往复式压缩机 培训教材

往复式压缩机
• 缺点： • 1）结构复杂笨重，易损件多，占地面积大，投资较高，维修工作量 大，检修周期较短，一般在8000小时左右。 • 2）转速不高，机器体积大而重，单机排气量一般小于500m3/min。 • 3）排气不连续，气流有脉动，容易引起管道振动，严重时往往因气 流脉动、共振而造成管网或机件的损坏。 • 4）运转时有较大的震动。用油润滑的压缩机，气体中带油需要脱除。 • 5)流量调节采用补助容积或旁路阀，虽然简单、方便、可靠，但功率 损失大，在部分载荷操作时效率降低。 • 6)大型工厂采用多台压缩机组时，操作人员多或工作强度较大
往复式压缩机分类
往复式压缩机型号说明
• 活塞式压缩机： • 型号说明：
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□ □ □ - □/□
பைடு நூலகம்
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表示(吸)排气压力 kgf/cm2 表示排气量（换算到吸入状态）m3/min 表示压缩机活塞力 吨（有时省略） 气缸排列型式代号：V、W、Z、L、P----V、W、 Z、 L、P型，D、M、H----对称平衡型 设计序号或气缸列数
往复式压缩机的结构－曲轴
图 2-22 1、
曲拐轴
主轴颈（连接油泵端） ；2、平衡块 3、曲柄 4、
曲柄销；5、油孔 6、轴颈（连接轴封处）
往复式压缩机的结构
• 连杆： 连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的 回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递 给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头 衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。 连杆体在工作时承受拉、压交变载荷，故一 般用优质中碳钢锻造或用球墨铸铁（如QT40－10） 铸造，杆身多采用工字形截面且中间钻一长孔作 为油道。
往复式压缩机的分类
• 按活塞的压缩动作可分为 1）单作用压缩机：气体只在活塞的一侧进 行压缩又称单动压缩机。 2）双作用压缩机：气体在活塞的两侧均能 进行压缩又称复动或多动压缩机。 3）多缸单作用压缩机：利用活塞的一面进 行压缩，而有多个气缸的压缩机。 4）多缸双作用压缩机：利用活塞的两面进 行压缩，而有多个气缸的压缩机。
图 2-27
汽缸套和吸排气阀组合件
1、调整垫片 2、螺栓 3、排气阀片 4、阀盖 5、假盖弹簧 6、17 开口销 7、 螺母 8、 钢碗 9、 气阀螺栓 10、 外阀座 11、 内阀座 12、 垫片 13、气阀弹簧 14、吸气阀片 15、圆柱销 16、顶柱弹簧 18、 顶杆 19、转动环 20、垫圈 21、弹性圈 22、汽缸套
往复式压缩机
• 往复式压缩机的主要性能指标 1）额定排气量：即为压缩机铭牌上标注的排气量，指压 缩机在特定进口状态下的排气量。常用单位m³ /min，m³ /h。 2)额定排气压力：即为压缩机铭牌上标注的排气压力，常 用单位MPa，bar。 3）排气温度：考虑到积炭和安全运行，对于相对分子量 小于或等于12的介质，排气温度不超过135℃；对乙炔、 石油气、湿氯气排气温度不超过100℃；其他气体建议不 超过150℃。 4）活塞力：活塞在止点处所受到的气体力最大，因此将 这时的气体力称为活塞力。 5） 级数：大中型往复压缩机以省功原则选择级数，通常 情况下其各级压力比≤4。
往复式压缩机的结构
• 气阀与轴封： 气阀是压缩机的一个重要部件，属于易 损件。它的质量及工作的好坏直接影响压 缩机的输气量、功率损耗和运转的可靠性。 气阀包括吸气阀和排气阀，活塞每上下往 复运动一次，吸、排气阀各启闭一次，从 而控制压缩机并使其完成吸气、压缩、排 气等四个工作过程。
往复式压缩机的结构－气阀 组
• 按排气量（进口状态）分类 类型 排气量m³ /min 微型压缩机 ＜1 小型压缩机 1∽10 中型压缩机 10∽60 大型压缩机 ＞60
往复式压缩机分类
