往复式压缩机种类及计算设计1
往复活塞压缩机热力性能计算
曲线不是稳定的 n 值。（多变指数n是变化的）
压缩线 a—b
开始段：气体吸热 n>k
中间段：不传热 n=k 结束段：气体放热 n<k 膨胀线 c—d
m——膨胀指数
开始段：气体放热 m>k
中间段：不传热 m=k
结束段：气体吸热 m<k
m<n
⑷ 气缸内存在气体泄漏，使压缩线与膨胀线变的平坦。 外泄漏：活塞环、活塞杆填料函、第一级进气阀。 内泄漏：排气阀、后面各级进气阀。
（2）进气阀、排气阀弹簧压力，阀片振动
进气时，气流需要克服阀片弹簧阻力 进气压力 p< p1 。 阀片颤振，使气压线出现波动。
排气时，气流需克服背压和阀片弹簧， 排气压力 p>p2 同样，阀片颤振，出现压力线波动。 △p 为克服气门阀片压紧弹簧所需的压力。
⑶ 压缩过程与膨胀过程存在不稳定的热交换，使压缩曲线与膨胀
p1 V2 ; T2 p2
p2 V1
T1 p1
• 等温过程功Wi
膨胀过程功： Wi
2
pdv
1
2
2 dv
W i 1 p d v 1 p 1 v 1 v
Wi
p1v1 ln
p2 p1
(J )
W
i
m
R T1
ln
V1 V2
(J )
p
1
p
0
dυ
2
υ
(2) 绝热过程(等熵过程）
p
气体与外界无热量交换，q=0 。
p1'
p1
p1
p11
p1 p1
p1 1 s
p
' 2
p2
p2
p2 1
往复式压缩机种类及计算设计2.
1
冷却完全
无热交换 压缩中放热 压缩中吸热
等温压缩
绝热压缩 多变压缩 多变压缩
m=1
m=k m<k m>k
活塞压缩机中 1 m k
1理论工作循环
1、理论循环进气量 工作循环—一转—行程容积（注意书上定义）
Vh iAP S
m
3
单作用：盖侧面积 2 AP：活塞工作面积， m 双作用：两侧工作面积 A p 2 A a 级差式：根据几个尺寸 计算
例 3-1 等温压缩最省功，终温最低，绝热压缩功耗最大 ，终温最高。 pV=mRT,压缩功与T、R成正比，初温较低的气 体压缩较省功，同样质量的气体，密度小得气 体功耗大，因R与气体相对分子量成正比。
２、实际工作循环
实际中：
汽缸端部余隙容积； 吸排气过程有阻力损失； 缸内气体有热交换。
利用示功仪器可实测出压缩机的 指示图。指示图上ABCDA所包 围的面积代表压缩机每个实际工 作循环所需的指示功。
1
②绝热压缩过程
P2
pV k p1V1k p2V2k
k 1 k
k p Wad Vdp p1V1 [( 2 ) P1 k 1 p1
1]
N· m
N ad
1 k p p1Vn n [( 2 ) 1000 k 1 p1
k 1 k
1]
kW
③多变压缩过程 pV m 常数
为当量过程指数，过程线称为当 量过程线。因它保持指示图面积 不变，常用来计算指示功。。
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
作业：
第二章 1
2.2 往复活塞式压缩机的工作循环
重点： 1）实际循环和理论循环的区别。 2）理论功率计算。
往复式压缩机
往复式压缩机一、往复式压缩机的分类可分为立式、卧式、角度式、对称平衡型和对置式等。
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，特别适用于大中型往复压缩机；对置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；对置式――DZ。
3、按气缸容积的利用方式分类单作用式――仅活塞的一侧气缸容积工作双作用式――活塞两侧的气缸容积交替工作级差式―――同列一侧中有两个以上不同级的活塞装在一起工作此外，按压缩级数分为单级、双级和多级；按冷却方式分为风冷式和水冷式；按安装方式不同分为固定式和移动式。
二、往复式压缩机的组成汽缸、汽缸套、活塞、气阀、填料、调节机构、活塞杆、十字头、连杆、曲轴、主轴承、滑道、机身、中间接通、油泵、注油器三、往复式压缩机的主要性能指标1、额定排气量（Q）即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。
2、额定排气压力（Pd）即铭牌上标注的排气压力往复式压缩机排气压力的高低不取决于机器本身，而是由压缩机排气系统的压力，即背压决定。
压缩机可以在排气压力以内的任何压力下工作。
如果强度和排气温度允许，压缩机可以在超出排气压力的状况下工作。
3、排气温度Td考虑到积碳和安全运行的需要，需要对往复式压缩机的排气温度有所限制。
对于相对分子量小于或等于12的介质，终了的温度不超过135度；对于乙炔、石油气和湿氯气，终了的排气温度不超过100度；其它气体建议不超过150度。
4、容易系数λv活塞工作时汽缸存在着余隙容积，存留的高压气体膨胀使汽缸进气量减少了的体积。
