸排出管處測(cè)得。多級(jí)壓縮機(jī)末級(jí)之前各級(jí)的排氣溫度稱為該級(jí)的排氣溫度,在相應(yīng)級(jí)的排氣接管處測(cè)得。排氣溫度可以計(jì)算校核,T2=T1(P2/P1)n-1/n排氣溫度應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控:排氣溫度過(guò)高會(huì)造成氣體膨脹、降低壓縮機(jī)工作效率,潤(rùn)滑油潤(rùn)滑性能下降、輕質(zhì)油揮發(fā)污染氣體、潤(rùn)滑油積碳;活塞環(huán)軟化或加速磨損,非金屬閥片融化等。第二十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.4排氣量往復(fù)壓縮機(jī)的排氣量是指在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后在壓縮機(jī)最后一級(jí)排出的氣體,換算到第一級(jí)進(jìn)氣壓力、溫度狀態(tài)下的氣體體積值,單位是m3/min或m3/h。壓縮機(jī)的額定排氣量,即在壓縮機(jī)銘牌上標(biāo)注的排氣量,是指在特定的進(jìn)氣狀態(tài)下(進(jìn)口壓力0.1MPa,溫度20℃)時(shí)的排氣量。對(duì)于實(shí)際氣體,若是在高壓下測(cè)得的氣體體積,則換算時(shí)要考慮到氣體可壓縮性的影響。第二十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.5供氣量往復(fù)壓縮機(jī)排氣量隨壓縮機(jī)的進(jìn)口狀態(tài)而變,它不反映壓縮機(jī)所排氣體的物質(zhì)數(shù)量?;すに囍惺褂玫膲嚎s機(jī),由于工藝計(jì)算的需要,需將排氣量折算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(1.013x105MPa,0℃)時(shí)的干氣體積值,此值稱為供氣量或者標(biāo)準(zhǔn)容積流量。第二十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.5功率和效率壓縮機(jī)消耗的功,一部分直接用于壓縮氣體,另一部分是用于克服機(jī)械摩擦。前者稱為指示功,后者稱為摩擦功,二者之和為主軸所需的總功,稱為軸功。單位時(shí)間所消耗的功稱為功率。指示功率與總功率的比值即為壓縮機(jī)的效率。第二十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.7多級(jí)壓縮所謂多級(jí)壓縮是將氣體的壓縮過(guò)程分在若干級(jí)中進(jìn)行,并在每級(jí)壓縮后將氣體導(dǎo)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻。如圖所示1ststage2ndstage3bar 8bar1bar 3barQ第二十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.7多級(jí)壓縮的理由/優(yōu)勢(shì)可以節(jié)省壓縮氣體的指示功。下圖為兩級(jí)壓縮與單級(jí)壓縮所耗功之比。當(dāng)?shù)谝患?jí)壓縮達(dá)到壓力P2后,將氣體引入中間冷卻器中冷卻,使氣體冷卻到原始溫度T1.因此使排出的氣體容積由V2減至V2’,然后進(jìn)入第二級(jí)壓縮到最終壓力。這樣,從圖中可以看出,實(shí)行兩級(jí)壓縮后,與一級(jí)壓縮相比節(jié)省了圖中綠色區(qū)域的功。采用多級(jí)壓縮可以節(jié)省功的主要原因是進(jìn)行中間冷卻。如果沒(méi)有中間冷卻,第一級(jí)排出的氣體容積不是因冷卻而由V2減至V2’,而仍然以V2的容積進(jìn)行二級(jí)壓縮,則所消耗的功與單級(jí)壓縮相同。第二十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.7多級(jí)壓縮p1級(jí)壓縮曲線1級(jí)volumepressureV2ndstage2級(jí)壓縮曲線單級(jí)壓縮——壓比很大通過(guò)中間冷卻節(jié)省的壓縮功減去級(jí)間冷卻器產(chǎn)生的損耗2級(jí)1、2級(jí)級(jí)間冷卻第二十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.7多級(jí)壓縮的理由/優(yōu)勢(shì)2.可以降低排氣溫度通過(guò)多級(jí)壓縮中間冷卻后降低了氣體的進(jìn)氣溫度,壓縮過(guò)程接近等溫壓縮,可以顯著降低排氣溫度。排氣溫度過(guò)高,降低壓縮機(jī)的工作效率;會(huì)使?jié)櫥驼扯冉档停阅軔夯蛐纬煞e炭現(xiàn)象;使氣閥的工作壽命下降;對(duì)某些特種氣體壓縮機(jī),排氣溫度過(guò)高還會(huì)引發(fā)腐蝕或爆炸。第二十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.7多級(jí)壓縮的理由/優(yōu)勢(shì)3.