设备讲义1

往复活塞式压缩往复活塞式压缩机用途非常广泛。

在石油、化工、天燃气的加工、输送及其它工业部门中占有相当重要的地位。

因为往复活塞式压缩机与其它类型压缩机相比，有其独特的优点：1．压力范围广，从低压到高压都适用；2．热效率较高；3．适应性强，排气量可在较广泛的范围内变化；4．对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。

但这种压缩机也有其缺点，如外形尺寸及重量大，结构复杂，易损件多，安装及基础工作量大，气流有脉动，运转中有震动等。

一般使用于中、小流量及压力较高的情况。

目前在我国，往复活塞式压缩机的应用仍然是最广泛的。

往复活塞式压缩机的基结构，其组成大致可分为三部分：1．基本部分：包括机身、中体、曲轴、连杆、十字头等部件。

其作用是传递动力.联接基础与气缸部分。

2．气缸部分：包括气缸、气阀、活塞、填料以及安置在气缸上的排气调节装置等部件。

其作用是形成压缩容积和防止气体泄漏。

3．辅助部分：包括冷却器、缓冲器、液气分离器、滤清器、安全阀、油泵、注油器及各种管路系统，这些部件是保证压缩机正常运转所必需的。

活塞式压缩机的发展趋向是：1．高压、高速、大容量。

对于一些化工企业而言，提高压力可以提高合成效率，所以相应的压缩机工作压力也不断提高。

如合成氨用的压缩机工作压力达到60Mpa及100Mpa,合成聚乙稀的压力已达350Mpa 。

高转数.短行程结构的应用，节约使用机器占地面积及金属制造的消耗量。

大型压缩机的转速一般为250—500转/分，中型为500—1000转/分，小型为1000—3000转/分。

目前常压进气时的单机容量最大为333m3/分。

提高容量的主要途径是运用离心式或回转式压缩机与活塞式压缩机串联运行。

2．提高效率和延长使用期限。

压缩机是一种消耗巨大的能量机器，如1000台排气压力为9kg/cm2 .排气量为20 m3/分的压缩机，就需12.5万千瓦的动力。

因此，注意提高其效率5—10 % ，是完全有可能做到的。

活塞式压缩机的绝热效率，一般应在下列范围内：大型：80—85 % ；中型：70—80 % ；小型：65—70 %。

3．按系列化、通用化、标准化进行生产，以利提高产量、质量，缩短制造周期，便于产品变型。

往复式压缩机结构型式的特点活塞往复式压缩机的结构特点主要体现在两个方面，即气缸排列的型式（指气缸中心线的排列位置）和运动机构的结构。

一、气缸的排列形式1．立式压缩机：气缸作垂直布置，其优点在于：1.1 活塞工作表面不承受活塞重量，因而气缸和活塞的磨损比卧式的小且均匀，活塞环的工作条件有所改善，能延长机器的使用寿命。