5、排气系数λd6、活塞力往复式压缩机中，活塞受到的作用力有：气体力、惯性力、摩插力等。
由于活塞在止点处所受到的气体力最大，因此直接将这时的气体力称为活塞力。
并按公称活塞力的大小来制定往复式压缩机的系列。
当活塞杆受拉时，活塞力为正；活塞杆受压时，活塞力为负。
往复式压缩机
尺寸，还必须考虑到机器旳耐久性和经济性。
转速可表达为：
n 145 1 vm3 iz1v qv
2.4.9 行程
活塞行程: s 30 vm n
当活塞力不小于2104 N时，行程长度应取成 中国旳行程系列值，并反过来修正活塞平 均速度，有时甚至修正转速。
2.4.10 气缸直径
单作用式气缸 D： D 1.13 Vs zi s
终压 (MPa)
0.5~0.6 0.6~3
级数 (z) 1
2
1.4~15 3.6~40 15~100 20~100 80~150
3
4
5
6
7
2.3.4 压力比旳分配
多级压缩过程中，常取各级压力比相等，这么 各级消耗旳功相等，而压缩机旳总耗能也最小。
即各级压力比i 为：
i z
pd ps
式中，z—压缩机级数。 对于实际气体，考虑到气体可压缩性旳影响，压 力比旳分配可根据功相旳原理作合适旳升降。
Ir mr r 2
气体力
气缸内气体压力伴随活塞旳运动或曲轴转角θ 而变化，其变化规律可由压力指示图取得。 作用在活塞上旳气体力，为活塞两侧各相应气体 压力与各活塞有效面积乘积之差值。即
Fg ( p ps ) Ap
若活塞旳一侧为大气，或为平衡腔， 则大气压力或平衡腔中气体压力所产生旳作用力 也要考虑。但因为它们不是变值，处理比较以便。
质量旳求解
运动零件
连杆
曲拐
一类是质量集中在活塞销或十字头中心点A处，且只作往
复运动；另一类是质量集中在曲柄销中心点B处，且只作绕
曲柄中心O点旳旋转运动。
ms mp ml'
mr ms ml"
活塞位移：
往复式压缩机方案汇总
往复式压缩机方案汇总往复式压缩机是一种常见的压缩机类型，常用于工业领域，如空气压缩机、冷冻压缩机等。
在选择往复式压缩机方案时，需要考虑多个因素，如压缩机的功率、排气量、压缩比、运行稳定性等。
以下是几种常见的往复式压缩机方案的汇总和介绍。
1.单级往复式压缩机方案：单级往复式压缩机是指只有一个压缩级的往复式压缩机。
这种方案适用于对气体的压缩要求不高的场合，如低压空气压缩机。
单级往复式压缩机结构简单，容易维护，但其压缩比相对较低，压缩效率较低。
2.多级往复式压缩机方案：多级往复式压缩机是指有多个压缩级的往复式压缩机。
每个压缩级都会增加压缩比，从而提高整个压缩机的压缩效率。
对于对气体压缩要求较高的场合，如高压空气压缩机、冷冻压缩机等，多级往复式压缩机是一个常见的选择。
3.双级往复式压缩机方案：双级往复式压缩机是多级往复式压缩机的一种特殊方案，就是指只有两个压缩级的往复式压缩机。
这种方案可以在一定程度上提高压缩机的压缩比和效率，同时相对于多级往复式压缩机，结构更为简单，运行更为稳定。
4.润滑方式：往复式压缩机的润滑方式有两种，分别是干式和润滑式。
干式压缩机不使用润滑剂，适用于对气体洁净度要求较高的场合，如食品、医疗等行业。
润滑式压缩机则使用润滑剂，可以减少摩擦损耗和热量损失，提高压缩机的效率和寿命。
5.电机驱动方式：往复式压缩机的驱动方式有两种，分别是电动驱动和内燃机驱动。
电动驱动的往复式压缩机广泛应用于工业领域，由于其运行稳定、效率高、环保等优点。
而内燃机驱动的往复式压缩机则适用于没有电源供应的场合，如野外工地、农村等地区。
在选择往复式压缩机方案时，还需要考虑压缩机的功率、排气量、供气压力等参数，以及对于气体的特殊要求，如气体的湿度、温度等。
此外，还要综合考虑使用成本、维护保养费用、压缩机的可靠性等因素，选择适合自己需求的往复式压缩机方案。
往复活塞式压缩机简介_2013教材
3、活塞式压缩机特点： 压力范围最广。活塞式压缩机从低压到超 高压都适用，目前工业上使用的最高工作 压力达350MPa，实验室中使用压力则最 高。 效率高。由于工作原理不同，活塞式压缩 机比离心式压缩机的效率高得多。而回转 式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内 泄漏等原因，效率亦较低。 适应性强。活塞式压缩机的排气量可在较 广泛的范围内进行选择。
压缩机： 用来压缩气体借以提高气体压力的机械 称为压缩机。也有把压缩机称为“压气机” 和“气泵”的。
提升的压力小于0.2 MPa时,称为鼓风机。 提升的压力小于0.02 MPa时称为通风机。
容积式压缩机：
直接依靠改变气体容积来提高气体压 力的压缩机，称为容积式压缩机。
容积式压缩机有许多种结构型式。
往复活塞式压缩机简介
沈阳透平机械股份有限公司
周成仁言（名词与术语） 一、 压缩机工作原理及种类 二、 压缩机的组成 三、 压缩机主要用途 四、 压缩机型号说明 五、 压缩机主要部件结构 六、 压缩机气量调节方法 七、 压缩机主要检测控制项目 八、 压缩机方案计算、选型