提高容積系數(shù)隨著壓力比的上升,余隙容積中的氣體膨脹所占的容積增加,氣缸實(shí)際吸氣量減少。采用多級(jí)壓縮,壓力比下降,因而容積系數(shù)增加。4.降低活塞力多級(jí)壓縮由于每級(jí)容積因冷卻而逐漸減少,當(dāng)行程相同時(shí),活塞面積減少,故能降低活塞上所受的氣體力,因此使運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)重量減輕,機(jī)器效率提高。第二十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日2.8氣量調(diào)節(jié)方式卸荷器調(diào)節(jié)旁通調(diào)節(jié)

變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

MQuantityCompressor

deliverypressure余隙腔調(diào)節(jié)第二十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3結(jié)構(gòu)壓縮機(jī)主要由機(jī)身、曲軸、連桿、十字頭、活塞組件、氣缸、填料、油泵、能量調(diào)節(jié)裝置、潤(rùn)滑油系統(tǒng)、進(jìn)出口緩沖罐/氣液分離器等部件組成。第三十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.1機(jī)身機(jī)身包括機(jī)體、中體、接筒、曲軸箱等部件。機(jī)身一般采用高強(qiáng)度灰鑄鐵(HT15-33、HT20-40、HT25-47)鑄成一個(gè)整體(也有鋼板焊接的機(jī)身,主要用于單級(jí)壓縮),是支承曲軸連桿機(jī)構(gòu)、連接氣缸并保證各零部件之間具有正確的相對(duì)位置的本體。機(jī)身布置可分為臥式、立式、對(duì)置式、角度式等。第三十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.1機(jī)身布置第三十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.1機(jī)身的作用用來(lái)連接氣缸和安裝運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),并用作支承座。承受機(jī)器本身的全部或部分重量。作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位和導(dǎo)向部分,如曲軸支承在機(jī)體的主軸承上,十字頭以機(jī)體滑道導(dǎo)向。承受壓縮機(jī)工作時(shí)氣體壓力及轉(zhuǎn)動(dòng)部件的慣性力。連接某些輔助部件,如潤(rùn)滑油系統(tǒng)、盤車系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。第三十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.2氣缸氣缸是活塞式壓縮機(jī)中組成壓縮容積的主要部分。氣缸與活塞配合完成氣體的逐級(jí)壓縮,它要承受氣體的壓力,活塞在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng),氣缸應(yīng)有良好的工作表面以利于潤(rùn)滑并應(yīng)耐磨,為了散發(fā)氣體被壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱量以及摩擦生熱,氣缸應(yīng)有良好的冷卻,通常在氣缸中設(shè)置冷卻水夾套。第三十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.2氣缸第三十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.2氣缸與氣閥配置氣閥在氣缸上的布置有三種方式:配置在氣缸蓋上、配置在氣缸體上、混合配置。氣閥在氣缸上的布置方式對(duì)氣缸的結(jié)構(gòu)有很大的影響,是設(shè)置氣缸所要考慮的主要問(wèn)題之一。布置氣閥的主要要求是:通道截面大,余隙容積小,安裝和修理方便。第三十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3氣閥氣閥是壓縮機(jī)的一個(gè)重要部件,屬于易損件。它的質(zhì)量及工作的好壞直接影響壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗和運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。氣閥包括吸氣閥和排氣閥,活塞每上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次,吸、排氣閥各啟閉一次,從而控制壓縮機(jī)并使其完成吸氣、膨脹、壓縮、排氣等四個(gè)工作過(guò)程。