1.2 占地面积比较小1.3 因为载荷使机身主要产生拉伸和压缩应力，所以机身的形状简单，重量轻。

1.4 往复运动部件的惯性力垂直作用在基础上，而基础抗垂直震动的能力较强昂，所以它的基础几何尺寸较小。

其缺点是：气阀和机间管道的布置比较困难，不易改变型号，较大的立式压缩机操作、维修也甚感不便。

2．卧式压缩机：气缸中心线作水平布置，且都在曲轴的一侧。

这是较老的一种结构，其优点在于：2.1 整个机器都处在操作者的视线范围内，所以管理维护方便。

曲轴、连杆的安装、拆卸都比较方便。

2.2 卧式压缩机最多只有两列，所以运动部件较填料数量较少，机身、曲轴的结构也比较简单。

2.3 卧式压缩机的厂房可以比立式的低。

卧式压缩机的主要缺点是：惯性力不能平衡，所以转速的增加受到很大限制，导致机器、驱动机和基础的重量、尺寸较大。

另外，卧式压缩机在多级压缩时，只能采取多缸串联，因而气缸、活塞的安装都比较麻烦；特别是大型压缩机的活塞往往很重，气缸和活塞易于磨损，更换的机率较为平凡。

3．对称平衡式压缩机：气缸作水平布置，并分布在曲轴两边，在两主轴承之间，相对两列气缸的曲柄错角为180度。

这种结构型式是五十年代初才出现的，由于特点显著，发展甚快。

现代的大型活塞式压缩机绝大多数均采用对称平衡型结构。

它除了具有卧式压缩机2.1和2.3两项优点外，还有自己的独特的优点：3.1 惯性力（一级和二级惯性力）可以完全平衡，惯性力矩也很小，甚至为零。

因此机器的转速可以大大提高，使得机器、驱动机和基础的尺寸、重量都能减小。

3.2 由于相对两列的活塞力方向相反，能互相抵消，因而能改善主轴颈的受力情况，减小主轴颈与轴承的磨损。

3.3 可以采用较多的列数，使得每列串联的气缸较少，方便安装。

其缺点是运动部件和填料数量较多，机身和曲轴的结构比较复杂。

两列对称平衡压缩机切向力的均匀性较差。

四列以上的对称平衡式压缩机，根据电机设置的位置，区分为M型和H型两种。

对称平衡M型压缩机，电机设置在一端。

主要优点是安装简单，增加列数的可能性大，利于改变机型。

缺点是机身和曲轴的钢度不如H型，且机身、曲轴的制造也比H型困难。

对称平衡H型压缩机，电机设置在两个机身之间，其优点是列间距离较大，便于操作检修。

机身和曲轴的结构和制造较简单。

缺点是列数只能成4列、8列或12列配置，所以机型改变不及M型方便，机器的安装找正也比较困难。

对置式压缩机：气缸作水平布置，并分布曲轴两侧，相邻的两相对列曲柄错角不等于180度。

根据其结构特点又可分为两种情况：第一种情况相对的气缸中心线部在一直线上，制成3、5、7、9等奇数列。

第二种，曲轴的两侧相对的气缸中心线在一条直线上，制成偶数列。

对置式压缩机具有卧式压缩机的优点，机身与曲轴的钢性比对称平衡式好，主要缺点是惯性力的平衡较差，而且住轴承的数目较多，曲轴和机身的制造精度相应地要求较高。

5．角度式压缩机：气缸中心线间具有一定的夹角，但不等于零或180度。

由于气缸中心线位置不同，角度式压缩机又分为W型、V型、L型、扇型等。

二、运动机构的结构活塞式压缩机的运动机构有无十字头和有十字头两种。

1．无十字头运动机构特点是结构简单、紧凑，机器高度较低，相应的机器重量较轻，一般不需要润滑机构。

无十字头的压缩机一般只适用于做成立式、V型、W型、扇型的结构。

在小型移动装置中用的压缩机，要求轻便紧凑以便于搬动，多选用无十字头的运动机构。

2．带十字头运动机构的特点是气缸工作表面不承受连杆传来的侧面压力，所以，气缸和活塞间的摩擦和磨损较小，充分利用了气缸容积，润滑油易于控制；可以设置填料密封，所以，气体的泄漏量较小，特别是对于易燃、易爆、有毒的气体，只能采用此种结构。

