空氣壓縮機基本知識

空氣壓縮機基本知識一、空氣壓縮機概念空氣壓縮機（英文為：aircompressor）是氣源裝置中的主體，它是將原動機（通常是電動機）的機械能轉(zhuǎn)換成氣體壓力能的裝置，是壓縮空氣的氣壓發(fā)生裝置。壓縮機屬于動力機械，能將氣體體積縮小，壓力增高，產(chǎn)生一定的動能，這些動能可以做為機械動力或其他用途。壓縮空氣系統(tǒng)圖見下圖：二、空氣壓縮機的分類1.按照定義分類：1)容積式壓縮機－－減小氣體體積，提高氣體壓力。機械能→勢能

往復式壓縮機－－工作容積大小呈周期性變化，空間位置不變。

回轉(zhuǎn)式壓縮機－－工作容積大小呈周期性變化，空間位置變化。2)動力式壓縮機－－提高氣體分子的運動速度，使氣體分子具有的動能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，從而提高壓縮氣體的壓力。

動能→勢能離心式壓縮機－－屬速度型壓縮機，在其中有一個或多個旋轉(zhuǎn)葉輪（葉片通常在側(cè)面）使氣體加速。主氣流是徑向的。

2.按照排氣壓力分類1)鼓風機：0.01～0.1MPa2)低壓：0.2～1.0MPa3)中壓：1～10MPa4)高壓：10～100Mpa5)超高壓：＞100MPa3.按照排氣量分類1)微型：＜1m3/min