第三十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3氣閥目前,活塞式壓縮機(jī)所應(yīng)用的氣閥,都是隨著氣缸內(nèi)氣體壓力的變化而自行開閉的自動(dòng)閥,由閥座、運(yùn)動(dòng)密封元件(閥片或閥芯)、彈簧、升程限制器等組成。第三十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3氣閥自動(dòng)閥的閥片在兩邊壓差的作用下開啟,在彈簧作用力下關(guān)閉。閥片與閥座或升程限制器之間的粘附力、閥片與導(dǎo)向塊之間的摩擦力等,也影響閥片的開啟與關(guān)閉。第三十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3氣閥的要求氣閥是活塞式壓縮機(jī)的重要部件之一,它的工作直接關(guān)系到壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性,對(duì)于氣閥的基本要求如下:使用期限長(zhǎng)(指閥片和彈簧的壽命長(zhǎng)),不能由于閥片或彈簧的損壞而引起壓縮機(jī)非計(jì)劃停車。氣體通過(guò)氣閥時(shí)的能量損失小,以減少壓縮機(jī)的動(dòng)力消耗。氣閥關(guān)閉時(shí)具有良好的密封性,以減少氣體的泄漏量。閥片啟、閉動(dòng)作及時(shí)、迅速,而且要完全開閉,以提高機(jī)器效率和延長(zhǎng)使用期。氣閥所引起的余隙容積小,以提高氣缸容積效率。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,便于維修。第四十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3氣閥分類常用的壓縮機(jī)氣閥按照啟閉元件形狀(閥片結(jié)構(gòu))分為:環(huán)狀閥、網(wǎng)狀閥、條狀閥、碟狀閥、菌狀閥、舌簧閥等,下面主要介紹一下我公司主要使用的氣閥:環(huán)狀閥網(wǎng)狀閥蘑菇閥第四十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.環(huán)狀閥環(huán)狀閥由閥座、閥片、彈簧、升程限制器、連接螺栓、螺母等組成。

第四十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.環(huán)狀閥環(huán)狀閥使用的彈簧有環(huán)形彈簧、柱形(或錐形)彈簧。閥片為圓環(huán)狀薄片,一般是制成單環(huán)閥片,材料選用3Cr13為主。閥片的啟、閉運(yùn)動(dòng)是靠升程限制器上的導(dǎo)向塊來(lái)導(dǎo)向的。為了防止氣閥在工作時(shí)松動(dòng),連接螺栓和螺母都采取了防松措施。第四十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.環(huán)狀閥環(huán)狀閥制造簡(jiǎn)單,工作可靠,可改變環(huán)數(shù)來(lái)適應(yīng)各種氣量要求,因此得到廣泛使用,適用于各種壓力、轉(zhuǎn)速的壓縮機(jī)。環(huán)狀閥的主要缺點(diǎn)是:閥片各環(huán)彼此分開,在開閉運(yùn)行中很難達(dá)到步調(diào)一致,因而降低了氣體的流通能力,增加了額外的能量損失。閥片等運(yùn)動(dòng)元件質(zhì)量較大,閥片與導(dǎo)向塊之間有摩擦力,環(huán)狀閥經(jīng)常采用柱形(或錐形)彈簧等因素,決定了閥片在開閉運(yùn)動(dòng)中不容易做到及時(shí)、迅速。由于閥片的緩沖作用較差,磨損嚴(yán)重。隨著非金屬耐磨材料的發(fā)展,用加填充劑的聚四氟乙烯、MC尼龍、玻璃鋼、PEEK等制造閥片,在一定程度上克服了之一弊病。第四十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.網(wǎng)狀閥網(wǎng)狀閥在結(jié)構(gòu)上與環(huán)狀閥的區(qū)別在于閥片各環(huán)連在一起,呈網(wǎng)狀,閥片與生成限制器之間設(shè)有一個(gè)或幾個(gè)與閥片形狀基本相同的緩沖片。下圖為網(wǎng)狀閥的組合圖。第四十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.網(wǎng)狀閥從閥片、緩沖片中心算起的第二環(huán),將徑向連接片切斷,并將閥片切斷處的兩個(gè)半環(huán)銑薄(b中陰影線部分),使氣閥在工作時(shí)(閥片、緩沖片的中心環(huán)夾緊在閥座和升程限制器之間)閥片和緩沖片都能獲得必要的彈性,保證閥片能上下平行運(yùn)動(dòng)。閥片、緩沖片的運(yùn)動(dòng)不需要導(dǎo)向塊就能很好的導(dǎo)向,避免了環(huán)狀閥中存在的導(dǎo)向塊與閥片之間的摩擦,這是網(wǎng)狀閥的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第四十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3.