前言（名词与术语）
Ⅰ、立式压缩机：适用小气量 528、529、Z2.5 Ⅱ、卧式压缩机(三种): 卧式、对称平衡式、对置式 卧式压缩机：气缸在曲轴一侧适用小型压缩机 P2.5 对称平衡式:气缸分别布置曲轴两侧,在两个主轴承之间 相对列气缸中心线夹角180度。 对置式：气缸分别布置曲轴两侧，但相邻两列曲轴错 角不为180度，可分为两种形式：一种是两侧气缸 中心线在同一直线上。另一种是气缸中心线不在一 直线。 角度式： W型夹角60度、V型90度、L型90度、扇型40度。
按压缩机工作原理分类
按工作原理分类
气体压缩机
速度式压缩机
化工机械与设备1往复式压缩机
压缩机的额定容积流量，即在压缩机铭牌上标注的容积流量是指在 特定的进口状态下（进口压力0.1MPa，温度20℃）时的容积流量。
对于实际气体，若是在高压下测得的气体容积，则换算时要考虑到 气体可压缩性的影响。
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化工机械与设备1往复式压缩机
2.4 供气量
往复压缩机排气量随压缩机的进口状态而变，它不反映压缩机所排 气体的物质数量。化工工艺中使用的压缩机，由于工艺计算的需要，需 将容积流量则算到标准状态（1.013x105MPa，0℃）时的干气容积值，此 值称为供气量或者标准容积流量。
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化工机械与设备1往复式压缩机
2.5 多级压缩
•p
•单级压缩——压比很大
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•pressure
•2级压缩曲线
••22n级d stage
•通过中间冷却节省的压缩功
• 减去 •级间冷却器产生的损耗
•1、2级级间冷却
•1级
•1级压缩曲线
•volume
•V
化工机械与设备1往复式压缩机
化工机械与设备1往复式压缩机
3.3 气阀
目前，活塞式压缩机所应用的气阀，都是随着气缸内气体压力的变 化而自行开闭的自动阀，由阀座、运动密封元件（阀片或阀芯）、弹簧 、升程限制器等组成。
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化工机械与设备1往复式压缩机
3.3 气阀
自动阀的阀片在两边压差的作用下开启，在弹簧作用力下关闭。阀 片与阀座或升程限制器之间的粘附力、阀片与导向块之间的摩擦力等， 也影响阀片的开启与关闭。
压缩机铭牌上的吸、排气压力是指额定值，实际上只要机器强度、 排气温度、电机功率和气阀工作许可，他们是可以在很大范围内变化的 。
往复式压缩机 (1)讲解
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连杆(lián ɡǎn)
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十字头
▪ 十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。 ▪ 十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。螺纹连接结构简单，
易调节气缸中的止点间隙。但是调整时需转动活塞，且在十字头体上切削螺纹时，经多次拆 装后极易磨损，不易(bù yì)保证精度要求。故这种结构常用于中、小型压缩机上。不在十字 头体上切削螺纹，而采用两螺母夹持固定的结构，可用于大、中型压缩机。联接器和法兰连 接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中。但结构复杂笨重，多用在大型 压缩机上。
称为压缩机。 靠一个或几个作往复运动的活塞（隔膜或 柱塞）来改变压缩腔内部容积的容积式压 缩机叫往复式压缩机。
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活塞式压缩机的特点(tèdiǎn)
活塞压缩机的优点： 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力 2、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
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十字头
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十字头液压联接紧固(jǐn ɡù)装置
