第一节 往复活塞式压缩机的基本机构
活塞式压缩机原理
活塞式压缩机原理活塞式压缩机是一种广泛应用于工业和机械领域的压缩机。
它是通过一个或多个活塞在气缸内往复运动，将气体压缩并送入管道或容器中。
下面将详细介绍活塞式压缩机的原理。
活塞式压缩机的基本构造包括气缸、活塞、活塞杆、曲轴、连杆、气阀和冷却系统等部分。
气缸是一个空心的筒形容器，分为吸气腔和排气腔。
活塞是一个与气缸内壁紧密配合的圆柱体，可以在气缸内进行往复运动。
活塞杆连接活塞和曲轴，使活塞能够将压缩气体的动力传递给曲轴。
曲轴是活塞运动的传动装置，将活塞的往复运动转化为旋转运动。
连杆连接活塞杆与曲轴，起到传递动力的作用。
活塞式压缩机的工作过程可以分为吸气、压缩和排气三个阶段。
在吸气阶段，活塞从曲轴的顶点开始运动，向下运动创建了一个低压区域，吸入外部的气体进入气缸内。
当活塞向下运动到达最低点时，吸气阀门打开，气体进入吸气腔。
在压缩阶段，活塞开始向上运动，活塞内的气体被压缩。
当活塞运动到达最高点时，冷却系统会将气体冷却，以减少气温和压力。
在排气阶段，排气阀门打开，压缩气体通过排气口排出到管道或容器中。
完成排气后，活塞开始向下运动，进入下一个吸气阶段，循环往复运动。
活塞式压缩机的原理是通过活塞的往复运动将气体压缩。
当活塞向下运动，活塞内的容积增大，产生低压区域，吸入外部的气体。
当活塞向上运动，活塞内的容积减小，气体被压缩。
通过往复运动，活塞将气体进行连续的压缩，提高气体的压力。
压缩后的气体通过排气阀门排出到需要的地方。
活塞式压缩机的工作原理可用下面的公式来表示：压力×容积=常数。
当活塞向下运动，容积增大，压力降低，满足该公式；当活塞向上运动，容积减小，压力增加，同样满足该公式。
通过活塞的往复运动，压力和容积之间保持一定的关系，实现气体的压缩。
活塞式压缩机的优点包括结构简单，制造成本低，容量范围广，可以灵活调节压缩比和气体流量。
然而，它也存在一些缺点，比如体积较大，机械损耗较大，震动和噪音较大等。
活塞式往复压缩机基本结构介绍共52页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
活塞式往复压缩机基本结构介绍
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
《往复式压缩机(往复式压缩机工作原理、主要零部件检修标准、关键部位质量关键点)》学习(2)
活塞式往复压缩机的三方面内容：
基本结构 工作原理 主要零部件
一、活塞式压缩机的基本构造及工作工程
1.活塞式压缩机的基本构造
活塞式压缩机虽然种类繁多、结构复杂，但
其基本构造大致相同，如下图所示，主要由三大
部分组成：运动机构（曲轴、轴承、连杆、十字
头、皮带轮或联轴器等）、工作机构（汽缸、活 塞、气阀等）与机身。此外还有三个辅助系统， 即润滑油系统、冷却水系统及调节系统。
活塞式压缩机主要零部件
机 身 气 阀
活 塞
连 杆
曲 轴
一、活塞式压缩机的机身
卧式机身
主要零部件
曲轴
21
图2-7 连杆结构
连杆
23
干式缸套
24
湿式缸套
25
十字头
正反向十字头的辨认
26
气阀
气阀的作用是控制气缸中的气体吸入和排出。气阀的阀片是易
损部件之一。按阀片形状常可分为：环状阀和网状阀。
单作用填料环组型式
单作用填料环组工作原理
双作用填料环组型式
双作用填料环组工作原理
脉动密封环组型式
阻流环
带阻流环的填料环组D24
减压环
减压环的作用：
• 降低由于进、排气压力波动造成对填料环的冲击负荷 • 防止杂质、颗粒进入填料盒
无水冷却填料盒的结构
无水冷却填料盒——为您解决填料盒无水冷却的难题！