網(wǎng)狀閥網(wǎng)狀閥也同環(huán)狀閥一樣,適用與各種操作條件,在低、中壓范圍內(nèi)應(yīng)用較為普遍。但是由于網(wǎng)狀閥閥片結(jié)構(gòu)復(fù)雜,氣閥零件多,加工困難,成本高,閥片任何一處損壞都導(dǎo)致整個(gè)閥片報(bào)廢。注意:網(wǎng)狀閥片放置時(shí),下部接觸面必須平整,上面用平整的重物壓蓋。第四十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3蘑菇閥蘑菇閥的工作原理:蘑菇閥采用的是“多通道”的結(jié)構(gòu),通過(guò)各個(gè)獨(dú)立的“蘑菇”閥芯進(jìn)行進(jìn)、排氣的動(dòng)作。由于采用的是獨(dú)立閥芯的結(jié)構(gòu),在檢修時(shí)的更換成本就相應(yīng)降低。目前,蘑菇閥的閥芯均采用PEEK工程塑料。第四十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.3蘑菇閥蘑菇閥的優(yōu)點(diǎn):氣閥相對(duì)壓力損失小。噪聲小。密封性能好。壽命長(zhǎng)。第四十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4活塞活塞與氣缸構(gòu)成了壓縮容積,活塞必須有良好的密封性,有足夠的剛度,重量輕,制造工藝好。要求活塞和活塞桿的連接和定位可靠,活塞桿表面硬度高、耐磨、光潔度高。第五十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4活塞按活塞與氣缸間的密封分為兩種:活塞環(huán)密封迷宮密封第五十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.1活塞環(huán)密封活塞環(huán)是密封氣缸鏡面和活塞間間隙用的零件,另外還起到布油和導(dǎo)熱的作用。對(duì)活塞環(huán)的基本要求是密封可靠和耐磨損,其密封原理如下:第五十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.1活塞環(huán)密封活塞環(huán)上有開口,在自由狀態(tài)下,其直徑大于氣缸的直徑,因此活塞環(huán)裝入氣缸時(shí),由于材料本身的彈性,產(chǎn)生一個(gè)對(duì)氣缸壁的預(yù)壓力?;钊h(huán)裝在活塞環(huán)槽中,與槽壁間應(yīng)留有間隙。壓縮機(jī)工作時(shí),活塞環(huán)在其前壓力(P1)和后壓力(P2)的壓力差作用下,被推向壓力較低(P2)的一方,即密封了氣體沿環(huán)槽端面的泄露。作用在活塞環(huán)內(nèi)圓上的壓力,約等于環(huán)前的壓力(P1),此壓力大于作用在活塞環(huán)外圓上的平均壓力,于是形成壓力差,將環(huán)壓向氣缸鏡面,阻止了氣體沿氣缸壁面的泄露。第五十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.1活塞環(huán)密封氣體從高壓側(cè)第一道環(huán)逐級(jí)漏到最后一道環(huán)時(shí),每一道環(huán)所承受的壓力差相差較大。第一道活塞環(huán)承受著主要的壓力差,并隨著轉(zhuǎn)速的提高,壓力差也增高。第二道承受的壓力差就不大,以后各環(huán)逐級(jí)減少。因此環(huán)數(shù)過(guò)多是沒(méi)有必要的,反而會(huì)增加氣缸磨損,增大摩擦功?;钊h(huán)的工作表面不得有刻痕、擦傷、剝落、外圓柱面上應(yīng)有一定的光潔度、曲度偏差不應(yīng)大于,環(huán)在槽中的標(biāo)準(zhǔn)下沉不得超過(guò),活塞環(huán)的彈力、間隙符合規(guī)定。此外還應(yīng)檢查活塞環(huán)的的漏光度,即將活塞環(huán)平放在氣缸內(nèi),在活塞環(huán)下邊放一個(gè)燈泡上面放一塊遮光板,然后觀察活塞環(huán)與氣缸壁之間的漏光縫隙,由此可知活塞環(huán)與氣缸壁的接觸情況。在一般情況下用厚薄規(guī)(塞尺)測(cè)量活塞環(huán)的漏光縫隙不應(yīng)超過(guò)0.03mm,連續(xù)漏光長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)氣缸直徑的1/3。第五十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封一般活塞式壓縮機(jī)常采用活塞環(huán)進(jìn)行密封,采用有油潤(rùn)滑。但潤(rùn)滑油霧會(huì)不可避免的混入壓縮氣體中,造成氣體污染。同時(shí),當(dāng)介質(zhì)中夾帶部分粉末時(shí),采用活塞環(huán)密封會(huì)造成活塞環(huán)迅速損壞。第五十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封迷宮密封又稱疏齒密封,屬于非接觸式密封。