▪ 液压联接紧固装置是用于活塞杆与十字头体的连接，主要由联接装置和紧固装置两部 分组成。
▪ 原理：通过联接紧固装置，将活塞杆与十字头进行连接后，用手动超高压油泵，将约 150Mpa压力的油注入紧固装置中的序号7压力体中，利用(lìyòng)液体不可压缩的性质， 推动序号5活塞，迫使活塞杆尾部产生弹性拉伸变形，再将序号4锁紧螺母锁定后，将 油泄压，即可达到连接所需的预紧力。
▪ 连接打压过程中应注意：油泵压力不得超过150Mpa， 紧固的全过程需经三次才能完 成，每次间隔1小时，每次紧固的方法均相同。
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往复式压缩机分类
往复活塞压缩机目录1一、简介2二、分类3三、基本结构和工作原理往复活塞压缩机是各类压缩机中发展最早的一种，公元前1500年中国发明的木风箱为往复活塞压缩机的雏型。
18世纪末，英国制成第一台工业用往复活塞空气压缩机。
20世纪30年代开始出现迷宫压缩机，随后又出现各种无油润滑压缩机和隔膜压缩机。
50年代出现的对动型结构使大型往复活塞压缩机的尺寸大为减小，并且实现了单机多用。
往复活塞压缩机有多种分类方法。
①按传动方式分为轴驱动和非轴驱动两类。
轴驱动的往复活塞压缩机按轴的结构不同又区分为曲轴驱动和非曲轴驱动两种。
在曲轴驱动的一类中，一种是无十字头的往复活塞压缩机,曲轴转动时通过连杆直接带动活塞在气缸内作往复运动;另一种是有十字头的往复活塞压缩机,连杆通过十字头带动活塞作往复运动。
为非曲轴驱动的往复活塞压缩机，转盘的转动带动活塞在气缸内作往复运动。
非轴驱动的往复活塞压缩机通常指自由活塞压缩机和电磁驱动活塞压缩机。
电磁驱动是由直线电动机的转子在磁力作用下直接带动活塞在气缸内作往复运动，从而实现对气体的压缩。
②按活塞在气缸内的作用方式分为单作用、双作用和级差式。
③按气体在气缸内受到压缩的方式,分为单级压缩和多级压缩。
④按气缸是否用油润滑,区分为油润滑和无油润滑两种。
⑤按气缸的布置方式区分有立式结构(气缸垂直布置)和卧式结构（气缸水平布置）两种。
在卧式结构中,气缸水平布置在曲轴两侧，相对两列同时作相向或相背运动的结构称对动型压缩机；气缸虽水平布置在曲轴两侧，但相对两列作同向运动或非相向运动的结构称对置型；气缸中心线之间有某一夹角的称角度式压缩机。
在各种往复活塞压缩机中，最典型、应用最广的是各种曲轴驱动往复活塞压缩机。
为单作用无十字头的往复活塞空气压缩机。
旋转的曲轴通过连杆带动活塞沿气缸内壁面作往复直线运动。
当活塞向下运动时，包含在活塞端面与气缸之间的工作容积增大而形成真空，这时经过空气滤清器的空气推开吸气阀而被吸进气缸。
往复式压缩机
提高了运行稳定性。
实例二
某石油企业采用控制系统优化技术 ，对往复式压缩机的控制系统进行 升级改造，实现了精准控制，减少 了能耗。
实例三
某制造企业采用新材料应用技术， 使用高性能的密封材料、润滑材料 等，降低了压缩机的泄漏和摩擦损 失，提高了能效。
未来发展趋势预测
高效节能技术将得到更广泛应用
随着环保意识的提高和能源价格的上涨，高效节能技术将成为往复式压缩机领域的重要发 展方向。
智能化技术将助力节能降耗
智能化技术的应用将进一步提高压缩机的运行效率，降低能耗，实现更加精准的控制和优 化。
新材料、新工艺将推动节能技术发展
新材料、新工艺的不断涌现，将为往复式压缩机的节能技术提供更多的选择和可能性。
案例二
某石油天然气公司需要一台高压大排量往复式压缩机，用于天然气输送。经过 对市场上多个品牌和型号的比较，最终选择了一台高性能的螺杆式压缩机，确 保了输送效率和安全性。
04
往复式压缩机安装与调试
安装前准备工作
基础检查
01
检查压缩机基础是否符合设计要求，包括基础的尺寸、位置、
标高等。
设备开箱检查
02
往复式压缩机
contents
目录
• 往复式压缩机概述 • 往复式压缩机结构组成 • 往复式压缩机性能参数与选型 • 往复式压缩机安装与调试 • 往复式压缩机运行与维护 • 往复式压缩机节能技术探讨
01
往复式压缩机概述
定义与工作原理
定义
往复式压缩机是一种通过活塞在气缸内做往复运动来改变气体容积，从而实现气体压缩 的机械装置。
往复活塞式压缩机设计（精选1篇）
往复活塞式压缩机设计（精选1篇）以下是网友分享的关于往复活塞式压缩机设计的资料1篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇一：往复活塞式压缩机设计2V-0.4/10往复活塞式压缩机摘要往复活塞式压缩机是容积式压缩机的一种，是利用活塞在气缸中对流体进行挤压，使流体压力提高并排出的压缩机械。
热动力计算是压缩机设计计算中基本的，又是最重要的一项工作，本文根据提供的成分、气量、压力等参数要求，经过计算得到压缩机的相关参数，如级数、列数、气缸尺寸、轴功率等。