(J)
p2 Td Ts ( ) p1
m1 m
Ts
1 n
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v 1 ( 1)
F P AP
三、活塞式压缩机的分类及型号表示方法 1.活塞式压缩机的分类
按压缩机汽缸级数可分为： （1）单级压缩机 （2）两级压缩机 （3）多级压缩机 按压缩机具有的列数可分为： （1）单列压缩机 （2）双列压缩机 （3）多列压缩机
往复式压缩机的基本组成
往复式压缩机的基本组成
1. 缸体，往复式压缩机通常包括一个或多个气缸，气缸内部有
活塞来压缩气体。
缸体通常由坚固的金属材料制成，以承受高压和
高温。
2. 活塞，活塞是往复式压缩机中的关键组成部分，它在气缸内
上下运动，从而压缩气体。
活塞通常由耐高温和耐磨损的材料制成，以确保其长期稳定的工作。
3. 曲轴和连杆，曲轴和连杆是将活塞的直线运动转换成旋转运
动的关键部件。
曲轴通过连杆与活塞连接，使得活塞的上下运动能
够转换成曲轴的旋转运动。
4. 阀门，往复式压缩机包括吸气阀和排气阀，它们控制气体进
出气缸。
阀门的设计和调节对于压缩机的效率和性能至关重要。
5. 冷却系统，往复式压缩机需要一个有效的冷却系统来降低压
缩过程中产生的热量。
冷却系统通常包括冷却风扇、散热片和冷却剂。
6. 润滑系统，往复式压缩机需要一个润滑系统来确保活塞和曲轴的顺畅运动，并减少摩擦和磨损。
润滑系统通常包括润滑油和润滑油泵。
这些基本组成部分共同工作，使得往复式压缩机能够有效地将气体压缩成高压气体。
通过合理的设计和维护，往复式压缩机可以实现高效、稳定的压缩过程，广泛应用于工业生产和空调制冷等领域。
往复式压缩机基础知识
（5）、无油润滑或少油润滑压缩机中的 非金属填料，其环的两端面、内孔表面及切 口面均不得有刮伤、划痕等缺陷；填料环与 填料盒之间的轴向、径向间隙，应符合表1— —3中的规定；有金属箍套的开口平面非金属 密封环，其金属箍套外圆表面压紧弹簧的长
往复式压缩机基础知识
往复式压缩机的组成 往复式压缩机主要由三大部分组成：运动机构(包 括曲轴、轴承、连杆、十字头、皮带轮或联轴器等)， 工作机构(包括气缸、活塞、气阀等)，机身。此外，压 缩机还配有三个辅助系统:润滑系统、冷却系统以及调 节系统。工作机构是实现压缩机工作原理的主要部件。 活塞在气缸内做周期性往复运动时，活塞与气缸组成的 空间(称为工作容积)周期性地扩大与缩小。当空间扩大 时，气缸内的气体膨胀，压力降低，吸入气体；当空间 缩小时，气体被压缩，压力升高，排出气体。活塞往复 一次，依次完成膨胀、吸气、压缩、排气这四个过程， 总称为一个工作循环。当要求压力较高时，可以采用多
度应相等，弹力应均匀。
8、连杆组件的装配 （1）、装配前 应对十字头和连杆的轴瓦进行检
查，十字头的合金层和连杆大头瓦的合金层应光滑 圆整，不得有裂纹、气孔、缩松、划痕、碰伤、压 伤及夹杂物等缺陷；合金层与瓦背应黏合牢固；连 杆本体和十字头的油路应清理干净、畅通。
（2）、连杆小头瓦和小头孔为过盈配合 当瓦装 入孔时，其内孔将收缩，收缩的尺寸一般约等于过 盈的尺寸，因此连杆小头瓦外圆加大的尺寸其内孔 也应相应加大。小头瓦的装配过盈量与瓦的材料及 直径尺寸有关，例如铜瓦的过盈量一般为直径的 0.4/1000~0.5/1000，其确切尺寸应按图纸的要求。
活塞式压缩机的基本结构
活塞式压缩机的基本结构活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，其基本结构包括气缸、曲轴、连杆、活塞及阀门等组成部分。
本文将介绍活塞式压缩机的基本结构及工作原理。