即人為的在泄漏通道內(nèi)加設(shè)許多齒或槽,來(lái)增加泄漏流動(dòng)中的阻力,使造成泄漏的壓差急驟的損失。迷宮活塞式壓縮機(jī)是利用活塞與氣缸之間小間隙的流阻來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的,使用迷宮密封時(shí)不僅活塞密封無(wú)需潤(rùn)滑,而且因?yàn)榛钊c氣缸這一運(yùn)動(dòng)副不直接接觸,因此不存在摩擦損失,這樣就保證了壓縮機(jī)的高效率和工作表面沒(méi)有磨損。第五十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封系統(tǒng)工作原理迷宮密封包括許多順序排列的節(jié)流點(diǎn)(3)和容積室(4)。每個(gè)節(jié)流點(diǎn)(3)作為一個(gè)微小的孔板起作用,壓能在這里轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。下面的容積室(4)降低氣體速度,將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能和渦流能。第五十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別可靠:迷宮壓縮機(jī)采用了非接觸式迷宮密封,不僅排氣無(wú)油,而且壓縮機(jī)氣缸內(nèi)不產(chǎn)生任何粉塵磨屑,同時(shí)對(duì)壓縮介質(zhì)中混入的雜質(zhì)顆粒不敏感,在易燃、易爆烴類氣體、有毒氣體、貴重氣體及氧氣裝置中,或在超高溫或在超低溫工況及壓縮絕對(duì)干燥氣體(如氮?dú)猓r(shí)使用更具有極高的安全可靠性,且很可能是唯一的選擇。安全:迷宮壓縮機(jī)通過(guò)氣流的所有部件用金屬制成,設(shè)計(jì)盡可能簡(jiǎn)單,在壓縮范圍內(nèi)無(wú)機(jī)械摩擦產(chǎn)生,在壓縮易燃、易爆、有毒氣體時(shí)還可采用閉式結(jié)構(gòu),提高了壓縮機(jī)的安全性。第五十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封與普通活塞環(huán)密封的區(qū)別經(jīng)濟(jì):迷宮壓縮機(jī)沒(méi)有因連續(xù)摩擦而引起活塞環(huán)和填料密封環(huán)磨損現(xiàn)象,維修費(fèi)用低,開工率高,僅有極少的幾個(gè)部件要求特別維護(hù),且凡要特別維護(hù)的部件都易于拆卸;立式結(jié)構(gòu)占地面積??;迷宮活塞既可逾越非金屬材料活塞環(huán)允許的最高工作溫度安全運(yùn)行,亦可高于氣缸有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的壓縮機(jī)油閃點(diǎn)正常工作,還可低于普通金屬材料為防冷脆而限定的最低工作溫度下正常工作;無(wú)疑提高了經(jīng)濟(jì)效益。第五十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封優(yōu)點(diǎn):1、迷宮密封所提供的壓縮氣體是絕對(duì)干燥的,壓縮過(guò)程是無(wú)油潤(rùn)滑。2、允許輸送介質(zhì)中夾帶微小固體粉末,如聚合產(chǎn)品或者催化劑粉末。3、對(duì)一般密封不能勝任的高溫、高壓、高速和大尺寸密封部位特別有效。4、不需要采用其他密封材料,密封零件可以在制造壓縮機(jī)本體時(shí)一并設(shè)計(jì)制造。5、由于排氣側(cè)不需要油分離器或?yàn)V油器,不僅減少了設(shè)備,而且減少了氣體的壓力損失(能量損失)。6、沒(méi)有活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦及摩擦熱,故功耗少,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,使用可靠,壽命長(zhǎng)。第六十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.4.2迷宮密封缺點(diǎn)加工精度高,難于裝配,間隙過(guò)小,常因壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良而發(fā)生磨損,磨損后使壓縮機(jī)性能發(fā)生大大下降。第六十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.5填料函填料函組件作用是阻止氣缸內(nèi)氣體沿氣缸與運(yùn)動(dòng)著的活塞桿外圓面之間的間隙向外泄露,此處填料密封是往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封,是活塞壓縮機(jī)的主要易損件之一,對(duì)其基本要求是密封性能良好并耐用。