经过热动力计算得到活塞式压缩机的受力情况,准确地分析机组受力情况，对气缸部分的气缸、活塞、气阀和活塞环，以及基本部分的机身、中体、曲轴、连杆的设计和校核。
飞轮结构设计对于消除机组的振动非常重要，在变工况条件下，需要快速实现核算原设计的飞轮是否满足运行要求。
活塞式压缩机热力计算、动力计算的结果将为各部件图形以及基础设计提供原始数据，其计算结果的精确程度体现了压缩机的设计水平，也是压缩机研究方面的一个课题。
关键词：活塞式压缩机,热力计算, 动力计算,气缸,曲轴2V-0.4/10 RECIPROCATING PISTON COMPRESSOR ABSTRACTReciprocating piston compressor is a volume compressor, which is to increase pressure to discharge fluid by piston. Thermal and dynamic compressor design is the basic and most important one, according to users with the content, gas, pressure and other parameters, calculated after the compressor related parameters, such as class, number, size cylinder, shaft power, and so on. After driving force calculated piston compressor of the force. It is veryimportant to eliminate the vibration by accurate analysis of the force units. During alterative working conditions, it is need to meet the movement requirement for original design of flywheel rapidly. Thermodynamic and dynamic calculations of Piston compressor provide original data for unit graphics and basic design, the calculated results reflect the grade of the compressor design, and the compressor is a study of the topic.Keywords: piston-type compressors,Thermodynamic calculations, Dynamic calculation, Cylinder, Crankshaft recalculation目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1用途和适用范围 (2)1.2工作原理 ..............................................................................1.3活塞压缩机特点 (2)第2章总体设计 (3)2.1结构方案的选择 (3)2.2电机的选择 (3)第3章热力学计算 (7)3.1给定条件： (7)3.2结构形式及主要结构参数 (7)3.3热力计算 (7)第4章动力学计算 (12)第5章气缸部分设计 (14)5.1 气缸..................................................................................5.2活塞...................................................................................145.3气阀...................................................................................145.4活塞环...............................................................................14第6章基本部分的设计 (17)6.1机身、中体 .........................................................................176.2曲轴 ....................................................................................176.3连杆 ....................................................................................196.4轴承的选取： .....................................................................26第7章其他部分的设计 (27)7.1联轴器...............................................................................277.2飞轮...................................................................................结论..............................................................................................29谢辞................................................................................................30参考文献 (31)附录..............................................................................................33外文资料翻译 (36)前言现代工业中，压缩气体的机器用得越来越多，压缩机是输送气体介质并提高其压力能的机械装置。
往复式压缩机计算实例
4
过程流体机械习题及课程设计指导书
λ1 =
1 1 + ∑ vi
用相对漏损法计算 λ1 ： （1）考虑气阀成批生产，质量可靠，阀弹簧力中等，选取气阀相对泄漏值
v v Ι = v vII = 0 . 02
（2）活塞均为双作用，有油润滑，缸径中等，压力不高。选活塞环相对泄漏值
v rΙ = 0 .005 ， vrII = 0 .006
VhΙ =
µφI ⋅ µoI Vd 1 × 1 10 ⋅ = × = 0.02856m3 λ1 n 0.778 450
VhII =
µφII ⋅ µ oII P T V 0.981× 1 1 323 10 ⋅ 1Ι ⋅ 1II ⋅ d = ⋅ ⋅ ⋅ = 0.00953m 3 λII P T1Ι n 0.789 3 313 450 1II
排气量（Ⅰ级吸入状态） Vd = 10 m 3 mi n 空气相对湿度 ϕ = 0.8 3．结构参数： 活塞行程： S = 2r = 2 × 100 = 200mm 电机转速： n = 450 r mi n 活塞杆直径： d = 35mm 气缸直径：Ⅰ级， DΙ = 300mm ；Ⅱ级， DII = 180mm 相对余隙容积： α Ι = 0.095 ， α II = 0.098 电动机： JR115 − 6 型， 75 KW 电动机与压缩机的联接：三角带传动 连杆长度： l = 400mm 运动部件质量（kg） ： 见 表 Ⅱ-2-1 表Ⅱ-2-1 运动部件质量（ kg ） 运动部件质量（kg kg） 名 称 Ⅰ级 25.4 8.2 13.0 Ⅱ级 12.5 8.2 13.0 活塞组件 十字头组件 连杆组件
= 1 × 105 × 710 × 10 − 4 − 3 × 105 × 720 × 10− 4 = −14500 N
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）。
往复式压缩机
上的布置方式以及压缩的级次等。低压级0.07～0.12， 中压级0.09～0.14，高压级0.11～0.16。
单级压力比 过大，会使 V 降低。
精选ppt课件
26
p ——压力系数
反映了由于进气阀阻力的存在致使实际进
气压力 p s 小于名义进气压力 p 1 ，从而造成进气
精选ppt课件
32
μ ok ——称为第k级的抽加气系数。它表示k
级之前的抽加气对k级进气量的影响。
抽气：μok1；加气：μok1
Vd
k
Vo1i
μok
i2
Vd
精选ppt课件
33
μ φk ——称为第k级的凝析系数。它表示k级
之前气体的凝析量对k级进气量的影响。
有凝析：μφk 1
Vd
k
Vφ1i
μφk
气缸部分 气缸、气阀、活塞、 活塞环、填料等
形成压缩容积和防止 气体泄漏
辅助部分
冷却器、缓冲器、滤清 器、油气分离器、安全 阀、油泵、注油器、排 气量调节装置等
确保压缩机安全、可 靠运转
往复活精塞选pp式t课件压缩机的组成
6
一、往复活塞式压缩机结构原理及工作循环
往复活塞式压缩机的主要特点：