一、气缸气缸是活塞式压缩机的主要组成部分之一，它是一个圆筒形的腔室，用于容纳活塞的往复运动。
气缸通常由高强度的铸铁或钢材料制成，具有足够的耐压能力。
在气缸内壁上通常还会加工光滑的内孔，以减少活塞在运动过程中的摩擦阻力。
二、曲轴曲轴是活塞式压缩机的关键部件之一，它通过连杆将活塞的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通常由高强度的合金钢制成，并经过精密的加工。
曲轴上还配有凸轮，用于控制与进气阀和排气阀相对应的气门的开闭。
三、连杆连杆连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动传递给曲轴并将其转化为旋转运动。
连杆通常由高强度的合金钢制成，具有足够的强度和刚度以承受活塞的冲击力和曲轴的转动力。
四、活塞活塞是活塞式压缩机的运动元件，它在气缸内进行往复运动，通过吸入和压缩气体来实现压缩机的工作。
活塞通常由铸铁或钢材料制成，表面涂有耐腐蚀和耐磨损的涂层。
活塞上还配有活塞环，用于密封气缸和活塞之间的空隙，减少气体泄漏。
五、阀门阀门是活塞式压缩机中的重要组成部分，它控制气体的进出。
常见的阀门包括进气阀和排气阀。
进气阀控制气体的进入气缸，而排气阀控制气体的排出。
阀门通常由高温和高压下工作的材料制成，如高温合金钢或不锈钢。
活塞式压缩机的工作原理是，通过活塞的往复运动将气体吸入气缸，并随后压缩气体。
在压缩过程中，活塞运动时阀门打开，气体进入气缸；而在排气过程中，活塞运动时阀门关闭，气体被压缩并排出。
这样往复运动和气体的压缩排放过程就实现了。
综上所述，活塞式压缩机的基本结构包括气缸、曲轴、连杆、活塞及阀门等组成部分。
通过活塞的往复运动和阀门的开闭控制，活塞式压缩机能够实现气体的压缩和排放。
这种压缩机具有结构简单、制造成本较低、维护方便等优点，被广泛应用于工业生产和生活中的各个领域。
往复活塞式压缩机
往复活塞式压缩机往复活塞式压缩机是一种常见的压缩机类型，广泛应用于工业、制冷和空调领域。
它的结构简单，工作可靠，具有较高的压缩效率和压力范围，因此备受青睐。
该型压缩机主要由活塞、曲柄连杆机构、气缸和阀门组成。
当活塞向下运动时，气缸容积增加，气体进入气缸；当活塞向上运动时，气缸容积减小，气体被压缩。
曲柄连杆机构起到了将旋转运动转化为往复运动的作用。
阀门则用来控制气体的进出。
往复活塞式压缩机的优势之一是其高效率。
它能够在短时间内将气体压缩到较高的压力，提供强大的功率输出。
由于其结构紧凑，其功率和能效之比也较高，能够有效地降低能源消耗。
此外，往复活塞式压缩机的压力范围广泛。
通过调整阀门的开启程度和活塞的行程，可以实现不同压力需求的精确控制。
这使得该型压缩机不仅适用于正常的压缩需求，还适用于一些特殊的工作环境。
往复活塞式压缩机的可靠性也是其受欢迎的原因之一。
由于其结构简单，没有过多的复杂部件，因此减少了可能出现故障的机会。
此外，该型压缩机的维护和维修也相对容易，降低了维护成本和停机时间。
然而，往复活塞式压缩机也存在一些不足之处。
首先是振动和噪声问题。
由于活塞的运动是往复式的，因此会引起较大的振动，并产生噪音。
在一些对噪音敏感或对振动有特殊要求的场合，需要采取降噪和减振措施。
其次是气体的温升问题。
在压缩过程中，由于气体被压缩，会产生较多的热量。
如果无法及时散热，可能会导致温升过高，影响压缩机的工作效率和寿命。
为了克服这些不足，现代往复活塞式压缩机经过了不断的改进和升级。
例如，通过改变气缸和曲柄连杆机构的设计，可以减少振动和噪音。
通过增加冷却装置和散热系统，可以有效解决气体温升问题。