第六十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.5填料函通常填料密封采用石墨制徑向浮動(dòng)和自定中心的迷宮密封環(huán)(無(wú)油潤(rùn)滑),密封環(huán)裝在密封腔內(nèi),下端裝有漏氣收集腔,將泄漏氣送回一級(jí)的吸入口。第六十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.5填料函壓縮機(jī)中的填料密封,都是借助于氣體的壓力差來(lái)獲得自緊密封的??筛鶕?jù)氣體壓差、性質(zhì)、對(duì)密封要求的高低、機(jī)器結(jié)構(gòu)的不同選用不同類型的密封圈。密封圈主要有平面和錐形兩類。平面密封圈又稱為剛性密封圈,多用于低、中壓;錐形密封圈稱為彈性密封圈,高壓情況下用的較多。第六十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.5填料函為了改善填料、活塞桿的工作條件,提高使用壽命,填料需進(jìn)行良好的冷卻,以帶走密封圈和活塞桿的摩擦以及氣體壓縮散發(fā)出的熱量。常用的冷卻方法是在填料盒上開設(shè)水道,冷卻水在其中環(huán)形流動(dòng)(如下圖),這樣能保證周向溫度分布比較均勻,冷卻水處于湍流狀態(tài),利于冷卻。第六十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.6刮油環(huán)活塞桿裝有刮油環(huán),使?jié)櫥团c隔離段(接筒)、活塞桿填料函區(qū)域或氣缸部分隔離,刮油環(huán)一般用鐵基粉末冶金、灰鑄鐵(合金鑄鐵)、鑄造錫青銅等材料制作。第六十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.6刮油環(huán)第六十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.7曲軸曲軸是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要部件之一,傳遞著壓縮機(jī)的全部功率。其主要作用是將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)連桿改變?yōu)榛钊耐鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲軸在運(yùn)動(dòng)時(shí),承受拉、壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)的交變復(fù)合負(fù)載,工作條件惡劣,要求具有足夠的強(qiáng)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(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼或42CrMo合金鋼鍛造。第六十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.7曲軸主軸頸與曲柄連接處,應(yīng)取成圓角圓滑過(guò)渡,以避免發(fā)生過(guò)大的應(yīng)力集中現(xiàn)象,致使曲軸破壞。常見(jiàn)的過(guò)渡圓角形式如下圖所示,其中(a)圖所示是最常用的圓角形式,(b)圖所示圓角形式適合于大型曲軸。(c)圖所示圓角形式便于連桿用大頭定位。第六十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.7曲軸為了平衡曲軸慣性力或慣性力矩,在曲柄下端設(shè)平衡鐵,平衡鐵與曲柄連接多采用抗拉螺栓連接。為了潤(rùn)滑主軸頸和曲柄銷,直至十字頭銷,曲軸上開設(shè)有油孔(4M16/4M20沈鼓壓縮機(jī)采用逆循環(huán)加油方法,曲軸上已不開油孔)。曲軸的軸向定位是靠曲軸上的定位臺(tái)肩來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第七十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.8連桿連桿是曲軸與活塞間的連接件,它將曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng),并把動(dòng)力傳遞給活塞對(duì)氣體做功。連桿包括連桿體、連桿小頭襯套、連桿大頭軸瓦和連桿螺栓。連桿體在工作時(shí)承受拉、壓交變載荷,故一般用優(yōu)質(zhì)中碳鋼鍛造或用球墨鑄鐵(如QT40-10)鑄造,桿身多采用工字形截面且中間鉆一長(zhǎng)孔作為油道。第七十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.8連桿連桿螺栓是壓縮機(jī)的重要部分之一,它承受著很大的交變載荷、幾倍于活塞力的預(yù)緊力。通常連桿螺栓的斷裂是由于應(yīng)力集中的部位材料的疲勞而造成的。第七十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.9十字頭十字頭是連接作搖擺運(yùn)動(dòng)的連桿與作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞桿的構(gòu)件,具有導(dǎo)向作用。