2)小型：1～10m3/min

3)中型：10～100m3/min

4)大型：＞100m3/min4.按照冷卻方式分類1)風冷：以空氣作為冷卻介質(zhì)，依靠自身的散熱風扇完成空氣循環(huán)。2)水冷：以水作為冷卻介質(zhì)，配備專用冷卻水塔，或提供專用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。5.按照潤滑方式分類1)有油潤滑a.噴油式壓縮機b.微油式壓縮機2)無油潤滑a.水潤滑b.干式螺桿c.無油活塞d.離心式三、空氣壓縮機的工作原理1、活塞式空氣壓縮機當活塞從汽缸的上止點向下止點移動時，汽缸內(nèi)的容積增大，缸內(nèi)壓力下降，當缸內(nèi)壓力低于外界大氣壓力時，外界的空氣在汽缸內(nèi)外壓力差的作用下，客服彈簧的張力推開進氣閥而進入汽缸（這時出氣閥關(guān)閉）。當活塞移到下止點時，汽缸內(nèi)充滿空氣，其壓力與外界大氣相等。由于汽缸內(nèi)外壓力平衡，氣門彈簧便將進氣閥彈回而關(guān)閉，于是完成了吸氣過程。當活塞由下止點向上止點移動時，這時由于進、出氣閥均關(guān)閉，汽缸內(nèi)的空氣受到壓縮。隨著活塞的上移，汽缸的容積不斷變小，被壓縮的空氣壓力也就越來越高。此過程為壓縮過程。當被壓縮的氣體壓力超過氣門彈簧的張力與出氣管內(nèi)壓力的合力時，出氣閥就被頂開，壓縮空氣從出氣管排出，直至活塞到達上止點為止，這時由于汽缸內(nèi)的壓縮空氣絕大部分被排出，氣壓急劇下降，于是排氣閥在其彈簧的張力下又將汽缸關(guān)閉。此過程為排氣過程。活塞再由上止點向止點移動時，新鮮空氣又被吸入汽缸，開始下一個吸氣過程?；钊娇諌簷C就是這樣吸氣、壓縮和排氣周而復始地進行循環(huán)工作。備注：由于現(xiàn)在低壓市場的活塞式空壓機初步被螺桿式空壓機淘汰，所以我們對活塞式空壓機了解就可以了。2、螺桿式空氣壓縮機螺桿空壓機又分為兩種：雙螺桿空壓機和單螺桿空壓機。1)雙螺桿空壓機的工作原理及簡介：雙螺桿空壓機是由一對相互平行嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子（或稱螺桿）在氣缸內(nèi)轉(zhuǎn)動，使轉(zhuǎn)子齒槽之間的空氣不斷的產(chǎn)生周期性的容積變化空氣則沿著轉(zhuǎn)子的軸線由吸入側(cè)輸送至輸出側(cè)實現(xiàn)螺桿式空壓機的吸氣、壓縮和排氣的全部過程，空壓機的進氣口和排氣口分別在空壓機兩端，陰轉(zhuǎn)子的槽和陽轉(zhuǎn)子的齒被主電機驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。2)單螺桿空壓機的工作原理及簡介：單螺桿空壓機的特征是只有一個螺桿轉(zhuǎn)子。但實際上，單螺桿空壓機卻有三根旋轉(zhuǎn)軸，即由一個螺桿轉(zhuǎn)子和兩個與螺桿轉(zhuǎn)子垂直的行星齒輪組成。作為螺桿空壓機家族的一員，單螺桿空壓機具有和雙螺桿空壓機相似的優(yōu)點，但由于存在以下幾個在工業(yè)上難以解決的難題使得其一直沒有得到大規(guī)模的推廣。a.運動部件較多：單螺桿空壓機有三個旋轉(zhuǎn)軸，而且螺桿和行星齒輪的剛性相差較大，運動中易變形不均勻，因而相互嚙合精度難以保證，所以容積效率較低。在目前市場上銷售的單螺桿壓縮機中行星齒輪均采用非金屬材料，耐磨性較差，在高速工作過程中，由于磨損較大，造成內(nèi)泄漏增大，因而工作一段時間后流量有較大衰減，一般經(jīng)過3000至4000小時的運轉(zhuǎn)后，流量平均衰減5~10％。所以單螺桿空壓機在工業(yè)應用中的經(jīng)濟性極差。加上變形的不均勻引起的嚙合精度難以保證還會造成整機設備的機械穩(wěn)定性降低，因而故障率高，維修率高，進一步限制了它的使用范圍。b.行星齒輪的材料有待進一步改善。行星齒輪作為單螺桿壓縮機的核心部件之一，其主要作用是起密封作用。如果選用鋼制的行星齒輪，由于鋼材膨脹系數(shù)大，膨脹量大，所以必須在行星齒輪與螺桿間留較大的間隙，不但泄漏多，效率低，而且容易咬死造成重大故障：如果采用復合材料，雖然可以解決上述問題，但由于目前的復合材料強度低，耐磨性差，在運轉(zhuǎn)過程中的剪切力和機械磨擦的作用下，不僅很快就會損壞，造成內(nèi)部泄漏增大，效率下降，而且維修頻繁，增大維護人員勞動強度和維修成本。如何盡快找到一種強度高、膨脹度小且耐磨的材料成為各廠家需要解決的又一大問題。然而，就目前材料科學的進展來看，短期內(nèi)難以得到根本性的解決。c.螺桿型線有待進一步的優(yōu)化。由于以上兩個問題的存在而且在可以預見的未來也沒有很好的解決辦法，從而限制了單螺桿空壓機的推廣。所以科研機構(gòu)和各大型空壓機制造企業(yè)在單螺桿型線的研究上的投入不大，也一直沒有取得較大的進展。如何找到最佳的螺桿型線是大規(guī)模推廣前的又一項重大工作。但由于市場前景較差，各主要廠家的投入也不大，所以短期內(nèi)也難以有根本性的提高。總的概括起來，就目前的技術(shù)發(fā)展看，雙螺桿空壓機不但在技術(shù)上是先進的，而且在實際應用中已經(jīng)完全成熟，3、離心式壓縮機是具有葉片的工作輪在壓縮機的軸上旋轉(zhuǎn)，進入工作輪的氣體被葉片帶著旋轉(zhuǎn),增加了動能(速度)和靜壓頭(壓力),然后出工作輪進入擴壓器內(nèi),在擴壓器中氣體的速度轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫?進一步提高壓力,經(jīng)過壓縮的氣體再經(jīng)彎道和回流器進入下一級葉輪進一步壓縮至所需的壓力。4、渦旋式空氣壓縮機渦旋空氣壓縮機是由兩個雙函數(shù)方程型線的動、靜渦盤相互嚙合而成。在吸氣、壓縮、排氣工作過程中，靜盤固定在機架上，動盤由偏心軸驅(qū)動并由防自轉(zhuǎn)機構(gòu)制約，圍繞靜盤基圓中心，作很小半徑的平面轉(zhuǎn)動。氣體通過空氣濾芯吸入靜盤的外圍，隨著偏心軸旋轉(zhuǎn)，氣體在動靜盤噬合所組合的若干個月牙形壓縮腔內(nèi)被逐步壓縮，然后由靜盤中心部件的軸向孔連續(xù)排出。5、滑片式空氣壓縮機壓縮腔體中偏心放置一個輪子,在這個輪上有4~6片可以沿著輪中心軸向滑動的滑片,滑片底部有彈簧,控制滑片一直和腔體接觸.四、無油和噴油式空氣壓縮機介紹1.無油螺桿空壓縮機介紹2.無油螺桿機轉(zhuǎn)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹3.無油螺桿空壓機結(jié)構(gòu)圖1-進氣口2-消音槽3-空氣過濾器4-低壓轉(zhuǎn)子5-中間冷卻器6–疏水器和排水管7-高壓轉(zhuǎn)子8-消音器9-單向閥10-后冷卻器11-壓縮空氣出口12-放空閥和消音器13-進水14-出水15-油冷卻器16-油過濾器17-油路旁通閥18-油泵