此外，还可以采用先进的材料和制造工艺，提高压缩机的耐用性和可靠性。
总之，往复活塞式压缩机作为一种常见的压缩机类型，在工业、制冷和空调领域发挥着重要作用。
尽管存在一些不足，但通过不断的改进和创新，将会有更好的性能和更广泛的应用前景。
往复活塞式压缩机结构及力学分析
往复活塞式压缩机结构及⼒学分析1往复活塞式压缩机结构及⼒学分析1.1往复活塞式压缩机活塞杆与⼗字头组件1.1.1活塞杆与⼗字头组件的组成1.1.2活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析1.1.3活塞杆结构设计1.1.4活塞杆与⼗字头连接⽅式1.1.5⼗字头体、滑履、⼗字头销1.2活塞组件1.2.1活塞结构1.2.2柱塞结构1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接⽅式1.2.4活塞的材料及其质量⽀承⾯1.2.5双作⽤活塞主要尺⼨确定和强度计算1.2.6活塞组件失效与修理1.3往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞⼒的计算1.3.1往复压缩机的⽓体⼒1.3.2往复压缩机的惯性⼒1.3.3相对运动表⾯间的摩擦⼒1.3.4活塞杆所受综合活塞⼒1.4 往复活塞式压缩机活塞杆强度校核1 往复活塞式压缩机结构及⼒学分析1.1 往复活塞式压缩机活塞杆与⼗字头组件1.1.1 活塞杆与⼗字头组件的组成该组件包括活塞杆、⼗字头及⼗字头销三个主要零件，此外还有相应的⼀些联结零件。
它们处于⽓缸与机⾝之间，其⼀端连接活塞，另⼀端连接连杆，⽽⼗字头滑履⼜⽀承在机⾝滑道上，故处于极为重要的部位。
在压缩机的运⾏中，该处极易发⽣事故，并造成重⼤的破坏，例如连杆⼩头衬套烧损、活塞杆断裂等。
此外，活塞环、填料⾮正常失效，往往是活塞杆倾斜引起的。
并且，⼗字头滑履与滑道之间的间隙还是检验其机⾝与曲轴、连杆等运动部件总体精度的重要指标，新压缩机的⼗字头滑履与滑道的间隙应控制在()0.8 1.20000~1Dδ=，其中D 为⼗字头直径。
1.1.2 活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析活塞杆在压缩机运⾏过程中能否平直运动⼗分重要。
API618中，对活塞杆的径向跳动的公差作了规定，即⽔平径向跳动量为0.064mm ±，其垂直径向跳动为在活塞杆热态预期径向跳动的基础上每1mm ⾏程不⼤于0.00015Smm ±（S 为活塞⾏程）。
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3、十字头
十字头是连接活塞杆与连杆的零 件，它有导向作用。
压缩机中大量采用连杆小头放在十 字头内的闭式十字头。少数压缩机采用 与叉形连杆相配的开式十字头。
十字头与连杆的连接由十字头销来完成。
4、气缸
气缸是活塞式压缩机工作部件中的主要部 分。根据压缩机不同的压力、排气量、气体性 质等需要选用不同的材料和结构型式。
基本要求：足够的强度和刚度；良好的冷 却、润滑及耐磨性；尽可能减少余隙和气体阻 力；利于制造和便于检修；符合系列化、通用 化、标准化的三化要求，以便于互换。
工作压力低于60×105Pa的气缸用铸铁制造；
工作压力在（60-200）×105Pa的气缸用稀土球墨 铸铁或者铸钢制造；
更高工作压力用碳钢或合金钢锻造。
图3-2（a），在曲柄转角α=0~40°间，活塞自外 止点开始向右移动。位于活塞左侧（称盖侧）的缸内 容积就逐步增大，而右侧（称轴侧）的缸内容积就逐 步缩小。 盖侧在P-V图上表示过程为c-d，称为膨胀过程。 轴侧在P-V图上表示过程为a-b，称为压缩过程。