連桿力,活塞力、側(cè)向力在此交匯。十字頭部件為整體式結(jié)構(gòu),由十字頭體、十字頭銷、防松裝置等組成。十字頭用鑄鋼制造,滑履外圓鑄有巴氏合金層。在十字頭銷、十字頭磨擦表面上均設(shè)有油孔和油槽,以通油潤(rùn)滑滑道工作面。十字頭滑履間隙調(diào)整墊片應(yīng)該調(diào)節(jié)非工作面的調(diào)整墊片。十字頭銷的安裝?!爸N”主要控制好安裝擋板的緊固螺栓的防松和防螺栓斷裂措施。錐銷在控制上述措施外還應(yīng)在安裝研磨時(shí)注意銷與十字頭內(nèi)孔的接觸情況,接觸面<70%的應(yīng)進(jìn)行細(xì)致研磨,必須保證接觸面積。第七十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.10潤(rùn)滑系統(tǒng)活塞壓縮機(jī)中,在零件相互滑動(dòng)的部件,如活塞環(huán)與氣缸、填料與活塞桿、主軸承、連桿大頭瓦、連接小頭襯套以及十字頭滑道等處,要注入潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑,以達(dá)到如下目的:

減小摩擦功,降低壓縮機(jī)功率消耗;

減少滑動(dòng)部位的磨損,延長(zhǎng)零件壽命;

潤(rùn)滑劑有冷卻作用,可帶走摩擦熱,降低零件工作溫度,從而保證滑動(dòng)部位必要的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙,防止滑動(dòng)部位咬死或燒傷;用油作潤(rùn)滑劑時(shí),還有防止零件生銹的作用。第七十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.10潤(rùn)滑系統(tǒng)根據(jù)活塞壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),潤(rùn)滑大致分為兩種情況。1. 飛濺潤(rùn)滑飛濺潤(rùn)滑多用于小型無(wú)十字頭壓縮機(jī)中,其特點(diǎn)是:氣缸與運(yùn)動(dòng)部件的摩擦面,均靠裝在連桿上的打油桿將油飛濺到各潤(rùn)滑部位進(jìn)行潤(rùn)滑。2. 壓力潤(rùn)滑在大、中型帶十字頭的壓縮機(jī)中,均采用壓力潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方式往往分為兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng),即氣缸填料部分的潤(rùn)滑、活塞環(huán)與氣缸的潤(rùn)滑靠注油器供油;而運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑,則由油泵連續(xù)供油。第七十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.10潤(rùn)滑系統(tǒng)油泵一般采用齒輪泵或轉(zhuǎn)子泵。二個(gè)齒數(shù)相同的齒輪嚙合稱為齒輪泵;轉(zhuǎn)子泵有一對(duì)齒數(shù)不等的內(nèi)外轉(zhuǎn)子作嚙合轉(zhuǎn)動(dòng),由于存在轉(zhuǎn)速差,使內(nèi)轉(zhuǎn)子齒面包圍的容積發(fā)生周期行擴(kuò)大和縮小,實(shí)現(xiàn)吸油和壓油作用。潤(rùn)滑油流程:正流程:油泵→冷卻器→過(guò)濾器→主軸瓦→曲柄銷→連桿小瓦→十字頭滑道及其十字頭銷→回油箱。逆流程:油泵→主軸瓦→回油箱;→十字頭滑道→小頭瓦→大頭瓦→曲柄銷→回油箱。第七十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.11分離器/進(jìn)出口緩沖罐壓縮機(jī)進(jìn)出口緩沖罐/分離器的作用是從壓縮機(jī)入口介質(zhì)中去除冷凝物,防止液體進(jìn)入氣缸中產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。如果分離不足,冷凝物會(huì)通過(guò)氣體帶入氣缸,產(chǎn)生液擊現(xiàn)象;氣體中的液體會(huì)損壞活塞、氣缸和氣閥。常用的分離器的結(jié)構(gòu)型式分為:過(guò)濾方式離心力第七十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.11分離器/進(jìn)出口緩沖罐A.過(guò)濾方式過(guò)濾式分離器:通過(guò)過(guò)濾元件將液滴留在濾芯上,然后流到筒的下部。第七十八頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日3.11分離器/進(jìn)出口緩沖罐B.離心力離心式分離器,通過(guò)離心力將重的液滴流到筒的下部,達(dá)到氣液分離的目的。