1.适用压力范围广。从低压至超高压均可。
操作维修方便；满足工艺流程上的特殊要求。
大中型压缩机，以省功和运转可靠为第一要
求，一般级压力比取在2—4之间；
小型压缩机，经常是间歇使用，主要考虑结
构简单紧凑，质量轻、成本低，而功耗却处于次
要地位，所以可适当提高级压力比以减少级数；
对于易燃易爆等特殊气体，级数选择主要受
往复式压缩机方案
往复式压缩机方案往复式压缩机的工作原理非常简单。
它包含一个活塞、活塞连杆、曲轴和一个压缩腔。
活塞在压缩腔内做往复运动，通过活塞的上下运动，气体被压缩到较高压力。
活塞的上升运动将气体吸入压缩腔，而下降运动将气体压缩并推出。
1.单级往复式压缩机方案：单级往复式压缩机由一个压缩腔和一个活塞组成。
气体被压缩一次后即可达到所需压力。
这种方案适用于对压力要求不高的应用。
它的结构简单，维护方便，但效率相对较低。
2.多级往复式压缩机方案：多级往复式压缩机通过将气体在多个压缩腔中压缩多次，从而达到更高的压力。
每个腔体都有一个活塞进行运动。
这种方案适用于对压力要求较高的应用，比如工业领域中的大型压缩机。
尽管结构复杂、维护难度较大，但效率更高。
3.平衡式往复式压缩机方案：平衡式往复式压缩机通过在活塞两端增加平衡重或者采用双曲轴来平衡活塞的质量，在降低振动和噪音的同时提高了运行的稳定性。
这种方案在需要高精度和高稳定性的应用中经常使用。
4.水冷往复式压缩机方案：水冷往复式压缩机通过将冷却水引入压缩腔，来降低压缩机的温度。
这种方案适用于高温环境下的应用，可以提供更好的冷却效果，延长压缩机的使用寿命。
5.油冷往复式压缩机方案：油冷往复式压缩机通过将冷却油引入压缩腔，来冷却活塞和缸体。
这种方案适用于高温和高压力的应用，比如空气压缩机。
油冷压缩机具有更好的冷却效果和更长的使用寿命。
总结：往复式压缩机是一种常见且重要的压缩机类型，具有结构简单、维护方便等优势。
在选择压缩机方案时，需要考虑应用的压力要求、工作环境以及冷却需求等因素。
以上介绍的几种常见的往复式压缩机方案，是根据不同需求和应用场景进行设计和选择的。
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*判断进、排气阀 a.现场 颜色（排 气阀处漆灰白） b.看升程限制器 吸入阀位于 近汽缸侧，排 气阀位于远离 汽缸侧。 * 气阀气密性检 查（煤油试漏 法）
气阀型式 ：环状阀、网状阀、碟阀、孔阀、直流阀。 3. 主要部件 气阀要求：
•阻力损失小； •关闭及时（弹簧力大小）；
•寿命长、工作可靠，阀片及弹簧；
轴向开口被三瓣环挡住，径向 开口被三块小盖挡住。气体不 会漏出反而将六瓣环压紧抱在 活塞杆上。缸内压力越高抱得 越紧（六瓣环）起自紧作用。
材料：耐磨铸铁、青铜；填充聚四氟乙烯。 使用压力：P<100×105Pa
重点
（1）往复活塞式压缩机的工作原理 ，优、缺点。 （2）往复压缩机有哪些零部件组成？传动机构、工作 腔机构、辅助系统。 （3）什么是双作用活塞，活塞有哪些种类。 （4）气阀有哪些零件组成。自动阀，环状阀。 （5）水冷气缸和风冷气缸的适用场合。 （6）十字头的作用。曲柄轴和曲拐轴的区别。 （7）连杆大、小头都与哪个零件相连。填料的作用。 （8）什么是无油润滑压缩机。 （9）基本概念
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
优点：
（5）可维修性强； （6）技术上较为成熟； （7）装置系统比较简单。
往复活塞式压缩机的特点
缺点：
1. 重量、尺寸大、结构复杂、可损 件多、安装基础施工工作量大。 2. 气流有脉动。 3. 运转中有振动，转速较低，排气 量受到限制。
气阀在汽缸上的位置
•径向：余隙大; •轴向：余隙小； •斜向：余隙中。
具体内容后面分析：容积系数 、排气量。
3. 主要部件
⑸ 气阀 活塞式压缩机的重要部件，也
是最易损坏的部件。限制往复压缩
机高速化化发展的关键问题之一。
自动阀：靠阀前后压力差实现开闭。
3. 主要部件
⑸ 气阀
3. 主要部件
⑸ 气阀
•余隙容积小，组合阀小； •噪音小。
气阀寿命：气阀的寿命主要取决于阀片和弹簧的寿命。
• 压缩机运转时，阀片在阀座和升程限制器之间来回跳动、撞击 ，易于形成疲劳裂纹而使阀片损坏。 • 阀片撞击升程限制器时，弹簧变形量和变形速度很大，动应力 较大，导致弹簧损坏
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形：单作用活塞，侧向力； • 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；
3. 主要部件
⑷ 气缸（冷却方式）
风冷：小型压缩机。靠气缸外散热片强化散热。
水冷：大部分压缩机采用，上的位置