(a) (盖侧）膨胀 (轴侧）压缩 0－40度
为增加气缸的耐磨性和密封性，工作表面的加工 要求较高，一般表面粗糙度Ra不大于0.4μm;中等缸 径（D≤600mm)的气缸，表面粗糙度Ra=0.4-0.8μm; 大直径（D＞600mm）的气缸，表面粗糙度Ra不大于 1.6μm。
根据气缸冷却方式，可分为风冷和水冷两 种。风冷式气缸一般用于小型低压移动式压缩 机。它的结构简单，重量轻。
（b） (盖侧）吸气 （c) (盖侧）压缩
(轴侧）压缩－排 (轴侧）膨胀－排气
40－180度
180－280度
(d） (盖侧）排气 (轴侧）吸气
280－360
2、连杆
连杆是将作用在活塞上的气体力等各种力传 递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为活塞的往 复运动的机件。
连杆包括大头、小头、杆体三部分。如图3-4 所示。
结构
阀座：同心圆环或孔状
阀片：运动启闭元件 升程限制器：又称阀盖，限制阀升起高度，
也是弹簧座。 弹簧：配合气流推力，控制启闭运动 其他：连接螺栓、螺母及锁紧件（如开口销
等）。
进 气 阀 工 作 示 意 图
进气过程：缸内气体膨胀，压力不断降 低，当缸内压力低于进气管内压力，阀片上的 压差大于弹簧力及阀片的惯性力时，阀片开 启，气体进入气缸；当活塞快接近内止点时， 活塞速度和气流速度急剧变小，阀片压差也减 小，直到压差不足以克服弹簧力时，阀片回到 阀座上，气阀关闭。
第一节 往复压缩机的基本结构 和工作原理
一 基本构成和工作原理
运动机构：皮带轮、曲轴、连杆、十字头组成 工作机构：气缸、活塞、填料、汽阀组成
机身：支承工作与传动部件，有的兼作油箱
此外还有润滑系统、冷却系统 以及调节系统
运动机构是一种曲柄连杆机构，把曲柄的 旋转运动变为十字头的往复运动。
机身用来支承和安装整个运动机构和工作 机构，又兼作润滑油箱用，曲轴用轴承支承在 机身上，机身上有两个滑道又支承着十字头， 两个气缸分别固定在L型机身的两臂上。
大部分气缸用水冷却，铸铁气缸可铸成有 冷却水道的双层壁结构。铸造较困难。
双层壁铸铁气缸
三
气阀是往复活塞式压缩机中重要部 件，也是易损坏的部件之一。
气阀在气缸上布置方式对气缸结构有很 大影响。布置气阀的要求是：通道截面 大、余隙容积小、安装和修理方便。
6、活塞
活塞与气缸构成工作容积，是压缩机中重 要的工作部件。
（1） 筒形活塞 常为单作用活塞，用于小 型无十字头的压缩机，通过活塞销与连杆直接 相连，筒形活塞 的一般典型结构如图3-16， 活塞顶部直接承受缸内气体压力。
（2）盘形活塞 用于中、低压双作用气 缸。盘形活塞通过活塞杆与十字头相连。它不 承受侧向力。为减轻往复运动质量，活塞可铸 成空心结构，两端面间用筋板加强，如图316。
工作机构是实现压缩机工作原理的主要部 件。
气缸呈圆筒形，两端都装有若干吸气阀，活 塞在气缸中作往复运动。L型压缩机有两个气 缸，一般垂直列为一级缸，水平列为二级缸。 在每个气缸内都经历膨胀、吸气、压缩、排气 四个过程，其工作原理完全一样的。
现以L型压缩机的二级缸为例来分析说明。
图3-2是L型空气压缩机二级缸的工作原理图。
至于排气阀的启闭，和吸气阀完全一样，只 是运动方向相反而已。
气阀工作性能直接影响压缩机的气缸工作， 对气阀的要求如下： （1）阻力损失小； （2）气阀关闭及时、迅速，关闭时不漏气，以提
高机器效率，延长使用期； （3）寿命长，工作可靠； （4）形成的余隙容积小； （5）噪音小。
此外还要求气阀装配、安装、维修方便、加 工容易。