第七十九頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4壓縮機(jī)故障原因分析壓縮機(jī)操作人員的維護(hù)職責(zé)主要是按工藝規(guī)定指標(biāo)嚴(yán)格操作,保持各摩擦部件有良好的潤(rùn)滑和冷卻條件。根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和判斷故障所在,與有關(guān)人員迅速聯(lián)系加以處理。分析步驟:1)從整體看----介質(zhì);工況參數(shù);氣,水,油三大流程;2)從局部看----氣閥,活塞環(huán),填料是否有泄漏,安裝問(wèn)題,材料變性等。第八十頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.1壓縮機(jī)產(chǎn)生撞擊聲的原因活塞在活塞桿上松動(dòng);缸內(nèi)進(jìn)水(或液)或者進(jìn)入雜物(顆粒較大的、直徑大小超過(guò)余隙尺寸的);余隙容積太小或活塞松動(dòng)造成的過(guò)大;氣缸套松動(dòng)或損壞;十字頭與活塞桿連接松動(dòng);第八十一頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.2氣缸體發(fā)熱的原因冷卻水供應(yīng)不足或供水中斷;冷卻水管道堵塞;活塞工作面不光滑,與氣缸間隙不均勻;排氣閥漏氣,導(dǎo)致氣體循環(huán)而升溫,造成氣缸發(fā)熱。第八十二頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.3填料函發(fā)熱填料與活塞桿配合間隙不合適,裝配時(shí)產(chǎn)生偏差;填料函冷卻水供應(yīng)不足或供水中斷;冷卻水道污垢太厚或者供油不足;填料泄露。第八十三頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.4過(guò)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(guò)規(guī)定的數(shù)值稱之為過(guò)熱。過(guò)熱所帶來(lái)的后果:一個(gè)是加快磨擦副間的磨損,二是過(guò)熱量的熱不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機(jī)器重大的事故。造成軸承過(guò)熱的原因主要有:軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過(guò)??;軸承偏斜,曲軸彎曲、扭;潤(rùn)滑油粘度太小,油路堵塞,油泵有故障造成斷油等;安裝時(shí)沒(méi)有找平,沒(méi)有調(diào)整好間隙;主軸與電機(jī)軸沒(méi)有找正,兩軸有傾斜等。第八十四頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.5排氣溫度不正常排氣溫度不正常是指其高于設(shè)計(jì)值。影響排氣溫度增高的因素有:進(jìn)氣溫度、壓縮比、以及壓縮指數(shù)(對(duì)于空氣壓縮指數(shù)K=1.4)。影響到吸氣溫度高的因素如:中間冷卻效率低,或者中間冷卻器內(nèi)水垢多影響到換熱,則后面級(jí)的吸氣溫度必然要高,排氣溫度也會(huì)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(huì)使級(jí)間壓力變化,只要壓力比高于正常值就會(huì)使排氣溫度升高。此外,水冷式機(jī)器,缺水或水量不足均會(huì)使排氣溫度升高。第八十五頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.6氣缸內(nèi)和運(yùn)動(dòng)部件有異常聲響閥片斷裂或彈簧斷裂,閥體壓閥罩破裂或松動(dòng),氣缸余隙容積太小,氣缸中積聚液體、氣缸中有異物、氣缸缸套松動(dòng)或斷裂、活塞或活塞環(huán)嚴(yán)重磨損、活塞緊固螺母松動(dòng)或活塞桿斷裂。連桿螺栓、軸承壓蓋螺栓松動(dòng)或斷裂,主軸承、連桿大小頭軸承、十字頭滑道間隙過(guò)大、十字頭螺栓松動(dòng)或斷裂、各軸承預(yù)緊力太小或無(wú)預(yù)緊力、曲軸聯(lián)軸器與軸的配合、與聯(lián)軸節(jié)配合松馳。第八十六頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.7管路發(fā)生不正常的振動(dòng)管卡太松或斷裂;支撐剛性不夠;管架或吊架不牢;管路系統(tǒng)產(chǎn)生氣阻共振或管路機(jī)械共振。壓縮機(jī)本體振動(dòng)增大。第八十七頁(yè),共九十七頁(yè),2022年,8月28日4.8油泵出口壓力低或無(wú)壓力吸入管法蘭或接頭漏,吸入空氣;油泵殼體或軸封有泄漏;吸入閥有故障或油管堵塞;油箱內(nèi)油位太低;油過(guò)濾器太臟堵塞;油泵驅(qū)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

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