• 按结构形式分类 可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对制 式等。一般立式用于中小型；卧式用于小型高压； 角度式用于中小型；对称平衡型使用普遍，特别 使用于大中型往复式压缩机；对制式主要用于超 高压压缩机。 国内往复式压缩机通用结构代号的含义如下：立 式－Z。卧式－P，角度式－L、S，星型－T、V、 W、X，对称平衡型－H、M、D，对制式－DZ。
往复式压缩机的结构－润滑系统
• 润滑的作用如下： • 1)使摩擦表面(即轴与轴承、活塞环与气缸壁等运 动部件接触面)被油膜分隔，形成液体摩擦或半干 摩擦，从而降低压缩机的摩擦功、摩擦热和零件 的磨损，提高压缩机的机械效率，增加压缩机的 可靠性和耐久性。 • 2)带走摩擦热，使摩擦表面温度不致过高。 • 3)润滑油充满活塞与气缸的间隙和轴封的摩擦表 面之间，增强了密封作用。 • 4)带走磨屑，改善摩擦表面的工作情况。 • 5)压缩机的润滑系统还向能量调节装置供油。
往复式压缩机
• 6)活塞行程:活塞式压缩机在运转中，活塞从一端止点到另 一端止点所走的距离，称为一个行程，常用单位为m （米）。 • 7)功率:活塞式压缩机消耗的功，一部分直接用于压缩气体， 称为指示功，另一部分用于克服机械摩擦，称为摩擦功， 主轴需要的总功为两者之和，称为轴功。单位时间内消耗 的功称为功率，常用单位为瓦（W）或千瓦（KW）。压 缩机的轴功率为指示功率和摩擦功率之和。
往复式压缩机的结构－润滑系统
• 润滑方式及润滑系统 压缩机的润滑方式可分为飞溅润滑和压力润 滑两种类型。飞溅润滑是利用运动零件的机械作 用，将润滑油送至需要的摩擦表面，半封闭压缩 机就有很多的采用飞溅润滑。一方面在连杆大头 下端装设甩油勺，将曲轴箱中的油甩向气缸镜面， 润滑活塞与气缸壁之间的摩擦表面；另一方面， 在电动机一端的轴上装有甩油盘，将油甩起并收 集在电动机侧端盖的集油小室上，通过曲轴中的 油道，润滑主轴承和连杆轴承。在某些小型立式 开启式压缩机中，飞溅润滑仅依靠曲柄连杆机构 的运动来实现。
往复式压缩机的结构－机体
图 2 -3 0
分体机身
立式两缸压缩机机体结构
分体机身
整体机身
往复式压缩机的结构
• 曲轴： 曲轴是往复式压缩机的主要部件之一， 传递着压缩机的全部功率。其主要作用是 将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞 的往复直线运动。曲轴在运动时，承受拉、 压、剪切、弯曲和扭转的交变复合负载， 工作条件恶劣，要求具有足够的强度和刚 度以及主轴颈与曲轴销的耐磨性。故曲轴 一般采用40、45或50号优质碳素钢锻造。
往复式压缩机
• 往复式压缩机的工作原理： • 当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖 和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运 动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀 而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时， 气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力 时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关 闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活 塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循 环。 • 压缩机的理想工作过程是：①压缩机没有余隙容积，②吸、排气过程没有阻 力损失，③吸、排气过程中与外界没有热量交换；④没有泄漏。其过程如图 所示。图2－3为活塞运动时气缸内气体压力与容积的变化，活塞式压缩机对 气体的压缩，是由活塞在气缸内的往复运动来完成的。整个工作过程分吸气、 压缩和排气三个过程。 • 实际中由于压缩机存在余隙容积,因此工作过程多了一个膨胀过程,其工作过程 可归纳为吸气、压缩、排气和膨胀四个过程。
往复式压缩机的结构－活塞 组件
图 2-13
筒形活塞组部件图
1、活塞；2、气环；3、油环；4、活塞销；5、弹簧挡圈
往复式压缩机的结构－活塞
图 2-14
筒形活塞结构图
（a）顶部雏形； （b）顶部平顶； （c）顶部局部下凹
往复式压缩机的结构－活塞环
图 2-15 活塞环的结构形式 (a) 气环 ；(b)(c) 刮油环