根据我公司大型往复活塞式压缩机的现场安装类型，下面重点讲一下对称平衡型压缩机的安装。

第一章对称平衡型压缩机的结构对称平衡型压缩机组与其它型压缩机组一样，均由驱动部分和压缩部分联合组成。

驱动部分的原动机多见为大型同步电动机，压缩机部分的结构与卧式压缩机结构基本相似，均由机身、曲轴、气缸等部分组成。

第一节机体结构机体的结构主要包括机身、中体、曲轴、连杆、十字头、轴承与轴瓦等。

一、机身对称平衡压缩机机身结构的特点是机身为两端面开口的长方体形匣式结构。

这种结构的优点是具有较高的刚性，并适应各列气缸在机身两侧对称设置的需求。

机身结构一般由机体、轴承座、侧盖、顶盖、横梁与拉杆组成。

机体的上部与两端壁的上开口是为了便于装卸曲轴、连杆等部件，为了弥补上开口对机体刚性的影响，在上开口处均设有横梁与拉杆，各横梁长度与机体有配合要求。

在机身内有横向立式带筋隔板将机体隔成几个小室，每一带筋隔板支承一个曲轴轴承，所以隔扳数将由所需曲轴瓦数决定。

在各隔板底部开有通油孔，以便机体内润滑油回流。

同时也起到减少隔扳与机体壁相交处的铸造应力的作用。

机体由底面在轴向方向带有一定的倾斜度，在最低处设有排油孔。

机身的顶盖上还设有透气帽。

在机身底座上一般还备有已经研校的凸台以供安装时初步找正之用。

机身的制造形式有铸造与焊接结构两种，焊接机身是由钢板与铸钢件焊制而成，它仅适用于单级压缩机的有限场合，绝太多数机身均为铸造件。

机身在精加工之前均经自然时效处理或退火处理，以确保精加工之后机身基本不再形变。

铸造机身的材质常选用牌号为：HTl5—33、HT20—40，HT25—47等灰铸铁。

二、中体中体的主要用途是给十字头提供偶配工作面与支承，并且起隔离机身与气缸的作用，以防止被压缩气体漏进机身内。

此外，还起到使连杆，十字头、活塞的组合体在固定的方位上作往复运动，在往复式对称平衡压缩机中为了确保此作用，往往中体还设有滑道轨道与十字头侧瓦直接接触以严格限位。

中体有与机身连成一体铸造和分体铸造两种型式，大多数为分体铸造结构，并均通过紧固螺拴将两者联为一体。

这种分体结构的优点是既便于铸造，也便于当中体上的滑道经磨损之后更换备件。

在中体结构中(图1-1)，在前端(靠气缸端)设有刮油器以刮去活塞杆上的润滑油，使十字头部分润滑油与气缸部分润滑油隔离或防止前者进入气缸部分(气缸禁油情况时)。

前端两侧设有小窗，以装卸刮油器与气缸上的密封填料。

在中体中、后部分设有上、下滑道，在两侧设有装卸十字头用的大窗。

在下滑道侧面有的还备有供找平用的凸台，中体内底面还设有排油孔以排出中体内润滑油回机身或油箱，在滑道与机身相接处还设有进油孔，以供循环油进入中体，也有从顶部进入的。

中体机身虽然已有紧固螺栓连接．但为了不使中休的作用力全部承在机身上，所以中体均有各自的支承基础。

图1-1 中体结构刮油器的结构形式多种，各种对称平衡压缩机选用何种结构形式刮油器，主要与被压缩工艺气体的隔油要求有关。

刮油器一般均由一组或几组刮油环组成，刮油环有单向刮油环与双向刮油环两种(图1-2与1-3)。

双向刮油环由二个刮口相反的单向刮油环组成，两者由圆柱销定位，各组刮油环一般均由正切口或斜切口的相同三块组成，它们在外园拉伸弹簧作用下，相互组合并紧贴在活塞杆上。

由单向刮油环组成的刮油器常用在气缸部分要求禁油的压缩机中体上，如氧压机之类，有时还增设圆盘形的挡油器以进一步防止由于刮油器未除净的油靠向气缸，挡油器一般固定在活塞杆上，两者接触面上垫有耐油橡胶圈。

由双向刮油环组成的刮油器常用在一般工艺气体或空气压缩机，以起隔离刮油器两侧润滑油的作用。

图1-2 单向刮油环结构图1-3 双向刮油环结构三、曲轴在大型压缩机中一般曲轴型式有两种：即曲柄轴和曲拐轴。

曲柄轴与电机转子轴为同一体，仅占转子轴一端的有限部分，机身上的主轴承即是电机转子轴一侧的轴承。

曲柄轴的结构比较简单，也便于安装，如红旗牌压缩机与5L型循环压缩机即属曲柄轴。

在对称平衡压缩机中，曲轴必须多拐才能适应，所以单拐的曲柄轴是不适用的，多拐的曲轴虽然在制造与安装等方面都不如曲柄轴方便，但它最大优点是能适应如对称平衡压缩机等较先进机型之需要，而且应用十分普遍。

曲拐轴的曲拐数是根据对称平衡压缩机的气缸列数而定的，如3 D、3M型为三列三拐，4D、4M型为四列四拐等。

相邻各拐之错角有90°、120°、180°等，根据各型压缩机的具体情况而定。