•径向：阀轴线与汽缸轴线垂直，余隙大; •轴向：阀轴线与汽缸轴线平行，余隙小； •斜向：阀轴线与汽缸轴线成一定角度，
余隙中。
3. 主要部件
往复活塞式压缩机
W-1.0/7型空气压缩机
第二章
往复压缩机
2.1 基本结构和工作原理 2.2 压缩机的工作循环
2.3 排气量
2.4 功率和效率 2.5 排气温度和排气压力 2.6 多级压缩 2.7 实际气体的压缩
2.8 压缩机的的变工况工作及排气量调节
2.9 往复压缩机的类型及选择
2.1 基本结构和工作原理
7 6 5 9 8
4 3 2 1
10
11
12
L型空气压缩机 1-连杆 2-曲轴 3-中间冷却器 4-活塞杆 5-气阀 6-气缸 7-活塞 8-活塞环 9-填料 10-十字头 11-平衡重 12-机身
2.工作原理 应了解的几个概念： （1）内外止点—活塞离轴旋转中心最近或最远的位置 。 （2）活塞行程—内外止点间距S=2r。
泵和压缩机
往复活塞式压缩机
往复活塞式压缩机发展的历史
各类压缩机中发展早的一种，雏形是公元前1500年 中国发明的木风箱。 18世纪末，英国制成了第一台工业用往复活塞压缩 机。 20世纪20年代出现迷宫压缩机，随后无油润滑压缩 机和隔膜压缩机。 50年代，对动结构，尺寸大为减小，实现单机多用。 开始广泛应用——目前在我国最广。
（3）曲柄转角α —曲柄和汽缸中心线的夹角。
2.1 基本结构和工作原理
2. 工作原理
曲轴转一周，在汽缸里经 历膨胀、吸气、压缩、 排气四个过程。
膨胀、
吸气、
压缩、
排气
实际循环
2.1 基本结构和工作原理
工作原理：
活塞在气缸内的来回运动与气阀相应的开闭动 作相配合，使缸内气体依次实现膨胀、吸气、 压缩、排气四个过程，如此不断循环，将低压 气体升压而源源输出。
2.1 基本结构和工作原理
3. 主要部件
⑴ 曲轴 曲轴是往复活塞式压缩机的的重 要运动部件，原动机输入的转矩通 过曲轴传给连杆、十字头，从而推
动活塞作往复运动。
它同时又承受从连杆传来的周期 性变化的气体力和惯性力等。
3. 主要部件
⑴ 曲轴
•结构形状 •润滑 •支撑 •惯性力、平衡
3. 主要部件
⑺ 填料函 —三、六瓣
活塞杆与气缸之间的密封是通过填料函密封来实现的。
密封原理：填料抱紧在活塞杆上，利用阻塞、节流实现密封。
密封型式：平面填料、锥面填料。
⑺ 填料函 ⑴ 平面填料—三、六瓣 密封原理：三六瓣均用弹簧抱紧在活塞杆上，阻塞、节流。 三 瓣 环：径向开口可允许汽缸末的高压气进入密封室。 六 瓣 环：
往复活塞式压缩机的特点—用途广泛
优点：1. 适用压力范围广，从低压到高压
（250MPa）。 2. 热力效率高，功率消耗低。 3. 对于介质及排气量的适应性强，排 气量在较广范围内工作，且排气量受压力变化 影响较小；当介质密度变化时，压缩机的容积 排量和排气压力变化小。 4. 对制造机器金属要求相对不严。
1.基本结构
三大部分： ⑴传动机构：曲轴、连杆、十字头、皮带轮或联轴 器。 ⑵工作机构：气缸组件、活塞、气阀和填料组件 ⑶机身 此外，三个辅助系统：润滑系统，冷却系统及安全 和调节系统。
14
气阀 活塞 填料 气缸
十字头
级间分离器
级间冷却器
减荷阀
皮带轮
气阀
连杆 曲轴 活塞 填料 气缸
十字头
连杆 曲轴
3. 主要部件
汽缸套
活塞在汽缸内往复运动时，由于磨损，往 往需要对汽缸进行修理。在汽缸内衬上缸套， 则只需更换缸套即可。 气缸套一般用铸铁制造，与氧气、腐蚀 性气体接触的缸套以及无油润滑压缩机的缸套 可用耐腐蚀材料制造，也可镀铬等表面处理。 缸套结构有湿式、干式之分。湿式缸套外 表面直接与冷却水接触，干式缸套不接触冷却 水，只起衬套作用。
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形：单作用活塞，侧向力； • 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有直承面，润滑；
3. 主要部件
⑹ 活塞
• 筒形：单作用活塞，侧向力； • 盘形：中低压双作用汽缸，空心，有支承面，润滑；
刮油环
活塞环密封
活塞环切口有三种：直切口、搭接切口、斜切口 。
有油润滑：金属活塞环，灰铸铁，布油
本节完
⑵ 连杆： 作用：运动转换、力（矩）传递 结构：大头、小头、杆身
润滑：杆身中钻油孔
形状：圆形、矩形、工字形
3. 主要部件
⑶ 十字头：滑块，连接连杆与活塞杆
作用：导向
连接：十字销钉、螺纹
3. 主要部件
⑷ 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，应选用不同的 结构型式和材料。 基本要求： 应具有足够的强度和刚度； 良好的冷却、润滑及耐磨性； 尽可能小的余隙容积和气体阻力； 利于制造和检修； 符合系列化、通用化、标准化的“三化”要求，以便互换