4.噴油螺桿機流程原理五、空氣壓縮機相關(guān)參數(shù)介紹1.排氣壓力定義—最終排出壓縮機的氣體壓力?；钊麢C在空氣桶處測得。螺桿機在油氣桶內(nèi)測得。額定排氣壓力—設計工況的排氣壓力，即壓縮機銘牌上標的排氣壓力。壓縮機可以在低于額定排氣壓力的任意壓力下工作，只要強度和排氣溫度允許也可超過額定排氣壓力工作。常用的排氣壓力單位：bar或Mpa1bar=0.1Mpa一般客戶習慣性地稱壓力單位為Kg(公斤)

1Kg=1bar1MPa=10bar1bar=14.504psi1bar=1公斤/平方厘米2.容積流量（排氣量）定義—單位時間內(nèi)，壓縮機最后一級排出的氣體量（后冷卻器,止回閥和水分離器的下游）換算到第一級進口狀態(tài)的壓力和溫度時的氣體容積值（進氣狀態(tài)下）。容積流量（排氣量）=進氣量-氣體泄漏量容積流量的單位：m3/min(立方米/分鐘)、L/min(升/分鐘)

CFM（立方英尺/分鐘）

1m3=1000L=35.315CFM國內(nèi)一般常用的容積流量單位m3/min(立方米、分鐘)（標方流量：Nm3/min）容積流量在我國又通常被成為排氣量或銘牌流量3.排氣溫度定義—每一級排出氣體的溫度。通常在排氣接管處測得。溫度有攝氏度°C、華氏度F、絕對溫度(凱氏)K絕對溫度T=273+攝氏度tF=32+1.8t如攝氏度20°C，則其絕對溫度T=273+20=293K華氏溫度=32+1.8x20=68F4.壓力露點空氣進行冷卻,當水蒸氣分壓力等同與飽和壓力,此時的溫度即為露點溫度，此時空氣100%飽和含水。壓縮空氣的露點溫度，即稱為壓力露點。大氣的露點就是在大氣壓力下水蒸氣開始冷凝時的溫度.（常壓露點）任何進一步的冷卻,便有冷凝水析出5.排氣含油量單位：PPM（mg/m3）單位體積的壓縮空氣中所含的油（包括油滴、懸浮粒子、油蒸氣）的質(zhì)量，換算到絕對壓力0.1MPa、溫度20℃和相對濕度65%大氣條件下的值。通常我們所說的PPM為重量比。（1kg的百萬分之一為毫克）1PPMw=1.2mg/m3(PA=0.1MPa、t=20℃、φ=65%)六、空壓機品牌介紹a.AtlasCopco阿特拉斯、柯普科b.Ingersoll-Rand英格索蘭c.Compair/Demag康普艾/德