1、 轴承盖 2、动摩擦环；3、波纹管；4、弹簧；5、 压紧弹簧；6、压板
往复式压缩机的结构－润滑系统
• 润滑是压缩机中的重要问题之一，它不仅影响到 压缩机的性能指标，而且对压缩机的寿命、可靠 性、安全性也直接相关。 • 活塞式压缩机润滑，要求在所有作相对运动的表 面注入润滑油，形成油膜，以减低磨蚀，减少摩 擦功耗，冷却摩擦表面，同时还起到油膜密封作 用。对润滑系统的基本要求： • 要有可靠的供油装置，保证有适量的润滑油输送 至各运动部位； • 要有净化和冷却润滑油的装置； • 系统中要有便于检查供油情况的部位和仪表； • 供油系统紧凑，便于拆装和清洗。
培训教材
压缩机－往复式压缩机
压缩机的分类
• 按工作原理分类
往复式 容积式 回转式 压缩机 活塞式 隔膜式 斜盘式 自由活塞 螺杆式 罗茨式 液环式 滑片式 回转活塞 离心式 轴流式
透平式 速度式 喷射式
混流式
工作原理
• 压缩型的工作原理是往压缩机的工作腔中 吸入气体，经活塞或膜片压缩提高压力后 排出机外，气体的流动是不连续的。 • 速度型的工作原理是气体被高速旋转的叶 轮带动，获得极高的速度，进入扩压器时， 速度降低，压力升高，然后将增压后的气 体输出机外．气体的流动是连续的
往复式压缩机的分类
• 按压缩机的排气终压力可分为 1）低压压缩机：排气终了压力在3～10表 压。 2）中压压缩机：排气终了压力在10～100 表压。 3）高压压缩机：排气终了压力在100～ 1000表压。 4）超高压压缩机：排气终了压力在1000表 压以上。（1表压为0.1MPa）
往复式压缩机分类
往复式压缩机的工作原理图
曲轴
压缩机的流量控制
入口缓冲器
入口过滤器
冷却器 出口缓冲器
分 离 器
往复式压缩机
• 往复式压缩机的主要特点： • 活塞式压缩机属于容积式压缩机，适用于中小输气量，排气压力可从 低压直至超高压，与其它类型压缩机相比，具有一系列特点： • 其优点 • 1）适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力；最高压力 可达320MPa（工业应用），甚至700MPa，（实验室中）。单机能 力为在500m3/min以下的任意流量。 • 2）热效率高，单位耗电量少；一般大、中型机组绝热效率可达 0.7~0.85左右。 • 3）适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广 阔的压力范围和制冷量要求； • 4）气体的重度和特性对压缩机的工作性能影响不大，同一台压缩机 可以用于不同的气体； • 5）对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； • 6）技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； • 7) 驱动机比较简单，大都采用电动机，一般不调速； • 8）装置系统比较简单。
往复式压缩机的结构－轴封
• 轴封---轴封的作用在于防止压缩气体沿曲轴伸出端向外泄 漏，或者是当曲轴箱内压力低于大气压时，防止外界空气 漏入。
图 2-24
波纹管式轴封装置
图 2-25 摩擦环式轴封装置 1、 托板； 2、弹簧； 3、钢圈； 4、动摩擦环； 5、橡 皮圈；6、钢壳；7、压板；8、轴承座
往复式压缩机的结构－连杆
往复式压缩机的结构
• 活塞组： 活塞组是活塞、活塞销及活塞环的总称。活塞组在连 杆带动下，在汽缸内作往复直线运动，从而与汽缸等共同 组成一个可变的工作容积，以实现吸气、压缩、排气等过 程。 • 活塞---活塞可分为筒形和盘形两大类。活塞的材料一般为 铝合金或铸铁 • 活塞销---活塞销是用来连接活塞和连杆小头的零件，在工 作时承受复杂的交变载荷。 • 活塞环---活塞环包括气环和油环。汽环的主要作用是使活 塞和气缸壁之间形成密封，防止被压缩气从活塞和气缸壁 之间的间隙中泄漏；油环的作用是布油和刮去气缸壁上多 余的润滑油。
往复式压缩机的结构
• 往复式压缩机的结构：压缩机主要由机体、曲轴、连杆、活塞 组、气阀、轴封、油泵、能量调节装置、油循环系统等部件组 成。
往复式压缩机结构示意图
往复式压缩机的结构－机体
• 机体： 包括气缸体和曲轴箱两部分，一般采用 高强度灰铸铁（HT20-40）铸成一个整体。 它是支承气缸套、曲轴连杆机构及其它所 有零部件重量并保证各零部件之间具有正 确的相对位置的本体。气缸采用气缸套结 构，安装在气缸体上的缸套座孔中，便于 当气缸套磨损时维修或更换。